和谐参考资料机车用自动化设备接口规范

1、和谐型机车管理信息系统自动化设备接口规范，引言和谐型大功率交流传动机车是具有世界先进水平的货运机车，已 经大批量在繁忙干线应用，为了提高和谐型机车使用、维护水平，提 高利用率，必须通过信息化手段对和谐型机车加以管理，建立全路范 围的部级、局级、检修基地、运用维修段和谐型机车四级一体的管理 信息系统。和谐型机车管理信息系统要遵循铁路机务信息化规划，在系 统架构、基础编码、数据交换规范等方面要统一设计和规划，以实现 最大范围的信息共享和全路机务信息化的可持续发展。和谐型机车检修基地和运用维修段是和谐型机车检修作业和运 用整备的重要场所，配备了大量对机车进行检测、测试、试验和维修 作业的设备。为提高

2、检测、测试、试验和维修数据准确性、及时性实 现共享。为实现和谐型机车管理信息系统与检修基地、运用维修段自 动化设备有效集成、信息共享，部运输局组织编制了和谐型机车管 理信息系统自动化设备接口规范，以确保设备接口与信息系统数据 自动交换，实现关键设备与信息系统网络连通，信息共享。本规范明确了自动化设备的分类，制定了接口的软硬件要求，规 定了接口开发涉及的相关编码，用于指导各种自动化设备的信息化接口技术条件的制定。1.1名词术语1)动化设备：指在检修基地和运用维修段内，用于探伤、检测、实验及涉及安全的关键设备、用于检修的主要设备，以及其他 由设备使用单位特别提出的，必须接入信息系统的设备。自动化设

3、备 必须具备数据自动采集接口条件，与信息系统实现网络连通，并通过 接口与信息系统自动交换数据的各种检测、测试和维修作业的设备。2)上位管理机：设备中配置的，对设备各组件进行控制或管 理的计算机。3 )接口计算机：具有以太网接口、直接接入信息系统，与信息系统进行数据交换的计算机。4 )上传/下传：数据从设备传递至信息系统的数据传输为数据 上传；数据从信息系统传递至设备的数据传输为下传。5 ) Web Service :一种基于XML的数据传输方式，具有平台无关的特点。6 ) XML :可扩展标记语言(extensible Markup Language ), 是一种基于标注的、与平台无关的数据格

4、式描述语言。7 )接口方法：在信息系统应用服务器上以Web Service形式 发布的数据接口中，暴露给自动化设备接口程序调用的、可完成接口 数据交换的操作称为接口方法。8 ) 一卡通”权限认证：对于需要一卡通”授权应用的设 备，并具备一卡通识别功能，在用户刷卡操作时通过信息系统进 行权限认证。2.自动化设备的种类和谐型机车检修基地和运用维修段的自动化设备根据功能和用 途可以分为以下三类：1）检败测试/实验设备在检修作业和运用整备的过程中，信息系统需要这类设备获取被 测机车、配件或装置的检测/测试/实验数据，以用于机车、配件或装 置的技术状态分析和故障诊断。检测/测试/实验设备产生的数据反映

5、了机车或配件的性能和质量，它是和谐型机车检修基地和运用维修段 最重要的自动化设备。2）维修工装设备用于各种部件专项维修的专修设备，以及用于整备作业的整备作 业设备，在作业的过程中，信息系统需要从这类设备获取维修/作业 进度及任务量数据，以动态掌握维修/作业进度，进行维修/作业进度 任务量统计。维修工装设备从信息系统服务器下载作业工单，了解作 业任务和作业内容，通过关闭作业工单反映作业步骤和作业进度。3）辅助设备这类设备主要为安全生产作业相关的设备正常运转提供工作条 件保障，在生产过程中，信息系统需要获取这类设备工作状态的自检 数据，以监视其是否稳定运行。设备工作状态自检功能是自动化设备必须具备

6、的基本功能，信息 系统通过分析设备上传的状态数据，可以确定检修基地或运用维修段可用的设备资源，从而制定或调整生产计划。3、自动化设备接口的硬件要求和谐型机车检修基地和运用维修段的自动化设备与信息系统互 连，原则上要求采用RJ45接口或FC接口以及802.11g无线网卡。 即具备以上接口并支持TCP/IP通信协议的自动化设备可直接接入信 息系统，实现信息交互。对于不具备RJ45接口或FC接口以及 802.11g无线网卡的自动化设备必须经过相关改造才能与信息系统 互连。3.1 采用LANWORK, CAN等现场总线的自动化设备或流水生产线对于采用LANWORK、CAN等现场总线的自动化设备或流水生

7、 产线应增设系统上位管理机。上位管理机是PC架构的通用计算机， 配置以太网卡和现场总线卡。上位管理机通过现场总线卡及相关通信 协议与采用现场总线的自动化设备或流水生产线交换数据；通过以太 网卡及TCP/IP通信协议与信息系统交换数据。上位管理机起到通信 网关的作用，实现通信协议和数据格式的转换。拓扑结构如图3.1所 示：RJ45信息系统 数据库服务器信息系统 应用服务器检修基地信息系统局域网TCP/IPLANWORK、CAN等现场总线0 6/（上位管理机完'向成系统的向动化设备、流水生产线；,成接口转换,图3.1现场总线自动化设备或流水生产线接入方案3.2 采用串行接口的自动化设备和谐

8、型机车检修基地和运用维修段存在大量的便携式测量设备， 他们通常采用RS232、RS485、RS422、USB等串行接口与其他设 备交换数据。由于这类设备不具备RJ45接口或FC接口以及802.11g 无线网卡，不能遵循TCP/IP协议与信息系统直接交换数据，因此应 增设接口计算机。接口计算机是PC架构的通用计算机，配置以太网 卡和相关串行接口卡。采用串行接口的自动化设备将采集的数据传送 到接口计算机，然后由接口计算机负责数据格式的转换，并通过以太 网卡及TCP/IP通信协议与信息系统交换数据。拓扑结构如图3.2所图3.2串行接口设备接入方案4、自动化设备接口的软件要求和谐型机车管理信息系统是部

9、级、局级、检修基地、运用维修段 四级一体的信息系统。为了实现和谐型机车质量数据全路范围的共 享，机车制造商、自动化设备生产商必须遵循相同的对象编码规则、 对象性能参数字典和对象故障字典。对象编码规则由铁道部运输局制 定，对象的性能参数字典和故障字典由铁道部运输局编制、发布和维 护。机车制造商在交付和谐型机车时，机车技术履历中的配件编号必 须符合颁布的对象编码规则。和谐型机车检修基地和运用维修段新购 配件入库时，必须按照颁布的对象编码规则对配件进行编号。自动化 设备生产商必须依据对象编码规则、对象性能参数字典和对象故障字 典开发自动化设备接口软件，以便信息系统对上传的被测机车、配件 或装置的质量

10、状况数据和设备状态监测数据进行自动识别和处理。自动化设备为分析被测机车、配件或装置的质量状况而采集的过 程数据，可以按自动化设备生产商的数据格式打包发送给信息系统， 由信息系统存放到数据服务器中，以便实现数据的备份。5、接口交换数据5.1 接口交换数据的基本内容按照数据传输方向，设备与信息系统的数据交换接口划分为上传 接口和下传接口，相应的接口交换数据的基本内容见表5.1。表5.1接口数据基本内容传愉方向数据内容数据交换时机主要应用目的上传检测/ 测试/ 试验数据对于实时在线联网设备，在作业结束 后立即传；对于即时在线联网设备， 在与信息系统网络联通时立即上传最 近的检测结果。实现检测、测试、

11、试 验、作业数据的采集设备状态监 测数据自设备启动时起定时上传，其周期根 据设备要求具体确定：状态发生改变 时立即上传:对于实时在线联网设备， 正常状态信息的上传时机需根据设备 的状态变化频度确定。实现设备在线监测和 运行状态管理，提供 设备故障实时报警和 设备性能动态管理。下传作业工单设备开启时，设备接口程序向信息系自动接收作业安排，统查询：设备运行期间，设备接口程序定时向 信息系统查询。完善设备自身功能， 如轮对踏面检测装置 和洗车机需通过信息 系统获得作业安排， 以区分正常作业过车 和非作业转线过车。系统命令设备启动时，设备接口程序向信息系 统查询当前系统命令。设备接口程序向信息 系统查

12、询起、停、自 检等设备运行系统命 令。“一卡通”权 限认证对于实现“一卡通”授权应用的设备， 在用户刷卡操作时通过信息系统进行 权限认证。实现检修基地各种设 备或系统间智能卡使 用的通用化。针对不同类型的设备，上述通过接口交换的数据内容的数据项有 所不同，本规范中给出了针对不同类型数据内容所应包含的数据的基 本内容和格式。其他需要补充的数据项，由各设备使用单位、设备供 应商以及信息系统研发单位商议确定。5.2 上传数据接口内容及格式检测/测试/试验接口内容1）基本信息：接口版本信息，自动化设备编码，数据生成时间。2 ）人员信息：作业人员工号。3 ）检测/测试/试验对象描述信息：对象编码，检测/

13、测试/试验 开始时间，检测/测试/试验结束时间。4 ）检测/测试/试验主要参数：参数编码、参数值、与标准值的 差值或对比结果。5 ）检测/测试/试验结论：参数编码、参数值。格式：<Detect Data>< Data Type >01</ Data Type > <!-表示检测/测试/试验数据->< Edition >L00</Data Type >v!-表示接口 版本号 1.0->< Materiel Code >000001</ Materiel Code > v!-检测/测试对象编码&l

14、t; Detector Code >000 <J Detector Code > <!一自动化设备编码< Worker Code >000001 <1 Worker Code > <!人员工号< Detector Date >YYYY/MM/DDDetector Code > <!-数据生成时间< Begin Date > YYYY/MM/DD HH:MM </ Begin Date > <!-检测/测试/试验开始时间>< End Date > YYYY/MM/DD H

15、H:MM </ End Date > v!-检测/测试/试验结束时间< Result > </ Result > v!-结论表示正常，参考参数字典-,< Parameters> <!-参数代码参考参数字典< Parameter Code- 1' Difference=l >20< /Parameter)<!-参数代码、参数值、与标准值的差值或对比结果->< Parameter Code=* 2' Difference=l >40< /Parameter)< Paramet

16、er Code- 3' Difference=20 >500< /Parameter< Parameter Code=></Parameter,< /Parameters</Dctect Data>设备状态监测数据接口内容1)基本信息：接口版本信息，自动化设备编码，监测时间。2)设备状态自检信息：设备状态编码格式：<Detect Data>< Data Type >02</ Data Type > <!-设备状态监测数据< Edition >1.00</ Datal5'p

17、e > <!-表示接口版本号 1.0->< Detector Code >000 </ Detector Code > <!一自动化设备编码< Detector Date > 2010/1/19 10:10</ Detector Date > <!-监测时间< Parameters>< Parameter Code=T >< /Parameter <!-设备状态编码一< Parameter Code- 2, >< /Parameter< Parameter

18、Code=> 3' >< /Parameter< Parameter Code=>< /Parameter< /Parameters</Detect Data>53下传数据接口内容及格式作业工单数据接口数据如需下传作业工单的设备，通过向信息系统发送请求获得作业工单数据，返回XML格式的工单数据。1）请求：接口版本信息，自动化设备编码2 ）返回：返回工单的XML格式的工单数据格式：请求<Request Data>< Data Tpe >01</ Data Type > <!系统命令< E

19、dition >1.00</ Datal5'pe > <!-表示接口版本号 1.0->< Detector Code >000 </ Detector Code > <!-自动化设备编码</ Request Data >返回<Response Data>< Data 1ype >01</ Data Type > <!作业工单返回< Edition >1,00</ Data lpe > <!-表示接口版本号 1.0->< Materi

20、el Code >0001</ Materiel Code > <!-检测/测试/试验对象编码-< Detector Code >0001 </ Detector Code > <!-自动化设备编码< Begin Date > <J Begin Date >检测/测试/试验开始时间< End Date ></ End Date > <!-检测/测试/试验结束:时间< Parameters<!-参数代码参考参数字典< Parameter Code=, 1' >

21、;< /Parameter v!-参数代码< Parameter Code=, 2' >< /Parameter>< Parameter Code=, 3' >< /Parameter>< Parameter Code=>< /Parameter< /Parameters></ Response Data>系统命令数据接口内容1）请求：接口版本信息，自动化设备编码2 ）返回：设备的起、停、自检命令格式：请求< Request Data>< Data lpe >

22、01</ Data Type > <!一系统命令< Edition >1.00</ Datalype > <!-表示接口版本号 1.0->< Detector Code >000 </ Detector Code > <!一自动化设备编码</ Request Data>返回< Response Data>< Data Type >02</ Data Type > <!一系统命令< Edition >1,00</ Datal5-pe >

23、 <!-表示接口版本号 1.0->< Detector Code >000 </ Detector Code > <!-自动化设备编码< System Cmd >0 </ System Cmd > <!-设备的起、停、自检，参考参数字典一</ Response Data>一卡通操作权限数据接口内容1）请求：接口版本信息，一卡通编码2 ）返回：操作/允许/禁止格式：请求< Request Data>< Data lpe >02</ Data Type > <!-一k通授权

24、< Edition >1.00</ Datal5'pe > <!-表示接口版本号 1.0->< Materiel Code >000 </ Materiel Code > <!一 “一卡通”编码</ Request Data>返回< Response Data>< Data lpe >03</ Data Type > <!-一-k通授权< Edition >1.00</ Datal'pe > <!-表示接口版本号 1.0->

25、< Materiel Code >000 </ Materiel Code > <!- “一卡通”编码< State >01 </ State > v!-操作/允许/禁止，参考参数字典</ Response Data>6.接口数据交换方式考虑到接口的安全性，可靠性，实时性和维护便利性，设备与信1息系统间采取Web Service （HTTP）数据交换方式。设备接口程序应具备访问信息系统在应用服务器上发布的数据 交换接口服务的功能，与信息系统进行数据交换。6.1 数据交换服务接口方法定义1）数据交换服务接口方法定义参数说明数据交换

26、接口中，所有信息项需组织成具有XML格式的字符串 进行传递，数据接收方应对该XML格式字符串进行校验。2）上传数据服务接口方法定义接口方法名称定义为Send Data。Byte SendData(string XMLData)SendData :表示Web Services的方法名称XMLData :表示具有XML格式的字符串Byte :表示数据接口方法的返回值。3）上传数据接口方法返回值及含义返回代码含义0接口方法调用成功，数据操作接受1接口方法调用成功，数据操作失败2接口方法调用成功，无效或未知的设备3接口方法调用成功，无效的XML数据类型9接口方法调用失败，未知错误4）下传数据服务接口方

27、法定义下传数据包括工单数据，一卡通权限认证以及系统命令，根 据不同的内容返回XML格式的结果字符串。接口方法名称定义为GetDataoString GetData（string XMLData）GetData :表示Web Service的方法名称XMLData :表示具有XML格式的字符串String :表示返回的XML格式的字符串（内容格式参照第四部分第三节内容）5 ）信息系统数据上传下传定义的XML基本属性序号属性名称类型工度XML属性描述1Detect Data-一检测/测试/试验/设备状态XML数据2Request Data-下传请求XML数据3Response Data-一下传返回

28、XML数据4Data Type字符2XML数据类型上传：01表示检测/测试/试验02表示设备状态下传请求：01表示系统命令02表示“一卡通''数据下传返回：01表示工单请求02表示系统命令03表示“一卡通''数据5Edition字符4接口版本信息5Begin Date字符16测试开始时间6End Date字符16测试结束时间7Result字符2返回结论，参考参数字典8State字符2返回状态，参考参数字典9Materiel Code字符24检测/测试/试验对象编号10Parameter Code字符8参数代码，参考参数字典11Detector Code字符24自

29、动化设备编码12Worker Code字符24作业人员工号13Detect Date字符16数据生成时间其他需要补充的非性能参数的数据项，由各设备使用单位、设备供应商以及信息系统研发单位商议确定。6.2 数据交换服务接口发布设备供应商通过以下地址获得服务接口方法的描述信息，调用服 务接口方法实现数据交换。信息系统Web Service数据交换接口方 法的发布地址为：Address %/%ServiceName%/%MethodName%/% Ip Address %为检修基地系统应用服务器IP地址。/%ServiceName% 为服务名。%MethodName% 为方法名。7、接口数据交换可靠

30、性要求当设备接口程序无法访问信息系统应用服务器时，应在本地记录 日志，并自动检测与信息系统应用服务器的网络连接。如果网络连接 中断，设备接口程序应将上传的重要数据保存在本地，等待一定时间 后再尝试重新上传数据，或从信息系统获取接口数据。8、对象编码规则、参数字典及故障字典为保证检修基地和运用维修段自动化设备数据采集的规范性，实 现机车质量数据的全路共享，由部运输局组织设备使用单位、设备供 应商以及信息系统研发单位统一对象编码，形成性能参数字典和故障 字典，编码规范另行公布。附件:和谐型机车管理信息系统编码规范为了实现和谐型机车部级、局级、检修基地、运用维修段四级管 理信息系统的信息共享和全路机

31、务信息化的可持续发展，实现自动化 设备与各类信息系统的数据自动交换，减少人工输入环节，提高数据 的准确性和真实性，必须统一相关基础编码。只有信息系统开发商、 自动化设备制造商在软件设计和开发中都遵循相同的资源编码、性能 参数编码和故障编码，才能保证在各系统之间的信息交换中对数据解 释的唯一性。1 .资源编码规则将全路机车、配件、设备、人员等生产要素同称为资源，按统一 的格式对他们进行编码，实现一物一码,杜绝一码多物，即形成全路 机务资源字典。资源编码码长为30位，结构如下图所示:XX XX XX XX XXXX XXXXXX XXXX XXXXXXXXE:资源名称D：资源组别B：资源中类别A：

32、资源大类别C：资源小类别H:出厂编号或参数值G:制造商代码F：行政区划编码1 ) A (XX)为资源大类别，用2位数字表示，可区分一百种资源 大类。例如用00表示机务系统人员类、用10表示机车类、用11表 示机车重要配件类、用12表示机车一般配件类、用20表示设备类、 用21表示设备重要配件类、用22表示设备一般配件类、用30表示 厂房；2 ) B (XX)为资源中类别，用2位数字表示，可区分每个资源大 类下的100个细分类别。例如用0002表示人员的所属路局为沈阳 铁路局，参见机务公用基础编码规范的部局编码；例如用1002表示机车的动力类型为电力机车，参见机务机 车公用编码规范的机车动力类型

33、编码；例如用2003表示设备的大类为电气设备，参见铁道部机械 动力设备分类目录，但将设备大类由1位编码扩展为2位编码，以 适应铁道部机械动力设备分类目录将来的修订；3 ) C (XX)为资源小类别，用2位数字表示，可区分每个资源中 类下的100个细分类别。例如用000205表示人员的所属机务段 为沈阳铁路局苏家屯机务段，参见机务公用基础编码规范的机务段 编码；例如用100201表示机车为交一直流电传动电力机车，参见机 务机车公用编码规范的机车传动方式编码；例如用200306表示设备的类型为焊接机，参见铁道部机械 动力设备分类目录，但将设备类由1位编码扩展为2位编码，以适应铁道部机械动力设备分类

34、目录将来的修订;4 ) D (XX)为资源组别，用2位数字表示，可区分每个资源小类 下的100个细分组别。例如用00020517表示人员的职务为沈阳 铁路局苏家屯机务段检修工人，参见机务公用基础编码规范的职务 编码；例如用表示机车为韶山1型交一直流电传动电力机车，参见机 务机车公用编码规范的机车车型编码；例如用表示设备的组别为电阻焊接机，参见铁道部机械动力 设备分类目录，但将设备组别由1位编码扩展为2位编码，以适应 铁道部机械动力设备分类目录将来的修订；5 ) E(XXXX)为资源名称，用4位数字表示，可区分每个资源组 别下的10000个成员。例如用0000表示该人员为沈阳铁路局苏 家屯机务段第0020号检修工人某某某；例如用0208表示机车为0208号韶山1型交直流电传动电 力机车车”；例如用03XX表示设备为电阻点焊机，参见铁道部机械动力 设备分类目录，设备名称由2位编码表示，剩余2位编码备用；6 ) F (XXXXXX)为资源出产国别及地区，用6位数字表示。用于表示人员身份证的地区编码、即身份证的前六位；用于表示机车产地的地区编码，参见机务公用基础编码规范 的行政区划编码；用于表示设备产地的地区编码，参见机务公用基础编码规范的行政区划编码；