基于微機監(jiān)測的智能分析系統(tǒng)應(yīng)用

常海印

常海印:青藏鐵路公司電務(wù)部 高級工程師 810007 西寧中國鐵道科學(xué)研究院研究生部 在讀研究生 100081北京

信號微機監(jiān)測系統(tǒng)，因其采集信息全面、實時傳輸、數(shù)據(jù)圖形化等優(yōu)點已在電務(wù)部門推廣應(yīng)用。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用實踐證明，只要認真及時地分析微機監(jiān)測數(shù)據(jù)和曲線，就可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，這對做好設(shè)備預(yù)防修起到重要作用。

1 既有微機監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題

1．現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析工作量較大。微機監(jiān)測采集的數(shù)據(jù)涉及聯(lián)鎖、閉塞、電源屏、外電網(wǎng)質(zhì)量、計軸、電碼化及環(huán)境監(jiān)測等，數(shù)據(jù)龐大，要對每站的數(shù)據(jù)進行認真分析并發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題，維護人員工作量較大。

2．缺乏故障精確定位功能。許多現(xiàn)場發(fā)生的軌道電路電氣特性報警及道岔轉(zhuǎn)換故障，都需要人員憑經(jīng)驗進行判斷，分析效率低，且易出現(xiàn)誤判。

3．缺乏故障處理指導(dǎo)功能。設(shè)備發(fā)生故障時，微機監(jiān)測系統(tǒng)僅能給出電氣特性曲線或數(shù)據(jù)，具體分析處理必須依賴處理人的技術(shù)水平。

4．維修管理輔助功能欠缺。日常維修管理中需要統(tǒng)計設(shè)備性能缺陷，以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的傾向性問題，從而有針對性地開展維修工作，但現(xiàn)有微機監(jiān)測系統(tǒng)中無此項功能。

針對微機監(jiān)測系統(tǒng)的上述問題，開發(fā)了基于微機監(jiān)測的智能分析系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行智能分析，最大限度地降低人員的工作量，提高信息分析效率，解決現(xiàn)場維護問題。

2 智能分析系統(tǒng)的軟件功能

智能分析系統(tǒng)可對故障進行精確定位，壓縮故障處理時間;具備故障診斷“專家?guī)臁惫δ埽l(fā)生故障時不斷給出處理建議;對設(shè)備存在的問題按照月、季度、年進行統(tǒng)計分析，并按照設(shè)備類型綜合分析，給出維修參考建議，以便車間、段制定有針對性的維修計劃。其主要功能如下。

2.1 預(yù)警功能

預(yù)警功能是對設(shè)備出現(xiàn)的漸進性、潛在性、非顯性、間歇性故障進行分析診斷，自動找出有問題或有故障趨勢的設(shè)備 (軌道電路、道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備)，將之納入到預(yù)警范疇中，單獨制表或圖，減少人工查閱所有設(shè)備特性的麻煩。

2.2 故障診斷功能

在發(fā)生故障后能夠?qū)收线M行準確的定位，或根據(jù)故障“專家?guī)臁碧幚斫ㄗh給出查找建議，以便現(xiàn)場處理人員進一步分析判斷。故障診斷采取了以下方法。

1．數(shù)據(jù)曲線對比分析。將設(shè)備數(shù)據(jù)曲線與正常的曲線，或者相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)曲線在同一窗口內(nèi)進行對比，以便分析人員對故障進行判斷。圖1所示為軌道絕緣擠死的故障曲線，2個相鄰軌道區(qū)段12DG和14DG的軌道電壓均小于該標準值，由此可知軌道電壓同時發(fā)生了下降的情況，因此可以判斷是由于絕緣破損導(dǎo)致的結(jié)果。

圖1 軌道曲線對比圖

2．結(jié)合進路綜合判斷。有些故障單靠故障時的數(shù)據(jù)曲線無法準確的判斷，需要結(jié)合當時的行車情況動態(tài)回放。圖2所示為11DG分路不良故障，從圖中可以看出，當軌道區(qū)段正常占用時，軌道殘壓過高，出現(xiàn)了分路不良的情況。

圖2 結(jié)合進路綜合判斷

3．“專家?guī)臁陛o助判斷。對部分疑難故障或道岔機械故障，可借助“專家?guī)臁边M行判斷分析。實現(xiàn)這一功能的前提是需要對“專家?guī)臁辈粩噙M行完善。圖3所示為道岔定位無表示故障，系統(tǒng)給出了“檢查整流盒”、 “檢查定位移位接觸器”、“檢查室外定位表示接點及電路連線”3種提示，現(xiàn)場處理人員可根據(jù)提示逐一進行排除，直至最終排除故障。

2.3 維修管理輔助功能

圖3 “專家?guī)臁陛o助判斷

維修管理輔助功能主要有2項:一是監(jiān)督故障預(yù)警信息及故障的處理情況，提示現(xiàn)場值班人員及時進行處理;二是對設(shè)備運行情況按照日、月、季度、年進行統(tǒng)計分析，給出設(shè)備存在的問題或缺陷，以及相關(guān)的維修建議，便于維修管理人員有針對性地開展維修管理工作。圖4所示為維修建議報告表，左列給出了維修建議報告，右列給出設(shè)備存在的問題及處理情況。

圖4 維修建議報告表

3 智能分析系統(tǒng)的硬件組成

智能分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為車站與電務(wù)段2級。在車站級，智能分析系統(tǒng)與既有微機監(jiān)測系統(tǒng)通過車站局域網(wǎng)連接，從既有微機監(jiān)測系統(tǒng)提取信息;電務(wù)段級，設(shè)置終端機和服務(wù)器，車站分機通過微機監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP方式，與終端、服務(wù)器進行必要的數(shù)據(jù)交互。根據(jù)需要也可在工區(qū)、車間設(shè)置終端，由相關(guān)人員對工區(qū)、車間管轄車站進行分析。每站單獨增加工控機、顯示器，電務(wù)段新增服務(wù)器，用以存儲分析數(shù)據(jù)。每站硬件配置標準如下:①雙核CPU，主頻不低于2.8 GHz;②內(nèi)存不低于2 GB;③硬盤不低于250 GB;④顯示器不低于19吋彩顯，需要雙屏顯示;⑤雙屏卡用于雙屏顯示;⑥數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備為1塊10M/100 Mb/s網(wǎng)卡，8個 RS-232串口，1塊 CAN卡，1塊 MO XA卡。

4 總結(jié)

智能分析系統(tǒng)目前已在現(xiàn)場試用，根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用情況看，以下功能還需進一步改進。

1．故障診斷功能還需進一步完善。尤其是電路故障判斷功能目前還不完善，還不能判斷到具體的接點或部位。要實現(xiàn)這一功能，微機監(jiān)測系統(tǒng)需要增加有關(guān)的開關(guān)量采集點，提高判斷依據(jù);而智能分析系統(tǒng)要完善電路圖形庫，以實現(xiàn)故障的具體定位。

2．維修管理輔助功能不夠細致。目前，系統(tǒng)僅是對故障、報警信息進行粗略統(tǒng)計分析，下一步還需要完善:①對設(shè)備故障、缺陷按月、季度、年進行分析，按設(shè)備類型給出圖形化的設(shè)備質(zhì)量顯示;②對單項設(shè)備的具體故障原因或報警原因進行深入分析，在維修建議報告中指出具體的維修不當之處，及下一步維修工作中需重點關(guān)注的維修項目;③與信號設(shè)備履歷簿緊密結(jié)合，實時更新站場履歷圖形及數(shù)據(jù)。鑒于以上工作較為復(fù)雜，應(yīng)將故障診斷與維修管理輔助功能進行分離，獨立發(fā)展，各自建成專業(yè)化的分析系統(tǒng)。

［1］ 中華人民共和國鐵道部.運基信號［2010］ 709號，關(guān)于印發(fā)鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件的通知［S］ ．2010.

［2］ 卡斯柯信號有限公司.基于微機監(jiān)測的智能分析系統(tǒng)設(shè)計方案［R］ .2012.