嵌入式與溫州動(dòng)車追尾事故關(guān)系的深度剖析

7.23溫州動(dòng)車追尾事故發(fā)生至今已將近一個(gè)星期，關(guān)于此事故發(fā)生的原因眾多紛紜，但經(jīng)數(shù)日的調(diào)查，“雷擊停駛說”已被多方證據(jù)推翻，那究竟是什么原因?qū)е逻@次事故的發(fā)生，為何如此先進(jìn)的控制系統(tǒng)這么容易就失效？為何D301沒有看到D3115次列車停下而做相應(yīng)的減速。

筆者了解到動(dòng)車設(shè)計(jì)上的各種操作系統(tǒng)與嵌入式技術(shù)有很大的關(guān)系，其中引起最大爭(zhēng)議的信號(hào)系統(tǒng)、防災(zāi)系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等就與嵌入式系統(tǒng)有著千絲萬縷的關(guān)系。

來自粵嵌教育的嵌入式技術(shù)講師及工程師，通過自己專業(yè)的嵌入式技術(shù)知識(shí)對(duì)此事故進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并給予了專業(yè)的回答。以下是針對(duì)林工的問答，供大家參考。

“因現(xiàn)在黑匣子還未檢測(cè)公布，我們也沒有確切的證據(jù)證明造成溫州動(dòng)車追尾事故發(fā)生的主要原因是什么，但根據(jù)眾多挖掘工人以及現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)技術(shù)人員的陳述，從嵌入式技術(shù)的角度出發(fā)，我們可以從四個(gè)方面作出判斷?！绷止と缡钦f。

列車系統(tǒng)解剖圖

1、信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)

問：按照列車運(yùn)行常識(shí)，無論是一般電力機(jī)車，還是高端動(dòng)車，都裝載有防止相撞和追尾的信號(hào)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)可以有效測(cè)定列車速度，對(duì)位置進(jìn)行定位。但是這套至關(guān)重要的行車安全系統(tǒng)卻在最關(guān)鍵時(shí)刻失效了，這是為何？

答：一般來說，每?jī)闪袆?dòng)車之間有7000~8000米的距離，專業(yè)上稱“閉塞分區(qū)”，兩個(gè)相鄰站之間(鐵路術(shù)語叫區(qū)間)有多個(gè)信號(hào)機(jī)。每?jī)蓚€(gè)信號(hào)機(jī)柱之間的空間，鐵路上把它看做是封閉的空間，叫閉塞區(qū)間。按照規(guī)定，兩個(gè)信號(hào)機(jī)之間的這個(gè)空間，絕對(duì)不允許同時(shí)存在兩輛列車。

動(dòng)車經(jīng)過某路段，就會(huì)受該路段鐵路調(diào)度所控制，給出指定運(yùn)行信號(hào)。而且每輛動(dòng)車的駕駛室都裝有“隨車信號(hào)機(jī)”，能自動(dòng)接收前方路段信號(hào)燈，紅黃藍(lán)分別指示停車、減速、通行。

而這次根據(jù)官方的說法，這次信號(hào)系統(tǒng)沒有發(fā)生相應(yīng)的作用，如果這樣的說法是真的，那中國(guó)的信號(hào)設(shè)備系統(tǒng)真的是不堪一擊了，甬溫線乃至整個(gè)中國(guó)的鐵路干線系統(tǒng)都應(yīng)該停運(yùn)整頓好好檢測(cè)一番。

信號(hào)系統(tǒng)解剖圖

2、防災(zāi)系統(tǒng)

問：根據(jù)上面您所說的，列車信號(hào)系統(tǒng)出故障是導(dǎo)致這次事故發(fā)生非常重要的原因之一，那您對(duì)動(dòng)車的防災(zāi)系統(tǒng)有什么樣的看法？您能不能簡(jiǎn)單給我們講解一下動(dòng)車防災(zāi)系統(tǒng)檢測(cè)所涉及的內(nèi)容？

答：安全是鐵路運(yùn)輸永恒的主題，是鐵路的生命線，所以建立安全、可靠、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的鐵路安全防災(zāi)監(jiān)控和信息傳輸體系，制定科學(xué)有效的預(yù)警機(jī)制和應(yīng)急預(yù)案，是極其十分必要的，也是不可或缺的環(huán)節(jié)。

動(dòng)車安全監(jiān)控的主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容按對(duì)象不同可大致分為5大類：自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)(如雷電、地震、雨量、及洪水、風(fēng)速和風(fēng)向等)；線路監(jiān)測(cè)(如軸溫、路基災(zāi)害等)；大型結(jié)構(gòu)物監(jiān)測(cè)(如車站站房、隧道、牽引變電所及通信信號(hào)機(jī)械室內(nèi)及周圍自然狀況監(jiān)測(cè)等)；物體侵入監(jiān)測(cè)；列車運(yùn)行狀況與車廂監(jiān)測(cè)等。

綜合防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)危及列車運(yùn)行安全的自然災(zāi)害(雷電、風(fēng)、雨、洪水、地震等)、異物侵限、突發(fā)事故和事件等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；對(duì)各種監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行分析、處理、匯總，判定設(shè)備安全隱患、災(zāi)害及故障的類型、性質(zhì)和級(jí)別；實(shí)時(shí)顯示經(jīng)處理后的信息及災(zāi)害預(yù)警、限速、停運(yùn)、恢復(fù)運(yùn)營(yíng)等處理建議，為運(yùn)營(yíng)調(diào)度中心調(diào)整運(yùn)行計(jì)劃，下達(dá)行車管制、搶險(xiǎn)救援、維修等指令提供依據(jù)。

但是此次溫州動(dòng)車追尾事故發(fā)生之前，該防災(zāi)系統(tǒng)沒有起到上述作用，這實(shí)在值得我們深思。

3、視頻監(jiān)控系統(tǒng)

問：高速鐵路由于列車運(yùn)行速度高、密度大，運(yùn)送對(duì)象以旅客為主，一旦發(fā)生事故后果不可想象。因此，除了要求機(jī)車車輛、供電、線路以及通信信號(hào)設(shè)備高性能外，對(duì)各種可能發(fā)生的災(zāi)害，都要實(shí)施全面監(jiān)測(cè)。甬溫線是否采用采用上述系統(tǒng)之外的監(jiān)控系統(tǒng)？可以更直觀的、更清晰地防止事故的發(fā)生？

答：傳統(tǒng)的高速鐵路綜合安全系統(tǒng)都是基于各種傳感器來進(jìn)行的，但是隨著視頻監(jiān)控及其分析技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，基于視頻的綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到了更多的重視和應(yīng)用。

此次發(fā)生事故的甬溫線動(dòng)車確實(shí)采用了某企業(yè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，我先說一下視頻監(jiān)控系統(tǒng)的用途：視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過高分辨率視頻攝像頭對(duì)動(dòng)車組成部及其兩側(cè)、車頭、車頂實(shí)施全程跟蹤。監(jiān)控，同時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)檢修工程的各個(gè)作業(yè)者的錄像剪切和拼接，使過程具有可追溯性，并對(duì)其過程和質(zhì)量進(jìn)行打分和評(píng)價(jià)，通過規(guī)范檢修生產(chǎn)，即使發(fā)現(xiàn)漏檢及違章作業(yè)，避免因修檢質(zhì)量問題所造成的重大安全事故，從而達(dá)到生產(chǎn)規(guī)范，有效可控的目的。

事實(shí)證明，該列動(dòng)車的視頻監(jiān)控系統(tǒng)沒有起到相應(yīng)的作用，所以我們有理由懷疑甬溫線“7.23”事故的發(fā)生與其視頻監(jiān)控系統(tǒng)的失誤有一定的關(guān)系。

4、綜合監(jiān)控系統(tǒng)

問：這次事故的發(fā)生讓我們看到中國(guó)高鐵建設(shè)的漏洞，中國(guó)高鐵今后的建設(shè)需要投入更多的精力，重建民眾的信任成為鐵路部門接下來要做的核心工作。據(jù)您專業(yè)的嵌入式技術(shù)知識(shí)發(fā)表一下您對(duì)中國(guó)高鐵監(jiān)控系統(tǒng)的一些建議 答：建議就不敢說了，我從嵌入式技術(shù)的角度出發(fā)，說一下相關(guān)的系統(tǒng)問題吧。

中國(guó)高鐵的綜合監(jiān)控系統(tǒng)確實(shí)需要加強(qiáng)。傳統(tǒng)的矩陣監(jiān)控系統(tǒng)有單獨(dú)的報(bào)警主機(jī)，但是通常只能接入開關(guān)量報(bào)警，而現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器在報(bào)警接入方面數(shù)量較少，不能滿足多種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：強(qiáng)風(fēng)、雨量、地震，多種數(shù)據(jù)協(xié)議：485總線，CAN BUS總線等接入的要求，對(duì)多路模擬和數(shù)字量的采集無能為力。

但如果可以集成了設(shè)備監(jiān)控、周邊區(qū)域音視頻監(jiān)控錄像，周界報(bào)警系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、門禁控制系統(tǒng)、燈光語音控制系統(tǒng)、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控、模擬量數(shù)字量采集等多種功能的綜合監(jiān)控主機(jī)，就能夠?qū)崿F(xiàn)與其它多種傳感器/系統(tǒng)的對(duì)接。

采用基于Arm9的嵌入式系統(tǒng)可以為相關(guān)系統(tǒng)提供極高的穩(wěn)定性。多路插卡式設(shè)計(jì)，通過不同的插卡可以在一臺(tái)主機(jī)上支持多路門禁控制、RS-485總線或CAN BUS總線、開關(guān)量輸入輸出、RS-232接口，能夠更有效的完成監(jiān)控任務(wù)。

和諧號(hào)相關(guān)系統(tǒng)裝置

5、乘客管理系統(tǒng)

問：乘客份額名單遲遲未公布，是不是說明相關(guān)的系統(tǒng)也存在問題？

答：確實(shí)，乘坐列車是實(shí)行實(shí)名制的。現(xiàn)在乘客的名單遲遲沒有公布，可以懷疑甬溫線的乘客管理系統(tǒng)存在嚴(yán)重的漏洞。

鐵路列車或長(zhǎng)途汽車乘客電子管理系統(tǒng)，主要是在車廂內(nèi)設(shè)置電子檢票器、乘客顯示裝置、服務(wù)器、乘務(wù)員主機(jī)及車票讀寫器，在數(shù)據(jù)庫及管理軟件支持下，利用電腦網(wǎng)絡(luò)將服務(wù)器與電子檢票器、乘客顯示裝置及乘務(wù)員主機(jī)連接成系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)對(duì)乘客檢票、座位管理、到站提醒、乘客到站站名顯示、換座位、補(bǔ)票以及查詢、統(tǒng)計(jì)等事務(wù)進(jìn)行管理。

但是我們看到甬溫線列車出事故后未能提供相應(yīng)的乘客名單，這讓我們不得不質(zhì)疑其乘客管理系統(tǒng)的問題。

其實(shí)，無論是如上所述哪個(gè)因素，都不應(yīng)該導(dǎo)致該次l動(dòng)車追尾事故發(fā)生。此次將近40條的生命，給了我們一次慘痛的教訓(xùn)，中國(guó)的發(fā)展到底怎么了？快速大躍進(jìn)難道就是我們的發(fā)展目的嗎？反思再反思，我們是不是應(yīng)該意識(shí)到，安全是一切事情發(fā)展的首要因素。希望中國(guó)今后的建設(shè)能夠打好基礎(chǔ)，做好安全保障，扎實(shí)前進(jìn)。

關(guān)于粵嵌：作為中國(guó)華南地區(qū)最大最專業(yè)的嵌入式研發(fā)和培訓(xùn)基地。7年來，相繼與微軟、Intel、IBM 、SUN等國(guó)際著名 IT 公司建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，創(chuàng)建有多個(gè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，先后啟動(dòng) IMP、汽車故障檢測(cè)與診斷、RFID 、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多個(gè)產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目并實(shí)施產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作，其產(chǎn)品和解決方案被成功廣泛應(yīng)用于政府、教育、金融、醫(yī)療、企業(yè)、運(yùn)營(yíng)商等信息化建設(shè)領(lǐng)域，并遠(yuǎn)銷東南亞、歐洲、南北美洲、中東等地區(qū)。在嵌入式技術(shù)領(lǐng)域上具有領(lǐng)先地位。在嵌入式培訓(xùn)領(lǐng)域，粵嵌根據(jù)企業(yè)真實(shí)需求設(shè)計(jì)嵌入式項(xiàng)目課程，所培養(yǎng)出來的8000多名嵌入式工程師遍布的全國(guó)各地，滲入到嵌入式各個(gè)領(lǐng)域。