高速鐵路信號設(shè)備動(dòng)態(tài)管理方案研究

方明亮 胡恩華 魏盛昕 涂鵬飛

高速鐵路信號設(shè)備動(dòng)態(tài)管理方案研究

方明亮 胡恩華 魏盛昕 涂鵬飛

摘 要：介紹一種用于高速鐵路信號設(shè)備的動(dòng)態(tài)管理方案;首先介紹了動(dòng)態(tài)管理方案的主體框架;然后重點(diǎn)介紹了這種方案的管理流程;最后舉例闡述了這種方案的使用效果。通過對高速鐵路信號設(shè)備動(dòng)態(tài)管理方案的研究，為電務(wù)維修體制的轉(zhuǎn)變提供了參考。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;動(dòng)態(tài)管理;電務(wù)維修

方明亮：滬昆客專有限公司湖南分公司 高級工程師 410008長沙

胡恩華：卡斯柯信號有限公司 高級工程師 200071 上海

魏盛昕：卡斯柯信號有限公司 工程師 200071 上海

涂鵬飛：卡斯柯信號有限公司 工程師 200071 上海

當(dāng)前，我國已進(jìn)入高速鐵路時(shí)代，隨著運(yùn)輸向著高速、重載方向發(fā)展，信號設(shè)備也朝著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向快速發(fā)展。為此，高速鐵路信號設(shè)備安全技術(shù)保障、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)維護(hù)管理的需求日益緊迫?；诖爽F(xiàn)狀，迫切需要一套能夠?qū)Ω咚勹F路信號設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控、智能故障診斷、動(dòng)態(tài)維護(hù)管理的完整解決方案。

目前，普遍使用的信號集中監(jiān)測系統(tǒng)是電務(wù)維修作業(yè)必不可少的輔助平臺，借助該平臺可實(shí)現(xiàn)信號設(shè)備的采集數(shù)據(jù)收集、初步報(bào)警分析等功能，但由于其對于報(bào)警的分析不夠深入全面，因此無法完全智能化地實(shí)現(xiàn)故障定位或預(yù)警提示?；谶@種現(xiàn)狀，在實(shí)際的電務(wù)工作中，大多還是采用按計(jì)劃進(jìn)行的靜態(tài)維護(hù)管理方式。

隨著基于信號集中監(jiān)測的智能診斷系統(tǒng)的推廣，可以逐步解決上述的部分問題。該系統(tǒng)通過對信號設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行24h不間斷的數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)判斷出信號設(shè)備的異?；蚬收希瑥亩鴾p輕了信號維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)智能化診斷工作。由此，可以進(jìn)一步研究如何更有效地利用智能診斷的結(jié)果，將其作為指導(dǎo)高速鐵路信號設(shè)備維護(hù)管理的基礎(chǔ)，替代既有的、靜態(tài)的、基于計(jì)劃的維護(hù)方式，逐步發(fā)展為基于信號設(shè)備狀態(tài)的動(dòng)態(tài)管理維護(hù)方式。

本文的主要目的是介紹一種高速鐵路信號設(shè)備動(dòng)態(tài)管理方案，通過該方案可以更實(shí)時(shí)高效地對信號設(shè)備進(jìn)行基于狀態(tài)的管理維護(hù)，同時(shí)具有一定的擴(kuò)展性和靈活性，能夠?yàn)榻窈蟮蔫F路管理維護(hù)方式提供有益的參考。

1 方案架構(gòu)

本方案的主體架構(gòu)是基于信號集中監(jiān)測系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合智能診斷系統(tǒng)的診斷結(jié)果，利用動(dòng)態(tài)維護(hù)管理子系統(tǒng)，完成后續(xù)的基于信號設(shè)備狀態(tài)的信息化維護(hù)管理方案。系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 高鐵信號設(shè)備動(dòng)態(tài)管理方案架構(gòu)

1.1 車站層

車站層系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)單站的數(shù)據(jù)采集、智能診斷和單站涉及的維護(hù)管理工作，側(cè)重于對于單站信號設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)的動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)、完整的故障處理流程、實(shí)時(shí)維修經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)、交接班管理等內(nèi)容。車站層維護(hù)管理的主要使用人員為車站的電務(wù)維護(hù)人員。

1.2 終端層

終端層系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)全站的數(shù)據(jù)調(diào)閱、智能診斷匯總和全站涉及的維護(hù)管理工作，側(cè)重于對于全局車站的信號設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)的動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)、應(yīng)急預(yù)案管理、故障的遠(yuǎn)程指導(dǎo)定位、維修經(jīng)驗(yàn)庫的維護(hù)升級等內(nèi)容。終端層的維護(hù)管理主要是工區(qū)、車間、分析中心等地的電務(wù)維護(hù)人員。

2 動(dòng)態(tài)管理流程

面向高速鐵路信號設(shè)備的動(dòng)態(tài)維護(hù)管理流程主要包含三方面內(nèi)容，分別為：車站層的故障處理提交、車站層的狀態(tài)維護(hù)管理和中心層的決策分析管理。主要流程圖如圖2所示。

圖2 高鐵信號設(shè)備動(dòng)態(tài)管理流程圖

本方案關(guān)注的重點(diǎn)是智能診斷報(bào)警出現(xiàn)后的動(dòng)態(tài)維護(hù)管理過程，該過程依據(jù)信號設(shè)備的運(yùn)用狀態(tài)信息作為動(dòng)態(tài)管理的基礎(chǔ)，通過對異?；蚬收蠣顟B(tài)信號設(shè)備的分析處理和基于全站設(shè)備的統(tǒng)計(jì)歸納信息，由中心層統(tǒng)一進(jìn)行決策分析，進(jìn)而完成后續(xù)的維護(hù)管理。

2.1 故障處理流程

故障處理的目的是為了及時(shí)對信號設(shè)備的異常狀態(tài)進(jìn)行分析、排查，了解異常發(fā)生的原因，進(jìn)而處理解決該故障，保證行車的安全。故障處理流程如下。

1．故障動(dòng)態(tài)展現(xiàn)。通過圖形化的展示方式，明確告知故障設(shè)備所在的地理位置，幫助維護(hù)人員壓縮查找目標(biāo)故障設(shè)備的時(shí)間，通?？梢远ㄎ坏桨蹇壍墓收衔恢?。

2．故障詳細(xì)分析。通過故障摘要、故障再現(xiàn)等圖表形式，結(jié)合故障原因庫和維修建議庫的信息，形成全面完整的故障分析場景，輔助指導(dǎo)維護(hù)人員進(jìn)行詳細(xì)的故障分析，利用既有的故障經(jīng)驗(yàn)庫信息能夠高效地進(jìn)行故障匹配。

3．故障處所定位。當(dāng)采集點(diǎn)信息足夠時(shí)，通過智能診斷能夠直接定位到故障點(diǎn)或故障回路，此時(shí)通過動(dòng)態(tài)的設(shè)備原理圖對故障處所進(jìn)行高亮顯示，極大地壓縮了故障處理時(shí)間。

4．故障處理提交。當(dāng)確定了故障的真實(shí)原因后，可對該次故障的處理過程進(jìn)行提交，提交的結(jié)果將會(huì)記錄到故障經(jīng)驗(yàn)庫中，從而能夠促進(jìn)故障經(jīng)驗(yàn)庫的不斷累積，為今后的故障處理提供更有力的支持。若當(dāng)前故障還無法進(jìn)行有效處理，則該次故障將會(huì)記錄至設(shè)備問題庫進(jìn)行統(tǒng)一管理。

2.2 狀態(tài)維護(hù)管理

狀態(tài)維護(hù)管理的目的是為了對全站的信號設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納，通過統(tǒng)一的形式呈現(xiàn)給維護(hù)人員，維護(hù)人員只需要根據(jù)信號設(shè)備狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)信息即可指導(dǎo)維護(hù)作業(yè)。

狀態(tài)維護(hù)管理流程如下。

1．設(shè)備狀態(tài)匯總。將車站所有信號設(shè)備整體運(yùn)行狀況的匯總信息呈現(xiàn)給維護(hù)人員，維護(hù)人員根據(jù)該匯總信息實(shí)際指導(dǎo)現(xiàn)場進(jìn)行動(dòng)態(tài)維護(hù)及管理，通過該匯總信息能夠有效減少電務(wù)維護(hù)人員的調(diào)閱時(shí)間，同時(shí)全面了解全站信號設(shè)備運(yùn)用狀況，為基于設(shè)備狀態(tài)的動(dòng)態(tài)管理方式提供了基礎(chǔ)信息。

2．交接班管理。結(jié)合設(shè)備狀態(tài)匯總的維護(hù)信息，在預(yù)先設(shè)定的交接班時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)推薦維護(hù)人員進(jìn)行交接班信息的填寫，該功能在車站層與中心層實(shí)時(shí)同步，將單日交接班的交流過程信息化，實(shí)現(xiàn)了交接班的動(dòng)態(tài)追蹤管理。

3．“天窗”修計(jì)劃。根據(jù)設(shè)備狀態(tài)匯總信息，進(jìn)行“天窗”修計(jì)劃的申請?zhí)峤还ぷ鳎撚?jì)劃是基于當(dāng)前信號設(shè)備的運(yùn)用狀態(tài)，而不是基于計(jì)劃修的時(shí)間，因此有助于實(shí)現(xiàn)狀態(tài)修的維護(hù)計(jì)劃?！疤齑啊毙抻?jì)劃由中心層的“天窗”修管理進(jìn)行統(tǒng)一安排。

2.3 決策分析管理

決策分析管理的目的，是在全面掌握信號設(shè)備狀態(tài)及運(yùn)用情況的前提下，在中心層綜合匯總相關(guān)信息資源進(jìn)行全面決策分析，從而形成具有參考指導(dǎo)價(jià)值的管理內(nèi)容或計(jì)劃，為電務(wù)維護(hù)管理工作提供幫助。

通過車站層實(shí)時(shí)上送的信號設(shè)備狀態(tài)匯總信息，結(jié)合故障處理意見及交接班信息等內(nèi)容，可以動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)適用于電務(wù)維護(hù)管理的決策分析信息。該決策分析主要實(shí)現(xiàn)的功能如下：

1．應(yīng)急預(yù)案管理。當(dāng)全路車站中存在信號設(shè)備的異常故障狀況時(shí)，需要根據(jù)具體的影響范圍制定緊急的應(yīng)急預(yù)案。中心層設(shè)置有專用的應(yīng)急預(yù)案管理庫，該庫可根據(jù)當(dāng)前發(fā)生的信號設(shè)備故障狀態(tài)關(guān)聯(lián)需要發(fā)布的應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)基于信號設(shè)備狀態(tài)的動(dòng)態(tài)應(yīng)急預(yù)案管理功能。

2．“天窗”修管理。根據(jù)全路車站信號設(shè)備的運(yùn)用狀態(tài)，動(dòng)態(tài)制定“天窗”修計(jì)劃，重點(diǎn)針對存在預(yù)警隱患的設(shè)備進(jìn)行基于狀態(tài)修的檢修計(jì)劃，通過中心層對各車站“天窗”修的集中管理，可以更有效地實(shí)施基于設(shè)備狀態(tài)的檢修模式。同時(shí)，可以結(jié)合高速鐵路“天窗”維修的特點(diǎn)，進(jìn)行定時(shí)段“天窗”維修計(jì)劃設(shè)置。

3．設(shè)備問題庫管理/故障處理庫管理。對于車站層在短時(shí)間內(nèi)無法解決的信號設(shè)備問題，通過填報(bào)提交后，將納入到中心層的設(shè)備問題庫進(jìn)行統(tǒng)一管理。對于車站層已經(jīng)處理的故障，可以結(jié)合車站層填報(bào)的處理原因，歸總納入到中心層的故障處理庫管理中，為以后的故障處理提供幫助。

4．備品備件管理。當(dāng)車站的信號設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可直接在中心層的備品備件管理中查看當(dāng)前是否有備件可供替換，可以使信號設(shè)備的故障信息與備品備件直接實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的無縫管理，能更有效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備生命周期的維護(hù)管理過程。

3 使用案例

以下通過一個(gè)實(shí)際案例來說明高速鐵路信號設(shè)備動(dòng)態(tài)管理方案的使用過程，進(jìn)一步了解該方案的運(yùn)作方式。

當(dāng)智能診斷系統(tǒng)診斷當(dāng)前發(fā)生了異常故障后，在實(shí)時(shí)報(bào)警信息中會(huì)提示出當(dāng)前故障設(shè)備的相關(guān)信息，通過對故障信息鏈接的點(diǎn)擊能夠進(jìn)入故障處理流程，在該流程中能進(jìn)行故障的詳細(xì)分析及處理提交，如圖3所示。

圖3 故障處理

在故障處理流程中，可以進(jìn)行故障曲線的分析、故障回放的分析等，圖3中根據(jù)故障信息能夠直接定位到具體的故障處所，并以紅色高亮顯示。該設(shè)備原理圖，能夠明確地發(fā)現(xiàn)故障回路，壓縮了故障處理時(shí)間。

對車站的狀態(tài)維護(hù)管理，可以獲取車站全部信號設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)匯總的形式呈現(xiàn)，如圖4所示。所示。

由此可見，3個(gè)子流程都始終圍繞著信號設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)的變化信息進(jìn)行流轉(zhuǎn)，這種方式也正是順應(yīng)了狀態(tài)修維護(hù)方式的要求，由信號設(shè)備狀態(tài)來驅(qū)動(dòng)電務(wù)的維修作業(yè)，有助于更高效，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地完成電務(wù)維修工作。

圖4 設(shè)備狀態(tài)匯總

由圖4所示報(bào)告，能夠動(dòng)態(tài)地對信號設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理，同時(shí)可以完成交接班管理及“天窗”修計(jì)劃相關(guān)的功能，如圖5所示。

最后，在中心層通過信號設(shè)備狀態(tài)的匯總信息，實(shí)現(xiàn)了決策分析管理相關(guān)的功能，如圖6、7

4 結(jié)束語

面對鐵路大發(fā)展的背景，如何更有效地對信號設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理，盡可能地減少電務(wù)維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，成為了一個(gè)迫切需要解決的問題。本文探討了一種高速鐵路信號設(shè)備動(dòng)態(tài)管理的方案，通過該方案能夠有效地實(shí)現(xiàn)基于信號設(shè)備狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的維護(hù)管理方式，結(jié)合狀態(tài)修的理念進(jìn)行信號設(shè)備故障的閉環(huán)處理，從而達(dá)到了高效維護(hù)管理的目的。

［1］中華人民共和國鐵道部.信號維修體制改革實(shí)施意見，1997.

［2］中華人民共和國鐵道部.鐵運(yùn)［2008］142號 鐵路信號維護(hù)規(guī)則技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).2008．

［3］胡志強(qiáng)，趙旋．新形勢下電務(wù)維修體制改革模式的探討［J］.鐵道通信信號，2005(8)．

Abstract:This paper introduces a dynamic management scheme for signalling equipment of high speed railway．First，we describe the main framework of this scheme and focus on its management process．Further，we give an example to explain the effects of this scheme．By studying the dynamic management scheme for signalling equipment of high speed railway，we provide some references for the transformation of maintenance system of signalling and communication．

Key words:High speed railway;Dynamic management;Maintenance system of signalling and communication

2012-11-01

(責(zé)任編輯：張 利)