车载系统主要完成从机车采集地面系统需要的各种参数信息及定位信息并发送和接收。同时，高精度、自动化、高效益等显著特点。其他信息采集单元采集从微机柜、LCU和TAX机箱采集不到的数据。
在硬件设计中，通过添加硬件并修改机车上原有微机系统的软件，实现机车数据的全面采集。如在电路支路的直流侧添加传感器，在交流侧添加互感器，使得系统能够检测主电路和辅助电路每一支路接地点的信息，解决了主电路和辅助电路接地点检测的问题。
当前地面系统具体采集的数据和原有机车微机系统采集的数据进行比较，结果如所示。通过在机车上添加车载系统并修改原有系统软件，实现了机车数据全面采集，使得目前监测系统与原有机车上的微机控制系统相比具有很大的优越性。
地面监测系统设计地面监测系统是整个系统的核心，它由通信子系统、数据信息管理子系统、设备状态分析子系统、铁路电子地图绘制子系统和硬件子系统组成，其组成框图如示。
地面监测系统和原有机车橄机系统比较监测内容机车车载微机诊断系统地面监测诊断系统Lcu故障部分全部微机系统故障部分全部主电路接地故障（12个）主电路支路每一个电机支路辅助接地辅接地各辅助支路三相辅助电机接地（24个）无有辅助电器接地无有辅助设备接地无有供电电路故障无有控制电路开关信息（2个）无有用电量统计人工自动主变压器油温无有历史数据信息存储，容量小不处理存储、分析、处理机车运行轨迹不能显示地面电子地图显示电力机车运用状态实时监测系统通信数据信息设备状态铁路地图硬件子系统管理子系统分析子系统子系统东蒯丁示扰故机曲障车线编运分辑用析状态圈.
铁路地图绘制子系统的设计电子地图显示模块示意图如所示。
圈4电子地圈显示模块示意用Map玩fo平台通过MapX4.
控件的集成二次开发技术，实现电子地图库和电子地图子系统的漫游等功能。它提供了铁路机车的运行信息的监测平台，具有实时显示、数据查询、历史数据回放和机车定位功能。
可以在电子地图上实时显示当前机车位置，同时提供正在运行的有实时数据传输的机车列表；可以实时查询当前运行机车的相关信息；可以定位运行机车附近的市、县、车站信息；可以让用户直观地看到监测机车的实际运行情况，如位置、进出站、停车、运行等，并同时提供显示列车的基本参数，如车次、司机号、副司机号、机车号、机车车型、公里标/机车位置、时间信息、机车速度等，方便用户直观快速地查询需要的信息；同时有电子地图工具，如放大、缩小、平移、长度测试、地图刷新、搜索和鹰眼等功能，使用户操作起来非常方便；还可以及时监测机车运行情况，一旦机车出现问题，弹出报警信息窗口，及时报警。
设备状态分析子系统设计地面设备状态分析子系统包括故障诊断专家系统、数据分析统计模块和历史数据处理（非实时数据处理）等部分。
在该模块设计中，采用了层次化结构设计思想和面向对象设计思想，在知识获取的基础上，提取机车参数中最主要的信息，实现了知识库的开放性设计，使得本系统可以对目前存在的所有类型的机车进行监测并进行故障诊断，如韶山SS7E、SS7D等多种车型。
采用粗糙集理论的约简规则，建立了多故障源且故障源复杂的逻辑故障树，根据逻辑故障树实现了逻辑推理。
根据机车在运行过程中出现的故障等级，实现实时故障处理和非实时故障处理两种功能，如果故障需要立即进行处理，系统对故障机车发送的相关参数信息进行分析、处理，进行故障诊断，做出故障处理意见，并将处理意见通过远程通信的形式传送给机车车载系统并显示在机车微机显示屏上，供机车司乘人员参考；等机车回到车站机务段后则把机车上的存储信息通过USB接口或无线局域网转储后，再进行故障诊断分析处理。
机车运行过程中，当有故障发生时，车载系统监测到故障后，及时把故障代码及故障信息通过远程通信发送到地面系统实时数据库，推理系统由睡眠状态激活。推理工作过程概述如下：1由故障代码根据故障的分类，求出初步故障设备集Fl.o对F1的每一个设备，作为假说故障，依据继电器保护的动作原则和实际发生故障的设备进行反向推理，求假说故障的切除模式。如能得到这样的模式，则故障假说成立，设备存人可能故障设备集兄；否则该故障假说不成立，将其剔除。
如果保护动作与设备的切除模式匹配，则其进人故障设备集F3；否则，该设备故障是不可能的，将其剔除。F3是对此的压缩，由此减少了故障设备的数目。如果F3中只有一个设备，则该设备就是故障设备，推理结束；否则转。对F3的设备重新计算可信度，重新以可信度大小顺序显示可能故障设备。
下面以辅逆变故障为例来说明推理过程。辅逆变电路组成如所示。热饭电炉辅逆变日辅逆变装置窗加热辅逆变电路组成框图由于V12跳脱保护，其他电路没有断路器跳脱，可知辅逆变故障的可信度最高。根据跳脱保护提问（逆变板4A灯亮指示三相不衡），三相辅机支路的可信度最高，寻求辅助电路三相辅机支路的切除模式，正好匹配，确定为三相辅助电机故障，再根据在三相辅机支路变压器油泵支路取得的信息判断，发现油泵电机的取值和正常值有差异，最后判断是油泵电机故障引起的电源保护。
在系统的车载系统端发送故障数据时，当地面监测系统接收到故障数据后要进行相应的故障诊断，对机车LCU的故障、微机控制柜故障、主电路和辅助电路接地的部分故障进行检测。在测试的初始阶段，统计出80%的故障能够进行正确处理，并显示故障处理意见和处理结果，有20%的故障不能准确地给出正确的故障点和处理意见。经分析原因，部分是因为知识库中有些原始数据不够准确。通过对其中的错误数据进行修改，经过不断的测试，目前对现有的故障能够进行正确地处理，而且准确可靠。
另外，由于系统的二级界面较多，为避免用户的随机误操作对系统造成破坏，除了对系统功能进行了测试外，还对系统的操作界面做了充分的类型测试和边界值测试，保证了系统的可靠运行。
结束语该系统将GPs、Gls、卫星通信和专家系统应用到铁路部门，解决了电力机车定位及电子地图显示、专家系统故障诊断和远程通信等方面的难题，实现了运行机车远程实时监测，确保行车安全。
