駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用探討

王軍濤

鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是鐵路信號(hào)智能化、信息化的重要組成部分，在鐵路信號(hào)設(shè)備維護(hù)中發(fā)揮著重要的作用。由于駝峰信號(hào)設(shè)備種類多、構(gòu)成復(fù)雜，設(shè)備出現(xiàn)故障很難人工判斷，所以對(duì)各種駝峰信號(hào)設(shè)備進(jìn)行微機(jī)監(jiān)測(cè)十分必要。但現(xiàn)有的多種駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)普遍存在監(jiān)測(cè)對(duì)象不全、記錄數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單、沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)等問(wèn)題，不能很好地滿足實(shí)際需求。為此對(duì)照 《運(yùn)基信號(hào) ［2010］709號(hào)》規(guī)定執(zhí)行的 《鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)條件》，對(duì)駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用中的若干問(wèn)題進(jìn)行分析和探討，并提出一些建議和解決方案。

1 駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)的范圍及監(jiān)測(cè)方法

駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由采集機(jī)和上位機(jī)組成。采集機(jī)完成各種信息采集；上位機(jī)完成各種信息的處理、顯示、存盤(pán)、打印。采集機(jī)和上位機(jī)通過(guò)CAN總線通信。目前主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：外電網(wǎng)輸入狀態(tài)、電源屏輸出電壓、駝峰2.3軌道電路電流、480型軌道電路電壓，電動(dòng)道岔啟動(dòng)電流；道岔動(dòng)作狀態(tài)等，還可對(duì)電纜絕緣和電源漏流進(jìn)行測(cè)試，對(duì)模擬量和開(kāi)關(guān)量進(jìn)行本地存盤(pán)、顯示、打印等。

但是，駝峰信號(hào)除了信號(hào)機(jī)、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機(jī)、電源屏等與常規(guī)車站信號(hào)相同的設(shè)備之外，還有許多特有設(shè)備，如：減速器，測(cè)重、測(cè)速雷達(dá)等。因此，駝峰信號(hào)設(shè)備監(jiān)測(cè)的對(duì)象應(yīng)包括室外電纜、轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路、信號(hào)機(jī)、減速器、場(chǎng)聯(lián)電壓、電源屏、外電網(wǎng)綜合質(zhì)量、燈絲斷絲報(bào)警、空壓設(shè)備 （空壓站、各部位儲(chǔ)風(fēng)缸壓力）、測(cè)速雷達(dá)、測(cè)重等，此外還應(yīng)包括關(guān)鍵開(kāi)關(guān)量的監(jiān)測(cè)。

在 《鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)條件》中，僅對(duì)駝峰2.3軌道電路、駝峰ZD7型轉(zhuǎn)轍機(jī)的監(jiān)測(cè)方式做了比較明確的規(guī)定，而對(duì)其他駝峰專有的設(shè)備并沒(méi)涉及。如何對(duì)空壓設(shè)備、減速器、測(cè)重、測(cè)速雷達(dá)等特殊設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需要在保證設(shè)備安全運(yùn)行的前提下，研究出既有效又經(jīng)濟(jì)的方法。

例如，對(duì)于空壓設(shè)備的監(jiān)測(cè)，可以通過(guò)駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與各個(gè)空壓機(jī)控制單元聯(lián)網(wǎng)，將空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間等統(tǒng)一記錄在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。在各部位儲(chǔ)風(fēng)缸合適的位置安裝壓力傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量各個(gè)位置的壓力值，設(shè)置預(yù)警門(mén)限。當(dāng)空壓低于門(mén)限時(shí)，可及時(shí)報(bào)警。對(duì)于測(cè)速雷達(dá)，有必要由駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集并記錄其輸出信號(hào)，這樣當(dāng)出現(xiàn)速度控制失常時(shí)，可以將控制系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷究竟是雷達(dá)天線的故障還是控制系統(tǒng)采集模塊的故障。

2 駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求

駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與一般車站信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比，采集數(shù)據(jù)要求速度更快，開(kāi)關(guān)量采樣周期更短，時(shí)間精度更高。駝峰作業(yè)的過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，分路道岔采用快動(dòng)道岔，轉(zhuǎn)換時(shí)間在2s以內(nèi)，雷達(dá)速度采樣周期往往小于0.1s。要精確地記錄車組溜放過(guò)程中各種設(shè)備的工作狀態(tài)，需要按時(shí)序記錄大量的數(shù)據(jù)，這就對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

硬件方面，駝峰監(jiān)測(cè)信息采集機(jī)除了一般車站微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置的模入、開(kāi)入、開(kāi)出、軌道采集、電流采集板等，還需要設(shè)計(jì)雷達(dá)信號(hào)采集板。雷達(dá)信號(hào)的監(jiān)測(cè)可以采用采集周期，也可以采集頻率。

軟件方面，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)多采用單任務(wù)方式，并按程序順序執(zhí)行。由于駝峰監(jiān)測(cè)內(nèi)容繁多、數(shù)據(jù)量大，單任務(wù)設(shè)計(jì)方式必然會(huì)降低系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性，所以，在駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮采用實(shí)時(shí)多任務(wù)的方式，才能滿足駝峰現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集高實(shí)時(shí)性的要求。

終端軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從上到下依次為人機(jī)界面、信息處理、服務(wù)訪問(wèn)接口3個(gè)層次。針對(duì)駝峰監(jiān)測(cè)的客戶機(jī)應(yīng)用，人機(jī)界面和信息處理模塊與一般車站微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不同，需針對(duì)每一個(gè)功能進(jìn)行具體分析，設(shè)計(jì)相應(yīng)的人機(jī)界面和信息處理模塊。

3 駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)接口

目前，駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與駝峰計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)之間完全獨(dú)立，沒(méi)有任何接口，《鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)條件》對(duì)此也未作規(guī)定。

鑒于目前我國(guó)駝峰信號(hào)控制普遍采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，以往由繼電器構(gòu)成的命令輸入、存儲(chǔ)、傳遞等電路，已由控制系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)，同時(shí)控制系統(tǒng)本身記錄有作業(yè)過(guò)程的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，因此，駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有必要與駝峰控制系統(tǒng)接口，一方面獲取相關(guān)記錄數(shù)據(jù)，豐富監(jiān)測(cè)信息，減少監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采集對(duì)象數(shù)量；另一方面，駝峰控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)、各種輸入和輸出命令亦應(yīng)成為駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)對(duì)象，包括控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)正常工作繼電器、控制道岔動(dòng)作的繼電器 （定反位控制繼電器、道岔操縱繼電器）、控制減速器動(dòng)作的繼電器 （制動(dòng)/緩解繼電器）等。

駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的接口方式可以參照監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)，由駝峰控制系統(tǒng)單向發(fā)送，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收。發(fā)送的內(nèi)容包括：駝峰站場(chǎng)動(dòng)態(tài)畫(huà)面信息、溜放車組信息、雷達(dá)速度曲線、作業(yè)過(guò)程異常提示信息以及報(bào)警信息、控制設(shè)備工作狀態(tài)信息等，傳送內(nèi)容的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性要滿足要求。

4 駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)上傳

目前，大部分駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)沒(méi)有與電務(wù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)相連，部分已聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)也只是上傳了一些簡(jiǎn)單的圖表、統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)。而設(shè)備管理單位最關(guān)心的駝峰溜放過(guò)程的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，如車輛速度的變化、道岔動(dòng)作過(guò)程以及作業(yè)過(guò)程的回放數(shù)據(jù)等均無(wú)法上傳和再現(xiàn)。作為鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成部分，駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)迫切需要與電務(wù)信息網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，向電務(wù)段和鐵路局指揮中心傳送數(shù)據(jù)。

鑒于駝峰作業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)量大、種類特殊，要實(shí)現(xiàn)與電務(wù)信息網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，必須解決以下2個(gè)問(wèn)題：

1.集中監(jiān)測(cè)網(wǎng)應(yīng)滿足傳送駝峰監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)帶寬的要求。

2.集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心設(shè)備必須具有對(duì)駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、回放等功能。

集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置的獨(dú)立2Mb/s通道，基本可以滿足傳送駝峰監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的要求。如不能滿足要求，可采用2個(gè)2Mb/s通道，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)交換。

在電務(wù)段或路局中心需要增加必要的設(shè)備，如配置駝峰監(jiān)測(cè)專用終端，安裝相關(guān)軟件，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示駝峰站場(chǎng)圖形、查詢和打印駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上傳的各項(xiàng)記錄等功能。必要時(shí)，可以為駝峰監(jiān)測(cè)配置獨(dú)立的應(yīng)用服務(wù)器，完成駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、再現(xiàn)、分類匯總和統(tǒng)計(jì)分析功能，以及向終端提供歷史信息的查詢功能。歷史信息包括：開(kāi)關(guān)量、模擬量歷史報(bào)表及曲線、駝峰速度控制曲線、報(bào)警及其統(tǒng)計(jì)匯總報(bào)表、電務(wù)維護(hù)報(bào)表、系統(tǒng)日志和狀態(tài)報(bào)表等。中心基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備如圖1所示。

圖1 駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

5 駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投資與應(yīng)用效果

駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是駝峰計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的配套設(shè)備。它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)駝峰信號(hào)設(shè)備的工作狀態(tài)并記錄，為設(shè)備維護(hù)人員判斷設(shè)備工作狀態(tài)、分析故障原因提供了依據(jù)，有利于縮短故障處理時(shí)間，提高駝峰信號(hào)設(shè)備的維護(hù)和管理水平，減少維護(hù)人員的工作量。

根據(jù)站場(chǎng)規(guī)模大小，一般駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備造價(jià)在15萬(wàn)元至25萬(wàn)元之間。如果要擴(kuò)大系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍，實(shí)現(xiàn)與集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心組網(wǎng)等功能，勢(shì)必要增加系統(tǒng)的硬件和軟件的費(fèi)用及工程造價(jià)，估計(jì)每個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備投資將超過(guò)50萬(wàn)元。但從鐵路信號(hào)智能化、信息化的技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)設(shè)備維護(hù)智能化的角度看，增加這些投資是完全必要的。提高和完善駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能和性能對(duì)增強(qiáng)運(yùn)輸作業(yè)安全，保障鐵路運(yùn)輸暢通，改善維護(hù)人員勞動(dòng)條件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

6 結(jié)束語(yǔ)

駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是提高駝峰信號(hào)設(shè)備的維護(hù)和管理水平不可缺少的重要設(shè)備。應(yīng)加大投資，盡快制定新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，明確監(jiān)測(cè)對(duì)象和監(jiān)測(cè)方法，充分考慮數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性的要求。系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立于駝峰計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)與控制系統(tǒng)接口，接收相關(guān)數(shù)據(jù)，豐富監(jiān)測(cè)內(nèi)容。系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)應(yīng)能上傳至電務(wù)段和鐵路局中心，并能實(shí)時(shí)顯示、記錄和回放。只有這樣，駝峰微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)才真正在駝峰信號(hào)設(shè)備的維護(hù)中起到重要作用。

［1］ 中華人民共和國(guó)鐵道部.運(yùn)基信號(hào)［2010］709號(hào).鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)條件［S］.2010.

［2］ 韓志遠(yuǎn)，郭富春.關(guān)于駝峰信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制中幾個(gè)問(wèn)題的探討［J］.鐵道通信信號(hào)，1998（1）.

［3］ 楊義偉，蔣大明，戴勝華.駝峰信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（2）.

［4］ 邱學(xué).微機(jī)監(jiān)測(cè)升級(jí)改造中的調(diào)試［J］.鐵道通信信號(hào)，2011（11）.30－31.

［5］ 周宜耕，王立延.信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用［J］.鐵道通信信號(hào)，2012（12）.39－40.