近年来，世界範围内信息化水平的提高已成为铁路信息技术发展的源动力。世界先进的铁路信息化技术主要体现在机车实时跟蹤、综合调度、车地无线通信、机车远程监测与诊断等系统的研究与套用。国外铁路如北美铁路，机车的运用、检修分开且没有固定配属，主要依靠机车远程状态监测与故障诊断系统来辅助机车的管理和维修，提高了机车利用率。
我国也正在加速铁路生产套用信息系统的建设，大力推进铁路信息化、智慧型化，提升铁路运输效率。铁道部提出了增加运力、最佳化机车运用的新策略，提出建立以集中配置机车，推行长交路、车循环、轮乘制，建立“大运用、大整备、大检修”新模式。“和谐号”大功率机车批量投入使用及与之相配套的五大检修基地
的建设也同步启动，实施运用与检修分开的原则，逐步弱化机车配属。这将大大扩展机车运用区域，提高机车运用效率，增加铁路运输能力。因此，为了保障新的运输战略思想的实现，必须实时掌握机车的运用、检修情况，对机车车辆及时进行诊断和维护，保障机车车辆安全运行。通过建立一套适合我国机车运用检修管理的中国机车远程监视与诊断系统（Chinalocomo-tiveremoteMonitoringandDiagnosissystem，以下简称CMD），及时掌握机车运用状况，实现对机车设备状态信息的远程集中监测，及时对机车设备进行诊断和维护，实现对机车设备故障进行预警，为推进机车设备状态修提供支持。
1系统功能
CMD系统的总体设计思路是採用先进的车载信息
採集技术、通信技术和计算机技术，把机车实时状态数据、故障信息等机车数据处理整合后，利用无线传
输技术传至地面，通过防火墙后进入铁路区域网路进行分析处理，地面系统通过计算机技术对机车运用、检修等信息进行综合套用。系统主要功能有以下6点。
1）提高机车利用率
远程监测机车的运用情况，随时掌握机车的正常使用、备用状态，实时获得机车当前位置、速度等信息，便于机车集中调度，充分利用机车，提高机车的利用率。
2）及时了解机车的状态
远程监测机车的技术状态，随时掌握每台机车的状态是否完好，降低故障机车救援及维修成本，为机车的状态修提供技术支持。
3）提供机车故障诊断数据分析工具
通过系统获得机车设备故障相关的数据，结合智慧型分析与诊断技术方法，提供一个分析机车故障的工具给机车检修技术人员，能够有利于故障的分析工作。
4）辅助机车司机在途排除故障
为机车司机在途排除故障提供技术支持。在途机车一旦出现故障，通过该系统，检修中心的技术人员就可以接收到相应的信息，地面技术人员就可以找出该故障原因，指导司机排除故障。
5）建立机车数据档案及检修专家库通过对存储的机车海量数据进行统计、分析处理、归类汇总，可建立机车完整的数据档案，指导机车的运用、检修和维护，建立机车的检修专家库。
6）车载数据的无线下载
机车回段入库后通过WLAN网路将LKJ、LDP等车载设备记录的全程数据档案下载到地面。
2系统结构与组成
CMD系统由车载子系统、数据传输
子系统、地面综合套用子系统共3个子系统组成。系统结构如图1所示。
车载子系统主要负责机车数据的採集、处理、记录、传输与转储；数据传输子系统负责将机车数据通过GSM/GPRS移动公网、WLAN网路、铁路综合IT网
等网路传输到地面；地面综合套用子系统实现对在途机车的远程实时监测、故障报警及故障诊断等功能。
在CMD系统中，机车数据按信息类型分为机车安全信息、机车状态信息及综合监测信息；按数据大小分为小容量的实时信息、大容量的车载设备记录档案信息。
机车安全信息：机车运行过程中与行车安全相关的信息，主要来源于LKJ、TAX装置的运行数据。
机车状态信息：机车运行过程中牵引、制动、网路、辅助等系统的状态数据和故障信息。
综合监测信息：主要指机务运用相关的第三方综合监测设备，如视频监视、轴温检测、弓网检测、轨道检测等设备的运行状态信息。

2．1车载子系统
CMD车载子系统由机车车载综合信息监测装置LDP、无线数据传输装置TSC1及车载天线等组成，安装在需要远程监测的机车上，主要作用是採集、处理及记录机车数据，完成车载与地面的双向数据互动，是连线机车与地面的车载信息处理平台。CMD车载子系统结构示意图如图2所示。
LDP装置通过MVB、乙太网、RS485、RS422等多种专用机车汇流排接口与机车各车载系统设备连线，实时採集机车安全信息、机车状态信息及综合监测信息等机车数据，同时对採集到的各型机车的不同数据格式
的机车数据进行相应的标準化、规範化处理后通过乙太网传送至TSC1，TSC1通过GSM/WLAN无线网路採用TCP/IP协定把机车数据传送到地面综合套用子系统。
2．2数据传输子系统
数据传输子系统由GSM/GPRS移动公网、网际网路、WLAN、铁路移动数据传输统一平台MTUP、铁路综合IT网及通信伺服器等组成。数据传输子系统结构图如图3所示。
图1
系统总体结构图
图2
车载子系统结构示意图
2.2.1在途机车的实时信息传输
机车在途运行时，车载TSC1通过GSM/GPRS移动公网、网际网路、MTUP完成车载子系统与地面综合套用子系统间的信息双向传输。
机车的实时信息目前主要依託在中国覆盖範围最广的中国移动公司的GSM/GPRS无线网路传送至地面，随着3G(WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA)技术在中国的推广套用，条件成熟时将採用覆盖範围最广的3G网路来传输机车数据。
1）GSM/GPRS网路相关技术指标
能提供最高115.2kbps的数据传输速率。在实际套用中，由于列车在高速移动，大部分时间车地的GPRS网路稳定传输速率为2~5kbps，每小时大约能传输10MB的数据。
2）3G网路相关技术指标
可支持384kbps到2Mbps不等的数据传输速率。在高速移动的状态，可提供384kbps的传输速率，在低速或室内环境下，则可提供高达2Mbps的传输速率。
由于列车在高速移动，按车地10~50kbps的稳定传输速率，每小时大约能传输100MB的数据。2.2.2
机车入段整备时车载设备记录档案转储机车入段整备时通过建立在检修基地、机务段等站段的WLAN无线区域网路将LKJ、LDP等车载设备记录档案根据预先设定的规则自动下载到地面，然后通过铁路综合IT网转发到相应的铁路专业管理部门，实现车载设备记录档案的集中转储。
WLAN无线区域网路技术指标：
①通信标準为IEEE802.11b，採用2.4~2.4835GHz频段、直接序列扩频(DSSS)作为传输方式。
②网路协定为TCP/IP，无线传输速率为1~11Mbps，传输距离不小于200m。
图3
数据传输子系统结构图
图4
地面综合套用子系统组成结构图
2.2.3铁路综合IT网
依託覆盖铁道部、铁路局/检修基地和站段的铁路综合IT网路，採用铁路统一MQ传输平台，实现铁道部、铁路局/检修基地、站段三级网路範围内的机车数据传输。
2．3地面综合套用子系统
地面综合套用子系统由数据处理中心、综合服务平台和运行维护系统3部分组成，按照铁道部、铁路局/检修基地、站段三层管理结构进行设计，具有安全性好、可移植性高、易于系统集成和扩展的技术特点。地面综合套用子系统组成结构图如图4所示。
面向用户的软体採用JAVA技术开发，基于三层B/S体系结构即客户机/套用伺服器/资料库伺服器架构，系统数据採用Oracle资料库进行管理，后台处理程式採用C语言开发，套用PRO*C进行Oracle资料库操作。
地面综合套用子系统的主要功能是把通过数据传输子系统实时发到铁路区域网路的机车运行状态和故障信息等机车数据，由数据处理中心负责处理、存储和管理；由综合服务平台向用户统一展示CMD系统功能；由运行维护系统保障CMD系统正常运行。
1）数据处理中心
建立铁道部、铁路局/检修基地、站段三级CMD系统数据处理中心，实现对机车数据的处理、存储和管理。
2）综合服务平台
综合服务平台主要实现如下功能：
面。
2）视频存储
视频存储功能也是通过伺服器上的套用软体来实现，按照软体的设定参数进行视频存储，包括录像存储、快照存储等功能。
录像存储：系统採用专用录像伺服器集中存储的结构，伺服器启动后开始实时录像,也可自动触发报警录像、画面异动检测录像，列车所有视频流均集中传输到该伺服器，按照时间表，动态检测报警录像、录像档案生存周期、档案最大长度、保留的磁碟空间大小、预录像时间，当磁碟空间满了后，覆盖录像。
快照存储：在司机看到重要监视信息画面时可以选择单屏显示该监视点，点击快照功能，系统自动选择704×576图像进行图片存储。
3）查看视频
为了弄清楚突发事件的真实情况，需要回放已存储的视频。伺服器上的系统软体提供了查看视频的功能，包括视频检索、录像回放、查看快照。
视频检索：按设定的检索条件包括时间、监控点、档案名称等一个或多个条件进行检索，检索结果採用列表显示。
录像回放：根据已按条件检索出来的视频，点击用播放器打开可回放系统内的任一摄像头的视频录像。回放方式有逐帧、慢放、常速、快速等放大/缩小等多种方式，同时已存储的快照也可以按条件检索打开查看的。
5结语
基于上述构架的捷运列车视频监视系统已经在国
内某捷运A型车上装车套用，因其操作简单、界面友好、可靠性高、可维护性强，得到客户和乘客的好评，被称为捷运列车上的电子眼。随着技术的不断发展，将来大容量的视频信息可通过光纤传送，还可採用IP摄像头，实现更高清的录像和大容量视频存储技术，实现更人性化的用户体验。视频监视系统正成为捷运旅客信息系统必不可少的一部分。