USB数据采集在机车数据分析系统中的应用

随着科学技术的不断发展，机车动力性能有了突飞猛进发展。为了保证机车能够高速、安全的运行，现代化的机车也增加了不少与之配套的在线监测仪表。这些仪表可以对机车速度、柴油机转速、主整流器电压、主整流器电流、机车里程、制动缸压力、列车管压力、润滑油压力等进行检测和显示。通过这些仪表车组人员可以很好的了解机车当前运行状况，提高了机车的易操作性、易维护性和系统安全性。但有些信息并不是通过这些实时信息可以得到的，它需要与一定时段内的历史数据相关接合，通过数据分析才能得到。通过这些信息车组人员可以对机车的状态进行深度评测，从而预防问题的发生或将问题解决在萌芽状态。这也就是机车数据分析系统产生的原因。
设计思想
在数据分析系统设计上，由于希望能够按着机车所属区域或所属路段进行统计管理，因此分析系统本身不能安装在某个机车上。在这种情况下就要解决数据实时记录和数据传输问题。对于移动物体进行数据采集和传输的通常方法是通过无线电或GPRS方式来完成，但这两种方法通常都受到无线信息覆盖范围限制，并且对GPRS方式长期系统运行成本比较高。考虑到机车数据分析系统分析的数据具有分段性和数据备案性的特点，系统采用了通过USB存贮器实时记录，离线数据分析及备案的方式。这样即解决了应用需求，又降低了应用成本。
在线记录仪
在线记录仪是安装在每台机车上，它通过各种传感器获取机车运行状态相关的数据信息。这些信息首先被实时地显示在机车显示屏上，同时被按时间顺序保存到存贮卡中。在线记录仪由数据采集转换器、嵌入式系统（包含存贮卡）和显屏三部分组成，结构图如下所示：

数据分析系统
数据分析系统完成了从存贮卡读取数据，并将数据归类存贮。系统通过图表方式对分析后的数据进行显示、查询和打印。主要交互界面如下所示：


通过查询界面可以快速标定超限数据及数据产生时间，通过与其它数据相接合，分析产生的原因。通过趋势分析界面可以观察到在一段时间范围内机车状态及运行趋势。
结束语
通过机车离线数据分析实现了机车运行状态备案及分析。这种实时数据记录，离线数据分析的方法也可以用于其它一些数据分析系统，如：油井运行状态分析。

对于移动物体进行数据采集和传输的通常方法是通过无线电或GPRS方式来完成，但这两种方法通常都受到无线信息覆盖范围限制，并且对GPRS方式长期系统运行成本比较高。考虑到机车数据分析系统分析的数据具有分段性和数据备案性的特点，系统采用了通过USB存贮器实时记录，离线数据分析及备案的方式。这样即解决了应用需求，又降低了应用成本。