我國高速鐵路信號(hào)智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)探究

【摘要】本文在分析目前我國高速鐵路信號(hào)監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)上，指出了目前我國高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)在數(shù)據(jù)共享、互聯(lián)互通、智能分析等方面存在的不足，并指明采用傳統(tǒng)的維修維護(hù)模式已經(jīng)無法滿足鐵路信號(hào)監(jiān)測的需要。同時(shí)提出了適應(yīng)現(xiàn)代化高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的綜合智能化電務(wù)監(jiān)測與維護(hù)構(gòu)想，從而為中國高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)智能化監(jiān)測技術(shù)的未來發(fā)展提供參考，以保障鐵路運(yùn)輸?shù)牧己脿顟B(tài)。

【關(guān)鍵詞】高速鐵路；信號(hào)系統(tǒng)；智能監(jiān)測技術(shù)

前言

目前，我國已經(jīng)成為世界上高速鐵路運(yùn)營里程最長、運(yùn)營速度、建設(shè)規(guī)模最大的國家，而且隨著我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的高速鐵路信號(hào)技術(shù)和設(shè)備逐步由原來的單一轉(zhuǎn)向了綜合性、系統(tǒng)化的發(fā)展趨勢，逐步建立了高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，以切實(shí)保障列車的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。但是目前我國高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的維修維護(hù)模式仍比較傳統(tǒng)，采用的是人工檢修為主的方式，雖然建立了鐵路信號(hào)監(jiān)測系統(tǒng)，但是由于各個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)之間沒有形成一個(gè)整體，缺少互聯(lián)互通，所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)也由于綜合性、關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)而無法實(shí)現(xiàn)有效共享。但是隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速鐵路會(huì)成為未來的運(yùn)輸主力，針對(duì)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)存在的弊端，我們必須要給予高度重視，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制設(shè)備對(duì)信號(hào)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面、科學(xué)、實(shí)時(shí)監(jiān)測與記錄，實(shí)現(xiàn)真正意義上的現(xiàn)代化高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)，切實(shí)保障列車的安全運(yùn)行。

一、我國高速鐵路信號(hào)監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)

（一）信號(hào)集中監(jiān)測系統(tǒng)

信號(hào)集中監(jiān)測系統(tǒng)，英文簡稱為CSM。它是一種三級(jí)四層體系架構(gòu)，具有檢測、信息儲(chǔ)存、報(bào)警、狀態(tài)再現(xiàn)等重要功能。CSM主要是通過CAN總線與信號(hào)機(jī)、電源屏、信號(hào)電纜、采集轉(zhuǎn)撤機(jī)、軌道電路等多個(gè)信號(hào)設(shè)備的電氣參數(shù)模擬量信息、部分開關(guān)量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)聯(lián)系，同時(shí)CSM為了獲取信息信息，還以通信接口的方式與CBI、TCC、ZPW2000軌道電路等設(shè)備的維修機(jī)進(jìn)行連接。對(duì)于工作人員來說，在進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測與診斷時(shí)，可以借助CSM設(shè)備，從而發(fā)現(xiàn)故障，更好的開展現(xiàn)場的維修工作。

（二）列控監(jiān)測檢測子系統(tǒng)

列控監(jiān)測檢測子系統(tǒng)的功能非常重要，對(duì)于列車運(yùn)輸過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都能夠進(jìn)行不同程度的采集和處理。列控監(jiān)測檢測子系統(tǒng)主要包括： 車載司法記錄器（JRU）、RBC維護(hù)終端、維護(hù)終端臨時(shí)限速服務(wù)器 TSRS以及微機(jī)聯(lián)鎖電務(wù)終端。每個(gè)裝置都有其重要的功能。其中車載司法記錄器（JRU）是安裝在列車上，主要對(duì)列車運(yùn)行有關(guān)的安全數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，例如司機(jī)動(dòng)作信息、輸出常用制動(dòng)命令或者緊急制動(dòng)命令信息、輸入信息、速度信。設(shè)置在RBC監(jiān)控室的RBC維護(hù)終端主要用于查閱CTC系統(tǒng)的通信狀態(tài)、RBC系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及C3列車的運(yùn)行狀態(tài)等。微機(jī)聯(lián)鎖電務(wù)終端是用于診斷計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)故障，而臨時(shí)限速服務(wù)器TSRS主要是診斷、管理與維護(hù)TSRS故障。

（三）GSM-R 通信監(jiān)測系統(tǒng)

GSM-R通信監(jiān)測技術(shù)主要包括兩大檢測裝置，即GSM-R網(wǎng)管監(jiān)測和通信接口監(jiān)測。其中GSM-R網(wǎng)管具有告警管理、配置管理、故障管理等多項(xiàng)功能，可以對(duì)列車信號(hào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而保障列車安全、穩(wěn)定運(yùn)行。而GSM-R接口監(jiān)測主要是實(shí)時(shí)監(jiān)測GSM-R網(wǎng)絡(luò)重要接口，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口的信令、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤與記錄，并對(duì)異常網(wǎng)絡(luò)事件進(jìn)行分析，供GSM-R在線用戶進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)狀況等。

三、我國高速鐵路信號(hào)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀分析

近年來我國在高度鐵路信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)方面也取得了一定的成就，圍繞信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測與維護(hù)也積極展開了很多工作，已經(jīng)逐步將信號(hào)集中監(jiān)測以及各種列控設(shè)備的管理與維修投入正常的使用中，但是在肯定這些成就的同時(shí)，我們還需要看到其不足，其和我國的高速鐵路發(fā)展規(guī)模還存在很多不協(xié)調(diào)之處。

（一）信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備之間缺少互聯(lián)互通、監(jiān)測數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)

對(duì)于我國鐵路信號(hào)監(jiān)測設(shè)備來說，信號(hào)集中監(jiān)測系統(tǒng)是其的核心設(shè)備，信號(hào)集中監(jiān)測系統(tǒng)主要對(duì)軌道電路、電源屏、轉(zhuǎn)撤機(jī)、信號(hào)機(jī)、信號(hào)電纜等設(shè)備的電氣參數(shù)和部分開關(guān)量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)還連接ZPW2000軌道電路、TCC等設(shè)備的維修機(jī)，以此來獲取有效的監(jiān)測信息。但是信號(hào)集中監(jiān)測系統(tǒng)卻那些動(dòng)態(tài)監(jiān)測設(shè)備（DMS）、RBC維護(hù)終端等設(shè)備之間的連接性不強(qiáng)，缺少互聯(lián)互通，因而監(jiān)測的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性、綜合性也不是很強(qiáng)。如果列控系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，信號(hào)集中監(jiān)測系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)自我診斷故障原因，還必須要依靠人工去完成檢測與維修，這樣檢測、維修的效率就會(huì)大大降低。

（二）設(shè)備狀態(tài)的智能分析與預(yù)測實(shí)施到位

列車在運(yùn)行過程中必須要保障一切設(shè)備都處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，一旦任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，極有可能造成嚴(yán)重的后果。因此在列車運(yùn)行中，需要鐵路信號(hào)各種監(jiān)測設(shè)備存儲(chǔ)和記錄了大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。但是鐵路信號(hào)各種監(jiān)測設(shè)備無法利用智能分析軟件深度挖掘所記錄的歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)而也就無法準(zhǔn)確分析道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路等設(shè)備的運(yùn)用狀況。

（三）通信網(wǎng)管及信號(hào)設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)不能共享

目前，GSM-R已成為了列車控制與調(diào)度指揮系統(tǒng)的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)的車-地信息傳輸情況。但是在高速鐵路運(yùn)行過程中，我們會(huì)經(jīng)常遇到通信超時(shí)、脫網(wǎng)等狀況，這直接影響到了列車控制與調(diào)度指揮系統(tǒng)的正常工作。由于通信網(wǎng)管及信號(hào)設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)共享，也就無法有效分析通信信號(hào)結(jié)合部分的故障問題，例如無線電干擾、信號(hào)地面設(shè)備、傳輸設(shè)備問題等問題，在第一時(shí)間內(nèi)無法準(zhǔn)確確定故障原因，也制約著我國列控系統(tǒng)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。

四、鐵路信號(hào)系統(tǒng)智能監(jiān)測技術(shù)的未來發(fā)展構(gòu)想

鐵路信號(hào)綜合智能化監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)主要針對(duì)目前鐵路信號(hào)系統(tǒng)的不足而開展的，其能夠進(jìn)一步提高鐵路信號(hào)監(jiān)測檢測、綜合智能分析和輔助決策的能力，從而為完善檢測、監(jiān)測設(shè)備功能以及技術(shù)集成提供一個(gè)發(fā)展平臺(tái)。鐵路信號(hào)綜合智能化監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)的總體構(gòu)架主要包括三級(jí)應(yīng)用平臺(tái)，即車站、電務(wù)段以及電務(wù)處。首先信號(hào)集中監(jiān)測車站系統(tǒng)匯聚來自車站的監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)低昂電務(wù)段上傳。而電務(wù)段將這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步整合為電務(wù)段的數(shù)據(jù)信息，以供自身的智能化故障分析和預(yù)報(bào)警。最后電務(wù)段通過數(shù)據(jù)中心將預(yù)報(bào)警數(shù)據(jù)向電務(wù)處上傳，最終電務(wù)處在對(duì)所有來自電務(wù)段的數(shù)據(jù)信息以及TSRS、RBC、DMS、GSM-R網(wǎng)管等電務(wù)段無法獲取的系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)整合為自身的數(shù)據(jù)中心，以進(jìn)行自我故障診斷。這樣一來鐵路信號(hào)智能化監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)就能夠克服掉原有信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)存在的弊端。

結(jié)語

綜上所述，本文主要在分析目前我國鐵路信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)組成基礎(chǔ)上，指出了其中存在的主要問題，并初步提出了建立綜合智能化電務(wù)監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)想，以期更好的適應(yīng)現(xiàn)代高速鐵路的快速發(fā)展節(jié)奏，但是這個(gè)構(gòu)想的真正實(shí)現(xiàn)還需要我們進(jìn)一步的努力。

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