信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在信號設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

李晗

（中交機(jī)電工程局有限公司武漢技術(shù)中心，湖北 武漢 430060）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在不斷加速，尤其是我國的鐵路建設(shè)更是有了迅猛的發(fā)展。每年節(jié)假日鐵路都承載著巨大的客運(yùn)任務(wù)，那時(shí)候，若是調(diào)度出現(xiàn)暫時(shí)性運(yùn)轉(zhuǎn)失靈，則很容易出現(xiàn)事故在鐵路網(wǎng)中同時(shí)運(yùn)行著數(shù)以千計(jì)的列車，要想保證每輛列車安全穩(wěn)定的運(yùn)行，就必須保證鐵路信號的實(shí)時(shí)監(jiān)測和采集，進(jìn)而匯總計(jì)算，對列車進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度，所以說鐵路的信號設(shè)備是保證列車安全運(yùn)行的重中之重，必須予以重視。近年來科技的快速發(fā)展也使得很多新型的智能化信息設(shè)備逐步應(yīng)用于鐵路信息監(jiān)測中來，可以對信號設(shè)備進(jìn)行完備的監(jiān)測，這是信號集中監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑，對于鐵路信號設(shè)備的維護(hù)也具有非常重要的意義。

1 信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在鐵路信號設(shè)備維護(hù)中的重要作用

鐵路信號包括很多種運(yùn)行參數(shù)，例如列車的實(shí)時(shí)車速，距前車的距離和天氣因素等等，鐵路信號設(shè)備便是對這些信號進(jìn)行采集然后轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的方法對信號設(shè)備進(jìn)行精確性的檢驗(yàn)比較困難，因而一些設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，人為檢測的精準(zhǔn)度低，并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的隱性故障，這將導(dǎo)致故障的設(shè)備仍然被當(dāng)作完好的設(shè)備使用，極易導(dǎo)致事故的發(fā)生。信號集中監(jiān)測系統(tǒng)簡單來說就是將各種信號匯總在一起，形成一個(gè)數(shù)據(jù)整體，便于對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，類似于飛機(jī)上“黑匣子”。它可以全天候地監(jiān)測列車運(yùn)行狀況，對設(shè)備進(jìn)行不定時(shí)的參數(shù)測試、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)回放等操作，進(jìn)而保證了信號設(shè)備運(yùn)行的透明化，也體現(xiàn)了鐵路運(yùn)行信號的數(shù)字化和智能化的特征。例如當(dāng)信號集中監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)鐵路信號設(shè)備的數(shù)據(jù)偏離了正常的設(shè)定值，便會立即報(bào)警，有關(guān)人員可以及時(shí)檢修；或者是當(dāng)操作人員出現(xiàn)誤操作，信號集中監(jiān)測系統(tǒng)也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并提醒，這樣便能有效避免誤操作帶來的事故。所以說應(yīng)用信號集中監(jiān)測系統(tǒng)可以讓信號設(shè)備的運(yùn)行更加安全可靠，通過對信號數(shù)據(jù)的分析處理可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，保障鐵路信號設(shè)備的無故障運(yùn)行，進(jìn)而促進(jìn)鐵路的健康發(fā)展。

2 鐵路信號設(shè)備常見故障

我國鐵路的負(fù)荷在不斷增加，不僅有大量的客運(yùn)列車，還有很多的貨運(yùn)列車，列車的密集度很大，對鐵路信號設(shè)備性能的考驗(yàn)也越來越大。鐵路信號設(shè)備就好似列車的“檢查儀”，是列車安全的保障，又好似列車的“防火墻”，及時(shí)將危險(xiǎn)故障暴露出來。信號采集的準(zhǔn)確性很重要，信號的傳輸過程也很重要，在信號傳輸過程中要保證信號不會被干擾，而且能夠快速地傳達(dá)。然而，實(shí)際上鐵路信號設(shè)備會出現(xiàn)各種各樣的故障，這些故障嚴(yán)重威脅著列車的安全運(yùn)行。一般來說鐵路信號設(shè)備的故障可以分為硬件故障、信號傳輸故障和數(shù)據(jù)沖突這三大類，而只有找到病根才能對癥下藥，接下來針對實(shí)際情況中信號設(shè)備比較常見的幾種故障展開分析。

2.1 鐵路信號設(shè)備器材故障

信號設(shè)備最簡單的故障就是設(shè)備的硬件出現(xiàn)故障，而引起設(shè)備器材故障的原因可以分為兩類：一是設(shè)備制造時(shí)質(zhì)量不過關(guān)，二是設(shè)備使用不當(dāng)。設(shè)備制造出現(xiàn)問題時(shí)，故障的設(shè)備一般不止一兩臺，批量易出現(xiàn)問題，那樣的話設(shè)備故障比較容易發(fā)現(xiàn)，也可以及時(shí)和供貨商聯(lián)系更換故障設(shè)備。而實(shí)際上設(shè)備故障有些是由于工作人員使用維護(hù)不當(dāng)造成的，例如沒有對線纜進(jìn)行保護(hù)，導(dǎo)致線纜在陽光暴曬下快速老化；或是信號設(shè)備設(shè)置于高壓電附近，影響信號設(shè)備的精確度等。

2.2 信號設(shè)備維修不及時(shí)

鐵路信號設(shè)備比較容易發(fā)生故障，但由于信號設(shè)備的數(shù)量較多，發(fā)現(xiàn)故障需要較長時(shí)間，維修也要占用較多的時(shí)間，這將導(dǎo)致設(shè)備故障的維修不及時(shí)。此外，鐵路系統(tǒng)的設(shè)備維修人員業(yè)務(wù)不夠熟練，專業(yè)技能不足，誤操作等都會導(dǎo)致故障設(shè)備得不到及時(shí)的維修，最終可能造成嚴(yán)重的安全事故。

2.3 鐵路信號故障在信號集中檢測系統(tǒng)的現(xiàn)象

很多設(shè)備在運(yùn)行過程中都有可能出現(xiàn)瞬時(shí)故障，然后瞬時(shí)恢復(fù)，就好比手機(jī)會出現(xiàn)短暫的死機(jī)狀態(tài)，但下一秒又可以流暢運(yùn)行。這些故障都是瞬時(shí)發(fā)生，瞬時(shí)恢復(fù)的，在電務(wù)領(lǐng)域這種故障又被叫做“軟故障”，一般來說并不影響設(shè)備的工作，但是既然出現(xiàn)了故障便是一種隱患，對于這種故障要及時(shí)查出，及時(shí)修復(fù)，以免故障不斷積累導(dǎo)致更大的事故發(fā)生。傳統(tǒng)的信號設(shè)備維修方式大多是采用人工排查的方式，但這種方式對于瞬時(shí)的故障顯得很無能為力，工作人員必須長時(shí)間在故障區(qū)域“蹲點(diǎn)”，有時(shí)候好幾天才能“蹲”到瞬時(shí)故障的再次發(fā)生，加劇了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。而應(yīng)用信號集中監(jiān)測系統(tǒng)之后，信號設(shè)備處于24小時(shí)不間斷的監(jiān)控下，能夠捕捉到設(shè)備的瞬時(shí)故障，并能夠保存故障時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)，這樣工作人員就能通過監(jiān)測系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的瞬時(shí)故障，還能夠獲得設(shè)備瞬時(shí)故障時(shí)的各種參數(shù)。

3 信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在鐵路信號設(shè)備維護(hù)過程中的應(yīng)用

信號設(shè)備對于保障列車運(yùn)行的安全性具有重要作用，而且隨著鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，對于鐵路信號設(shè)備的要求也越來越高。近些年，信息化技術(shù)的快速發(fā)展為鐵路信息化管理提供了可能性，而鐵路信息化的重點(diǎn)便是信號集中監(jiān)測系統(tǒng)。集中監(jiān)測是將多個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)中央控制器，然后可以在一臺機(jī)器上對不同地點(diǎn)的多臺設(shè)備進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，極大地提高了監(jiān)測的效率。在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，集中監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障所在的位置，并自動(dòng)啟用備用設(shè)備，確保列車安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

我國的鐵路設(shè)施經(jīng)過新一輪的電氣化改造后，大多數(shù)的火車站都已經(jīng)配備了信號集中監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)接受的信號可分為開關(guān)量信號和模擬量信號，開關(guān)量主要用于判斷設(shè)備的開閉狀態(tài)，而模擬量用來傳輸設(shè)備的一些參數(shù)，例如設(shè)備運(yùn)行過程中的電壓、電流、頻率和溫度等參數(shù)。與此同時(shí)，信號集中檢測系統(tǒng)還可以對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲，便于今后的查詢調(diào)用。具體來說，信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在信號設(shè)備維護(hù)中所起的作用有以下幾點(diǎn)。

3.1 分級報(bào)警，減少設(shè)備故障發(fā)生

鐵路的信號設(shè)備有很多，不可能將那么多的設(shè)備同時(shí)接入中央控制器，必須進(jìn)行分級調(diào)控，也就是說將相隔較近的設(shè)備連接到一個(gè)小的控制器，然后小的控制器匯聚成中型控制器，最后中型的構(gòu)成整個(gè)大型的中央控制器。這樣的分層設(shè)置具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如說減少線路的鋪設(shè)，避免信號沖突，方便管理等。同時(shí)，在某一設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，首先控制它的小型控制器會發(fā)出警報(bào)，接著中型控制器和大型控制器都會受到警報(bào)，而且不同的中型控制器也能受到警報(bào)，這便于提醒工作人員及時(shí)進(jìn)行故障處理。對于不同的故障，控制器會發(fā)出不同的警報(bào)指令，例如設(shè)備出現(xiàn)電氣參數(shù)超標(biāo)的情況時(shí)，控制器會發(fā)出三級警報(bào)；列車運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，會發(fā)出二級警報(bào)；列車出現(xiàn)嚴(yán)重事故，威脅到列車的安全時(shí)，會發(fā)出一級警報(bào)。

3.2 監(jiān)督設(shè)備工作狀態(tài)

現(xiàn)代鐵路運(yùn)行的列車數(shù)量非常多，而維護(hù)檢修不能影響列車的正常運(yùn)行，所以留給設(shè)備檢驗(yàn)部門的維護(hù)時(shí)間非常有限，應(yīng)用傳統(tǒng)的檢修方法，要想完成檢修工作只能加派人手。但信號集中監(jiān)控系統(tǒng)可以對設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)控，大大減少了人員的使用。

3.3 幫助設(shè)備疑難問題分析及復(fù)雜故障處理

由于信號集中監(jiān)測系統(tǒng)匯聚了大量的設(shè)備故障信息，那么就可以依據(jù)大量的數(shù)據(jù)分析故障發(fā)生的原因。在大量的數(shù)據(jù)面前，以往發(fā)生幾率很小的疑難雜癥出現(xiàn)的次數(shù)也會增多，那么就可以在眾多的疑難雜癥事例中找到其發(fā)生的原因。同樣的，有了數(shù)據(jù)庫，設(shè)備故障信息和維護(hù)方法都會記錄下來，以后遇到此類問題便可以快速解決，節(jié)約維修時(shí)間。

4 結(jié)語

綜上所述，信號集中監(jiān)控系統(tǒng)對于信號設(shè)備的故障診斷有著重要意義，保證了信號設(shè)備的正常運(yùn)行，才能保證設(shè)備的安全運(yùn)行。所以信號集中監(jiān)測是未來信號設(shè)備故障診斷的發(fā)展方向。

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