我國高速鐵路信號智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)探究

鞏偉

摘要： 隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速增長，交通運(yùn)輸能力的問題也亟待解決，所以中國高速鐵路應(yīng)運(yùn)而生。在高速鐵路事業(yè)發(fā)展的道路上，信號智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)被得到廣泛應(yīng)用，得到廣大技術(shù)人員的青睞。但是，萬物終會遇到發(fā)展的瓶頸，信號智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)也不是十全十美的，因此，本文將針對這項(xiàng)技術(shù)展開探究。

關(guān)鍵詞： 高速鐵路 ;智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)

中圖分類號： U284.91??? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A??? 文章編號： 1672-9129（2018）09-0104-01

Abstract：? With the rapid growth of China's economy， the problem of transportation capacity needs to be solved urgently， so China's high-speed railway came into being. On the road of high-speed railway development， the signal intelligent monitoring system technology has been widely used and has been favored by the majority of technicians. However， all things will eventually encounter the bottleneck of development， and the signal intelligent monitoring system technology is not perfect. Therefore， this article will explore this technology.

Keywords： high-speed railway intelligent monitoring system technology

引言：伴隨著高速鐵路和科學(xué)信息技術(shù)的急速發(fā)展，我國的高速鐵路信號檢測系統(tǒng)技術(shù)也在發(fā)生著翻天覆地的改變。智能化信號監(jiān)測系統(tǒng)是高速鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的不可缺少的一部分，雖然我國的主要技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，但是在某些方面也體現(xiàn)出了不足之處，極大的影響了高速鐵路的安全運(yùn)行，也在很大程度上威脅到了廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。由此可見，高速鐵路的信號智能監(jiān)測系統(tǒng)需要我們來改善且提高性能。于是，本文就智能化信號監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)目前存在的問題，發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用及未來的發(fā)展前景展開了深刻探究。

1 高速鐵路智能信號監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

雖然我國的高速鐵路智能信號監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)功能日益強(qiáng)大并且日趨完善，各種設(shè)施裝備齊全，關(guān)于各種信號問題的設(shè)備也在努力不斷提上日程，讓科學(xué)家們攻克難關(guān)，它幾乎躋身于世界先列。但在目前，這項(xiàng)技術(shù)仍然有它不可忽視的劣勢。首當(dāng)其沖的問題就是各種監(jiān)測系統(tǒng)之間的相關(guān)互聯(lián)性極其差勁，關(guān)聯(lián)度不高，若其中的一臺監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)故障，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障地點(diǎn)和故障原因并發(fā)出警報(bào);其次，在信號設(shè)備和通信網(wǎng)管之間不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，那就會導(dǎo)致當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，不能及時(shí)將信號在裝備之間相互傳輸。就我國目前的高鐵通信狀況而言，設(shè)備出現(xiàn)通信故障較為普遍，這樣就給高速鐵路的安全運(yùn)行造成了極大的負(fù)面影響，由此可見，數(shù)據(jù)共享的重要性。

2 高速鐵路智能信號監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用概況

2.1智能化信號監(jiān)測系統(tǒng)的基本架構(gòu)。從幾年以來高鐵的運(yùn)營狀況來看，高鐵智能化信號監(jiān)測系統(tǒng)的基本架構(gòu)可以大致分為車站、電務(wù)段、電務(wù)處三個(gè)方面，每一部分發(fā)揮著自己獨(dú)特的作用：在車站方面，高鐵智能化監(jiān)測系統(tǒng)會對人來人往的車站進(jìn)行全方位，無死角的監(jiān)控掃描，然后快速的收集各種信息來源，同時(shí)上傳至電務(wù)段，讓其進(jìn)行內(nèi)部掃描;在電務(wù)段方面，高鐵信號智能監(jiān)測系統(tǒng)會將車站那邊傳遞過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，為自己提供方便;最終也加強(qiáng)了智能監(jiān)測系統(tǒng)的報(bào)警功能，并向電務(wù)段再次傳遞警報(bào)內(nèi)容及其解決方法，最后的最后再將所有的有價(jià)值的信息反饋回?cái)?shù)據(jù)庫保存。同時(shí)還可以為其他部門或者其他工作做一個(gè)考量的標(biāo)準(zhǔn)，讓高鐵信號監(jiān)測技術(shù)充分展現(xiàn)出在信號裝備上的維護(hù)作用，推動(dòng)它自身的全面發(fā)展。

2.2建立智能化的監(jiān)測模型。我們可以在高鐵信號監(jiān)測系統(tǒng)中建立智能化的監(jiān)測模型，這樣可以減少不少的人力物力，同時(shí)，它也表現(xiàn)出以下列出的獨(dú)特的作用：第一，可以及時(shí)收集并匯總監(jiān)測到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，及時(shí)要求技術(shù)人員利用專家監(jiān)測系統(tǒng)對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理且進(jìn)行有效分析。因?yàn)樵诟哞F信號監(jiān)測系統(tǒng)中，有許多信號監(jiān)測設(shè)備需要盡快利用各種先進(jìn)的技術(shù)來對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，然后高鐵的工作人員就可以通過監(jiān)測系統(tǒng)反饋回來的信息及時(shí)處理有關(guān)問題，及時(shí)維護(hù)修理相關(guān)設(shè)備，以保證高鐵的正常運(yùn)行;第二，可以建立信號數(shù)據(jù)綜合處理中心，將各個(gè)信號監(jiān)測子系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)測情況，周圍各種事物的狀況一一報(bào)備回來，使高鐵信號監(jiān)測系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)智能化分析，由此一個(gè)綜合性的數(shù)據(jù)庫即可大功告成;第三，可以借助信號監(jiān)測系統(tǒng)有保留以往監(jiān)測數(shù)據(jù)的功能，在電務(wù)段對數(shù)據(jù)進(jìn)行深層剖析時(shí)，借助那些保留數(shù)據(jù)以及當(dāng)時(shí)的設(shè)備維修記錄等等可以作為實(shí)際作業(yè)時(shí)的參考，于是就側(cè)面保障了高鐵信號監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行可靠性;第四，時(shí)刻重視團(tuán)隊(duì)合作，時(shí)刻與調(diào)度控制中心密切配合，這樣才能在各種威脅中勇敢的走出來，通過監(jiān)測模型分析出事故原因，信號裝備的各種信息，及時(shí)為調(diào)度控制中心提供可操作可行性高的針對性方案，與此同時(shí)，調(diào)度控制中心的應(yīng)急能力，決策能力，都會大幅度提升。

2.3鐵路信號系統(tǒng)智能監(jiān)測技術(shù)的具體應(yīng)用。

（1）建立監(jiān)測數(shù)據(jù)集。為了提高高鐵信號監(jiān)測系統(tǒng)對待數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)分析的監(jiān)測能力和決策能力，需要我們建立信號監(jiān)測數(shù)據(jù)集。在日常的應(yīng)用智能化監(jiān)測系統(tǒng)過程中，還需要我們結(jié)合電務(wù)段來對各種各樣的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以實(shí)現(xiàn)高鐵運(yùn)營過程中的信號設(shè)備的故障定位及其提示報(bào)警的行為，并輔助電務(wù)調(diào)度指揮中心做出最終決策。這樣通過建立監(jiān)測數(shù)據(jù)集就可以大大提高高鐵信號監(jiān)測中心的辦事效率，給高鐵的高速運(yùn)營提供了更加穩(wěn)定的保障。

（2）存儲與共享機(jī)制。在高鐵信號智能監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)中心最大的作用就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，無論是對段級還是處級的數(shù)據(jù)分析中心，它都可以實(shí)現(xiàn)共享功能。本著對國家高鐵信號系統(tǒng)的節(jié)約成本的原則，還有各種監(jiān)測裝備的地理位置和數(shù)據(jù)容災(zāi)，各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)都需要透明化共享出來，而且需要制定相應(yīng)的共享規(guī)則和分配策略，使其更加清晰明了。此外，由于信號監(jiān)測子系統(tǒng)半結(jié)構(gòu)化的特性，所以需要我們將各個(gè)監(jiān)測子系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行收集匯總，最后再集體分析，這樣的結(jié)果才具有可靠性。

（3）智能化分析技術(shù)。智能化分析技術(shù)重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)方面，一個(gè)是單個(gè)設(shè)備的故障分析，另一個(gè)是設(shè)備間的邏輯故障分析。對于單個(gè)設(shè)備的故障分析，高鐵信號智能監(jiān)測系統(tǒng)就可以自動(dòng)將設(shè)備發(fā)生的故障地點(diǎn)，故障時(shí)間，故障原因清楚地反饋到監(jiān)測信息欄里邊，因此我們可以采用現(xiàn)代信號處理方法來將監(jiān)測信息進(jìn)行趨勢預(yù)測，并且給出最佳的故障維修與防護(hù)的意見，比起電務(wù)設(shè)備的故障模型，它具有很大的發(fā)展空間。而對于設(shè)備間的邏輯故障分析，我們則需要建立一個(gè)故障診斷專家系統(tǒng)來給我們提供有效的并且精確的故障推理和判斷，同樣，其中的知識庫也是影響智能診斷的關(guān)鍵因素，因此需要我們的專家來進(jìn)行深刻探討和研究。

（4）規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化操作。在平常監(jiān)測進(jìn)行中，需要高鐵信號智能化監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測的范圍必須要廣，而且必須保證其操作規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化，這樣才能達(dá)到最終想要的效果。第一，對電務(wù)設(shè)備和收集到的整體數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化命名;第二，在不改變高鐵信號監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用要求下，建立一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，對其監(jiān)測到的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，歸納整合，制定一個(gè)完善的，科學(xué)的數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)智能化的將數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)操作并且同步系統(tǒng)發(fā)出指示。

3 高速鐵路智能信號監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)的趨勢分析

就我所知，我國對于高速鐵路智能化檢測系統(tǒng)技術(shù)的研究已經(jīng)長達(dá)20年之久，在80年代，我國就開始步入對智能化檢測系統(tǒng)的投入的行列。在早先前，由于受到資金，技術(shù)，技術(shù)人員的自身素質(zhì)等等因素的影響，這個(gè)階段所研究出來的智能監(jiān)測系統(tǒng)的性能大不如現(xiàn)在，而且標(biāo)準(zhǔn)亂七八糟，制式各不相同，設(shè)備也是粗制濫造，根本無法集中進(jìn)行智能化控制，所以這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不是很理想。

但隨著我國高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)和投入運(yùn)營，慢慢地，信號智能化監(jiān)測系統(tǒng)備受關(guān)注。雖然我國并不真正具有開發(fā)成熟的高速鐵路信號檢測系統(tǒng)的技術(shù)，但部分監(jiān)測功能和維護(hù)終端等系統(tǒng)卻已經(jīng)獨(dú)立完成。未來的高鐵信號監(jiān)測系統(tǒng)將會采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)，獨(dú)立組網(wǎng)技術(shù)等一系列熱門的計(jì)算機(jī)技術(shù)來構(gòu)建，到時(shí)候會采用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來進(jìn)行設(shè)備故障的集中診斷，但也同樣會面臨外界環(huán)境的不確定性和自身系統(tǒng)復(fù)雜性的雙重挑戰(zhàn);或是搭建數(shù)學(xué)模型，按照時(shí)間先后次序來模擬仿真的真實(shí)的信號總系統(tǒng)，來進(jìn)行系統(tǒng)級的集中診斷及其智能化分析;在高鐵信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，也可能大面積的擴(kuò)大監(jiān)測范圍，構(gòu)建更加準(zhǔn)確并且完善的信號智能化集中監(jiān)測系統(tǒng)平臺。

4 結(jié)語

信號智能監(jiān)測系統(tǒng)在現(xiàn)如今的高速鐵路上發(fā)揮了不可想象的作用，它在時(shí)刻保障著高速列車的安全而又穩(wěn)定的全速運(yùn)行，同時(shí)也保護(hù)了全列車上的廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，它的意義深遠(yuǎn)且偉大。智能化監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，也會讓我國的高速鐵路事業(yè)更上一層樓，因此，對于智能化技術(shù)的研究，將會是未來最熱門的話題之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉大為，郭進(jìn)，王小敏，陳建譯，楊揚(yáng).中國鐵路信號系統(tǒng)智能監(jiān)測技術(shù)[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，49（05）：904-912.