基于信创环境的微控F8型制动阀检测系统的
设计与实现★
王雅茹， 王晓倩， 张 炜， 胡耀华
（中电科鹏跃电子科技有限公司， 山西 太原 030000）
摘 要：制动阀检测是关乎铁路运行安全的重要因素之一，目前，检测自动化技术的基础环境依赖国外计算机操作
系统和硬件设备，从底层硬件到上层系统应用都面临安全、供应等问题。因此，研究基于国产操作系统和国产化硬件
环境的自动化检测系统对行业应用的自主可控是十分必要的。开发一种基于信创环境的微控F8型制动阀检测系统，
解决我国轨道交通机车车辆F8型制动阀检测的本质安全问题，促进国产自主可控生态圈在工业应用领域的拓展。
关键词：信创环境；轨道交通；F8型制动阀；检测系统
中图分类号：TP311；U279
文献标识码：A
0 引言
目前，国内轨道交通机车车辆装备通用检测、故
障诊断方法及系统硬件和软件环境均为非信创环境，
采集板卡核心原件依赖进口，面对国外系统的升级和
硬件板卡的换代，无法持续稳定地提供服务。为此，本
文开发了一种基于信创环境的微控F8型制动阀检测
系统。通过本系统可对轨道交通机车车辆F8型制动
阀检测试验设备进行数据采集与控制、传感器校准、
机能自检、主阀、辅助阀性能测试、报表查询打印、系
统帮助等功能。
文章编号：2095-0748（2025）06-0081-02
件可进行检测系统的开发[2]。系统软件运行环境及数
据库选型如表1所示。
环境种类
系统软件运行环境
表1 系统环境选型
选型
统信UOSV20桌面操作系统
银河麒麟KylinV10桌面操作系统
系统硬件环境 龙芯3A5000-LoongArch/内存8G/硬盘256G
飞腾D2000-ARM/内存8G/硬盘256G
数据库
1 系统原理
F8 型制动阀检测系统是依靠微机控制方法模拟
车辆的运用过程中的制动、保压、缓解等过程来检测
F8 型电空分配阀的主阀、辅助阀、电空紧急阀、电空
RS阀性能，从而检测阀体的性能以及检修质量。本文
开发的一种基于信创环境的微控F8型制动阀检测系
统，工作原理是在国产操作系统环境下，开发的机车
车辆F8型制动阀检测系统中完成F8型电科分配阀
的性能测试，替代国外操作系统和控制板卡的核心芯
片国产化。系统根据各种被测阀体的测试要求编写程
序，通过精密控制板卡和传感器对试验台机械部分进
行控制，达到各项测试要求[1]。
2 系统设计
基于信创环境的微控F8型制动阀检测系统环境
核心部分为国产CPU计算机和采集控制板卡。因此，
在计算机选型时采用目前信创行业主流的龙芯处理
器LoongArch 架构和飞腾处理器的ARM架构的2款
机型，采用山西本地信创计算机品牌百信宸龙221EA
和百信太行225BC，具备PCIe3.0-x8 标准接口插槽，
适配可完成数据采集控制，同时编译安装Qt开发软
MariaDB数据库、达梦数据库
在图1系统原理图中，压力传感器、电压传感器、
流量计为系统提供检测中的逻辑判断所需信号源，电
磁阀作为执行机构由计算机通过指令进行控制，实现
F8 试验台检测过程中的各类物理变量以及电信号之
间的转换。PCIE采集控制卡采集压力传感器、电压传
感器、流量计等传感器提供的模拟量信号，通过国产
化A/D转换芯片转换计算机识别的数字量通过总线
地址读取方式传递给检测系统。国产计算机主机作为
操作终端可以同时完成连续控制、顺序控制或逻辑控
制功能，实现对检测设备的监视和控制。
国产计算机主机
国产计算机
（ARM）
龙芯3A5000/
飞腾D2000
统信/麒麟桌
面操作系统
PCIE 采集控制卡
PCIE 总线
PCIE 桥芯片
（国产）
F8 试验台
电磁阀
压力传感器
DO/ADC
图1 系统原理图
3 界面设计
电压传感器
流量计
为使系统各功能模块能够在统一界面环境下管
理，主框架设计采用MDI多文档界面框架结构技术，
能够使用户的各界面统一在总体框架范围内，便于管
理和操作。
为使测试过程中的压力显示、试验标准、测试结
果、电磁阀动作更为清晰和明显，测试主界面设计了
基本信息区、测试标准区、压力曲线展示区、压力实
时采集区、电磁阀状态区、测试结果展示区，如图2
所示。
图2 阀体检测系统界面
为方便系统检查硬件动作状态判断试验台电子
元器件的使用情况，设计硬件检测界面，设计电磁阀
功能区和压力采样显示区，如图3所示。
图3 采样控制界面
4 系统主要功能
基于信创环境的微控F8型制动阀检测系统主要
功能模块有系统设置模块、硬件测试模块、阀体检测
模块、数据管理模块、系统帮助5个功能模块。
1）系统设置：用于系统中使用的各种测试参数、
人员、数据源、传感器校准的设置、修改、功能调整等
工作；
2）硬件检测：该模块用于对测试系统中的压力传
感器、AD/DO控制、电磁阀以及设备机能进行功能性
检测，当测试系统出现故障时可用该检测模块测试定
位，便于及时处理；
3）阀体检测：该模块用于机车车辆关键部件中的
制动阀的自动化性能测试；
4）数据管理：该模块用于对测试系统对被检测物
检测结果以标准记录格式进行输出及数据库的备份、
恢复、数据清除、数据删除；
5）系统帮助：该模块提供系统的在线帮助及系统
开发信息。
5 系统特点
基于信创环境的微控F8型制动阀检测系统，满
足中国铁路总公司相关技术条件的要求，对F8型分
配阀的主阀、辅助阀、电空紧急阀、电空RS阀按其试
验规范的要求进行自动检测。具有如下特点：采用国
产化软硬件设计，控制系统自主可控；采用多通道多
线程数据融合技术，提高试阀效率；实时显示当前工
作状态及各项测试结果，并实时显示各类动态曲线
图；支持各类HMIS接口和数据上传功能；独特的软
件维护设计，可方便地在远程或近程实现对试验台系
统的软件维护和升级；开放式结构设计，保证不同用
户的良好使用，适应网络化管理。
6 结语
本文在国产操作系统、数据库环境下以铁路车辆
制动系统F8型制动阀标准检测要求开发了一种满足
中国铁路总公司试验台技术条件的制动阀检测系统，
系统可对F8阀按其试验规范的要求进行检测，解决
我国轨道交通机车车辆核心部件检测的本质安全问
题，同时推动山西省相关可信计算机生产企业、轨道
交通装备制造企业协同发展，促进国产自主可控生态
圈在工业应用领域的拓展，延伸产业链条，助力山西
省信创产业的快速发展[3]。
参考文献
[1] 张炜.基于信创环境的轨道交通机车车辆关键部件检测系统的设
计与实现[J].科技创新与生产力，2024，45（7）：142-144.
[2] 张京林.国产操作系统产业化现状分析和发展探讨[J].科技与创
新，2016（20）：27- 29.
（编辑：王钢
