远程监控在地铁轮缘检测系统中的应用
摘 要：详细论述了远程监控系统是如何实现对地铁轮缘检测系统的远程控制及监测的，并介绍了其设计思想及具体实现方案。
关键词：地铁轮缘；检测系统；远程监控；调制解调器；远程连接
0引 言
随着国民经济的发展，城市规模在不断扩大，城市人口急剧增加，随之出现的交通拥堵问题日趋严重。城市轨道交通做为新的交通运输方式以其不可比拟的优势，在城市公共交通中发挥着越来越大的作用。因此对于地铁车辆运行安全的重要性就不言而喻了。
地铁轮缘检测系统就是众多保障地铁车辆安全的检测设备之一。该设备是在列车运行过程中自动完成轮缘高度、轮缘宽度、车轮直径、QR值、轮对内侧距等参数的测量。该设备安装在列车出、入库线路上，适应列车运行速度5～20 km，可24小时无人值守工作。该设备采用光截图像测量技术，将激光线光源投射到被测车轮踏面上，CCD高速摄像机在车轮传感器的作用下触发抓拍车轮踏面的激光轮廓线图像，通过软件算法实现轮对尺寸的测量。
目前，车辆的轮对尺寸均采用人工测量方法，即按照检修规程由专业人员采用专用测量工具定期对轮对尺寸进行测量，测量工作效率低，人为因素带来的测量误差较大。
地铁轮缘检测系统集光学、自动控制、计算机、图像处理、机械等多学科于一体，具有自动化程度高、测量速度快、使用灵活、适应能力强、测量精度高等特点。该设备对通过检测区域的车辆进行实时测量，建立数据库，具有数据存储、查询、状态跟踪、预警、超限报警、数据网络共享等功能。该设备投入实际使用对提高车辆检修效率，降低劳动强度具有重要意义。
对于采用三轨供电的方式来提供机车的动力的地区。设备的探测站就无可避免的处于轨行带电区，这对于设备检测到的轮缘数据的查看造成了一些不便。如果可以实现对系统的远程监控，就可以使维护人员不受时间、地点等因素的限制，对系统状态及时进行查看。
1设计方案
地铁轮缘检测系统由探测站和复式站组成，探测站位于地铁运行的轨行区旁，复式站一般放置在检修单位以方便检修人员对检测数据进行查看。
地铁轮缘检测系统采集的检测数据主要包括地铁车辆的轮缘高度、轮缘宽度、车轮直径、QR值、轮对内侧距等指标，由于要达到在不同的地点，通过不同的计算机都可以随时观察到已过列车的轮缘磨耗情况，所以我们无法采用数据上传进行查询，而采用远程监控就解决了这个问题。
由于探测站和复式站间的通讯是通过物理光纤连接实现的。要实现对复式站以及探测站的远程控制与监测，设计利用调制解调器通过拨号方式建立主机和客户机之间的连接，再通过远程桌面来实现远程控制（如图1所示）。这样不仅对于采集的列车轮缘数据能够实时的查看，对于运行系统的工控机的工作运行状态也能够及时掌握。这样就可以更早的发现并排除计算机运行环境可能发生的对检测系统产生影响的因素。
2具体实现
2.1调制解调器（Modem）
计算机在发送数据时，先由调制解调器把数字信号转换为相应的模拟信号，这个过程称为“调制”。经过调制的信号通过电话载波传送到另一台计算机之前，也要经由接收方的调制解调器负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号，这个过程我们称“解调”。正是通过这样一个“调制”与“解调”的数模转换过程，从而实现了2台计算机之间的远程通讯。
调制解调器一般有拨接和专线两种操作方式。我们采用的是最常用的操作方式：拨接操作方式，即调制解调器需要经过“电 话 网 络”才能达到连接的方式，一般联接网际网络（Internet）时，使用调制解调器就是采用此方式。
Modem的传输速率，指的是Modem每秒钟传送的数据量大小。通常所 说 的14.4K、28.8K、33.6K、56K等，指的就是Modem的传输速率。传输速率以bps（比特/秒）为单位。因此，一台33.6K的Modem每秒钟可以传输33 600 bit的数据。由于目前的Modem在传输时都对数据进行了压缩，因此33.6K的Modem的数据吞吐量理论上可以达到115 200 bps，甚至230400 bps。
以上所讲的传输速率，均是在理想状况的得出的。而在实际使用过程中，Modem的速率往往不能达到标称值。实际的传输速率主要取决于以下几个因素：
（1）电话线路的质量。因为调制后的信号是经由电话线进行传送，如果电话线路质量不佳，Modem将会降低速率以保证准确率。为此，在连接Modem时，要尽量减少连线长度，多余的连线要剪去，切勿绕成一圈堆放。另外，最好不要使用分机，连线也应避免在干扰源上经过。
（2）带宽限制。如果在同一时间使用线路的人数很多，就会造成线路的拥挤和阻塞，Modem的传输速率自然也会随之下降。因此，ISP是否能供足够的带宽非常关键。另外，避免在繁忙时段使用也是一个解决方法。
（3）对方的Modem速率。Modem所支持的调制协议是向下兼容的，实际的连接速率取决于速率较低的一方。因此，如果对方的Modem是14.4K的，即使你用的是56K的Modem，也只能以14 400 bps的速率进行连接。
调制解调器从安装方式上分为：内置式、外置式、机架式等几种。采用的是外置式的调制解调器，它放置于机箱外，通过串行通讯口与主机连接，方便灵巧、易于安装，闪烁的指示灯既能对传输的线路品质进行判断，将其可正常传输状态、线路品质稍差状态、线路恶劣（可能会掉线）状态进行具体的判断，也可以对调制解调器工作速率以及处理的数据状态（接受/发送）等进行显示，从而对整个网络连接有着更加直观的反应，便于监视调制解调器的工作状况。
调制解调器一般通过其显示面板上的LED灯来反应各种状态（以TC3642为例）：
SQ-灯亮时表示线路品质在可正常传输的情况，若闪烁则表示线路品质稍差，若熄灭表示线路状况恶劣，可能会断线。
TS-灯亮时表示调制解调器进入自动检测模式，若一直闪烁表示检测有问题。
HS-灯亮时表示调制解调器正处于9 600 bps以上的工作模式。
RD-灯闪烁时表示计算机正在接收远程调制解调器传来的数据。
TD-灯闪烁时表示计算机正在传送数据给远程的调制解调器。
CD-载波检测。
CTS-灯亮时表示调制解调器准备好可接收DTE送来的数据。
TR-灯亮时表示数据终端机准备好，可开始接收或传送指令。
SL-灯亮时表示调制解调器正处于“拨接”模式，灯灭时表示调制解调器正处于“专线”模式。
MR-灯亮时表示调制解调器准备好，可接受指令动作。
调制解调器进行主叫的客户端端需采用数据传输的呼叫模式，而被叫的服务器端采用数据传输的应答模式。
采取拨号方式的AT命令：
主叫：
at&F0 恢复出厂设置
at&Z0=ax 存储电话号码。在4个存储电话号码组中的任何1个，可存贮长达45位数的电话号码，可使用D命令快速拨号。 n为内存组（0-3）；a为T（音频）或P（脉冲）；x为所存储的电话号码。
at&Y0 加载配置值并设置为开机及重置时的出厂值。
at&W0 将命令和S寄存器的值写入配置。
被叫：
at&F0恢复出厂设置。
at&S0=1 “握手”时DSR信号为开，测试或空闲模式时关闭，当远程载波信号丢失时DST 关闭
at&Y0 加载配置值并设置为开机及重置时的出厂值。
at&W0 将命令和S寄存器的值写入配置
通过XP系统附件/通讯的超级终端将主、被叫的AT命令写入调制解调器中即可。
主、被叫的调制解调器根据相应的AT命令，通过程控交换机的接续完成两者间的握手。而后通过主、被叫计算机的高级串口连接，最终完成主叫客户端和被叫服务器端的网络连接。
2.2 XP远程桌面程序
计算机“远程控制”，主要包括客户端和服务器端，就是在网络上由1台电脑（主控端Remote/客户端）远距离去控制另1台电脑（被控端Host/服务器端）的技术，远程控制有很多用途，在工业自动化领域，可以使用该技术进行远程维护和远程诊断。 Windows XP自带远程控制的功能，即Windows XP的远程桌面。
使用Windows XP的远程桌面，可以从A计算机上访问运行在B计算机上的Windows会话。这意味着可以远程连接到指定计算机，并访问所有应用程序、文件和网络资源，好像正在它的前面。
连接到指定计算机时，远程桌面将自动锁定该计算机，这样没有被授权者都无法访问应用程序和文件。返回指定计算机后，可以按Ctrl+Alt+Del解除锁定。
远程桌面还允许多个用户在1台计算机上拥有活动的会话。这意味着多个用户可以让他们的应用程序保持运行状态，并保留他们的Windows会话状态，甚至在其他用户登录时依然如此。
使用“快速用户切换”，可以在相同计算机上很容易地从1个用户切换到另1个。“快速用户切换”可用于独立计算机和工作组中的成员计算机。
在完成两台机器间的通讯连接的基础上，就能够实现远程桌面的控制操作。
服务器端操作系统必须为Windows XP，而客户端，在这里推荐也同样使用Windows XP。
服务器端需要设置系统的开机自动登录。如系统登录不设置密码的情况下，远程登录将无法使用。
3试验结果
远程操作控制的方式与数据上传的方案相比实现要更加简单易行，而且它的连接无论成功与否都不会对轮缘检测系统的运行产生影响，因此远程操作控制的方式是安全可靠稳定的。
通过实验室的连接测试后，在现场进行了实际连接，其传输速率低于9 600 bps时，连接到被叫机器后，远端桌面的显示速度过慢，无法正常对系统的相关数据进行查看，当大于9 600 bps时，偶尔会出现掉线等情况，而选择9 600 bps传输状态为最佳，可以正常的对被叫的机器进行正常的系统数据查看，以及对计算机状态进行查看。
现场使用的实际情况证明了此方案的实际可行性。通过此方案我们将调制解调器通过拨号方式建立双机通讯和远程控制进行了整合，从而完成了在特殊的地铁现场环境下的远程控制，这轮缘检测系统的维护以及数据跟踪提供了一个更加快捷便利的手段，大大的提高了系统效率。
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