鐵路信號控制智能安全技術探討

摘 要：鐵路信號是鐵路行車指揮的主要設備系統(tǒng)，能有效提高鐵路運行人員工作效率和在控制過程中的安全系數(shù)。本文就鐵路信號控制智能安全技術進行了分析，提出了存在的不足和智能監(jiān)測技術的有效應用。

關鍵詞：鐵路信號 控制 智能化 安全技術 應用

隨著電子信息技術的迅猛發(fā)展，鐵路信號控制技術實現(xiàn)了從機械聯(lián)鎖和電氣集中聯(lián)鎖到信號微機聯(lián)鎖的高速發(fā)展，智能控制技術的應運而生，為鐵路行車的安全提供了重要的保障。

一、鐵路信號控制智能化技術概述

鐵路信號系統(tǒng)是保障鐵路通行安全的重要設備，實現(xiàn)了鐵路的統(tǒng)一調度和指揮，使列車得以安全運行的重要保障，也是促進運輸效率和質量提升的關鍵和核心。鐵路信號有的可以簡單的理解為向行車人員指示行車條件的符號。鐵路信號系統(tǒng)主要包括信號機、軌道電路、道岔轉轍裝置、控制設備、電源設備、電線路等基礎設備。信號控制智能化技術涉及電子、計算機控制、電機電器、信息網(wǎng)絡控制、機電一體化等多學科多領域的技術，通過電氣自動化和智能化的應用，使系統(tǒng)能按照預先設定的程序來實現(xiàn)對機車的安全運行控制，更加安全、經(jīng)濟和高效，成為新形勢下鐵路企業(yè)提高運行效率、保障安全的主要發(fā)展趨勢。隨著控制智能化技術的日益成熟，鐵路信號控制技術實現(xiàn)了從機械聯(lián)鎖和電氣集中聯(lián)鎖到信號微機聯(lián)鎖的高速發(fā)展，為鐵路行車安全保障發(fā)揮了重要的作用。

二、鐵路信號控制智能安全主要技術分析

1.全電子執(zhí)行單元智能控制安全技術。全電子執(zhí)行單元智能控制系統(tǒng)主要包括信號執(zhí)行單元系統(tǒng)和微機監(jiān)測系統(tǒng)兩部分，執(zhí)行單元系統(tǒng)積聚著很多種類型的驅動采集模塊，以雙重結構形式布置，能在確保聯(lián)鎖機構正常運行的基礎上，實時監(jiān)測系統(tǒng)外部和系統(tǒng)自身設備，提高系統(tǒng)運行的可靠與安全。監(jiān)測系統(tǒng)是包括通信處理機和系統(tǒng)監(jiān)測站機兩個關鍵部分，信號設備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和單元狀態(tài)數(shù)據(jù)的執(zhí)行是通過信號系統(tǒng)實現(xiàn)的，并實時的監(jiān)測網(wǎng)絡所接到的驅動命令和系統(tǒng)設備狀態(tài)數(shù)據(jù)。實際上信號控制系統(tǒng)是一項較為復雜的技術，涉及的技術領域較廣，主要有聯(lián)鎖執(zhí)行和系統(tǒng)監(jiān)測兩大區(qū)域。一是聯(lián)鎖執(zhí)行區(qū)域特點分析。聯(lián)鎖執(zhí)行區(qū)域由驅動采集和網(wǎng)絡管理兩大模塊構成，驅動采集模塊又分為多種不同類別和功能的子模塊，設備驅動子模塊能根據(jù)聯(lián)鎖機發(fā)布的控制命令，實現(xiàn)對信號設備的驅動，使信號系統(tǒng)能夠更加安全可靠的運行。網(wǎng)絡管理模塊分為聯(lián)鎖控制網(wǎng)絡和系統(tǒng)設備監(jiān)測網(wǎng)絡兩大模塊，前者主要是負責管理聯(lián)鎖機和執(zhí)行單元間的通信鏈路功能，使聯(lián)鎖系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)能始終處于一個安全通信的狀態(tài)。二是監(jiān)測區(qū)域。監(jiān)測區(qū)域包括設備監(jiān)測功能模塊和監(jiān)測系統(tǒng)兩大部分。設備監(jiān)測功能模塊的功能主要是完成智能信號的設備輸入，實現(xiàn)信號模塊的內部自測，和對所采集信息的加工和處理；模塊內部自測通過科學的分析、處理，對故障原因作出正確的判斷，然后傳輸給監(jiān)測系統(tǒng)，將判斷故障信息顯示和記錄下來，為電務部門維修和處理提供方便。監(jiān)測系統(tǒng)主要分為通信處理機、監(jiān)測機、系統(tǒng)遠程通信模塊三大部分。通信處理機的功能主要是監(jiān)聽、記錄聯(lián)鎖網(wǎng)絡中的命令和狀態(tài)數(shù)據(jù)，采集設備與系統(tǒng)模塊中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并及時傳輸給監(jiān)測機，在人機交互頁面顯示，方便相關人員的及時維護。

2.三取二冗余信號控制智能安全技術分析。三取二冗余技術應用容錯聯(lián)鎖主機系統(tǒng)結構，能實時在線監(jiān)測系統(tǒng)中現(xiàn)有的信號設備及部分開關量，實現(xiàn)系統(tǒng)的自檢。在處理聯(lián)鎖數(shù)據(jù)過程中比如采集信息、輸入信息、儲存信息時，可能會有時因設備硬件故障或干擾，導致一些數(shù)據(jù)錯誤，從而出現(xiàn)系統(tǒng)失敗現(xiàn)象，危險對外輸出也存在一定危險，所以必須使用合適的數(shù)據(jù)編碼和差錯控制技術，有效提升系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。

三、我國的鐵路信號的現(xiàn)狀

1.鐵路信號系統(tǒng)自動化水平不高。鐵路實際發(fā)展過程中因為繼電設備應用時體積較大，維修繁瑣，設備故障不能進行預先卡控，遇到了發(fā)展瓶頸制約。隨著現(xiàn)代微電子技術的發(fā)展，和鐵路的控制性和安全性要求的不斷提高，大面積應用還沒有通過安全驗證。目前大型集成電路、網(wǎng)絡遠程控制技術的日益成熟，已經(jīng)在鐵路方面有所應用，但技術要求還不夠完善，大規(guī)模的綜合控制體系還不能形成，還不能顯著提升整體效率，資源配置也不能短時間內得到優(yōu)化和完善，大面積的推廣應用還需有待時日。

2.安全性得不到保障。受自動化程序的影響，行車調度中指揮工作大多還是依靠人力，還需要通過調度員對地面的控制和觀察來控制列車，當前隨著列車密度和速度的不斷提升，行車調度指揮工作愈加繁重，容易造成疲勞，調度員指揮工作中也難免出現(xiàn)疏忽大意，降低工作效率，列車的安全運行難以保證。除此之外，當列車時速超過160公里時，單憑列車司機的視力很難及時準確的對前方問題做出判斷，不能保證列車的安全運行。

3.管理水平不高。目前鐵路系統(tǒng)中還缺乏先進的通信方法，導致信息傳遞速度較慢，也不能從整體上合理科學的分配各種資源，微機監(jiān)測系統(tǒng)的應用，也沒有從整體上發(fā)揮其功能。再加上當前現(xiàn)行的管理機制，導致鐵路系統(tǒng)工作人員和管理人員責任感和緊迫感確實，責任劃分不明確，致使工作效率不高，管理水平的落后一定程度上影響了鐵路事業(yè)的快速和健康發(fā)展。

四、智能監(jiān)測技術在鐵路信號設備中的應用

1.智能檢測系統(tǒng)具有信息檢測功能，能對各監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，進行科學的分析和綜合處理，按照監(jiān)測系統(tǒng)的信息依據(jù)，實現(xiàn)通信技術和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化升級，為系統(tǒng)工作人員提供準確的數(shù)據(jù)，更好的實現(xiàn)信息的分析、對比和處理。

2.與通信網(wǎng)絡管理的監(jiān)測數(shù)據(jù)相結合，實現(xiàn)監(jiān)測技術的一體化發(fā)展。當前總系統(tǒng)中如果一個子系統(tǒng)發(fā)生問題，需要依靠整個監(jiān)測系統(tǒng)和信息監(jiān)控系統(tǒng)進行綜合處理，才能發(fā)現(xiàn)問題的故障原因，采取措施加以解決。今后每個子系統(tǒng)應該朝著一體化方向進行發(fā)展。

3.分散型向集中型過渡。通過對數(shù)據(jù)實行計算機數(shù)據(jù)融合，進行科學合理的分析，并根據(jù)需要，重新規(guī)劃和設計系統(tǒng)總體功能，特別是對重點數(shù)據(jù)及其他指揮信息系統(tǒng)的接口進行完善，建立更加科學化和智能化的電務監(jiān)測維護系統(tǒng)。

4.實時分析和監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于綜合分析。利用現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)，通過多種傳輸方式和網(wǎng)絡模式，實時采集信號設備和相關通信設備的監(jiān)控信息，傳送到數(shù)據(jù)中心，再通過數(shù)據(jù)中心工作人員，對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進行比對分析、關聯(lián)分析或綜合分析，為系統(tǒng)的可靠運行提供堅實的數(shù)據(jù)和信息保障。

5.實現(xiàn)通信網(wǎng)絡監(jiān)控信息和通信信號監(jiān)控的一體化發(fā)展。很多列車控制系統(tǒng)的故障，要依靠信號監(jiān)測系統(tǒng)和通信網(wǎng)管系統(tǒng)的信息共享和綜合分析，才能進行準確高效的診斷和科學的處理。將通信網(wǎng)管相關監(jiān)測信息進行有效融合，將所有的監(jiān)測信息形成豐富的資源庫，更好的實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)的一體化發(fā)展，比如地面設備監(jiān)測與車載設備監(jiān)測的一體化，通信系統(tǒng)監(jiān)測與信號系統(tǒng)監(jiān)測的一體化等等，更好的保障列車的平穩(wěn)安全運行。

五、結語

鐵道信號系統(tǒng)是鐵路行車運行重要的指揮設備，自動化及智能化技術在鐵路信號系統(tǒng)的應用，很大程度上提高了鐵路行車的安全性、快捷性和高效性，促進了鐵路行業(yè)的健康快速發(fā)展。今后要對其發(fā)展現(xiàn)狀進行詳細的分析和研究，采取切實有效的手段，促進智能化、信息化的實現(xiàn)，為提升鐵路運輸整體水平提供保障。

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