鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)研究

馮永強(qiáng)

【摘 ?要】受到國家的影響，各領(lǐng)域的發(fā)展越來越好，這也促進(jìn)了鐵路運(yùn)輸業(yè)的建設(shè)，該領(lǐng)域的智能化和自動(dòng)化水平不斷提升，鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)就是在這種情況下得到廣泛應(yīng)用的，為提升信號監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性奠定了良好基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】鐵路信號集;監(jiān)測系統(tǒng)

引言

鐵路信號微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)通過監(jiān)測電務(wù)、通信、工務(wù)、電力、車務(wù)等結(jié)合部設(shè)備，為故障及事故分析提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，運(yùn)用微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)真實(shí)再現(xiàn)事故發(fā)生的整個(gè)過程，可徹底分清事故責(zé)任，真正起到了行車設(shè)備“黑匣子”的作用。

1信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的作用及構(gòu)成要素

信號集中監(jiān)測設(shè)備是關(guān)鍵的行車設(shè)備。其主要有鐵路局、電務(wù)段、車站監(jiān)測設(shè)備等組成的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它的功能體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)上：第一，通過微機(jī)及時(shí)信息分析手段，開展高效監(jiān)測、問題分析、智能選擇;第二，通過微機(jī)大規(guī)模信息儲(chǔ)存手段，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和存儲(chǔ);第三，通過微機(jī)聯(lián)網(wǎng)手段，提高調(diào)度指揮、問題解決和統(tǒng)一控制的水平。

2現(xiàn)階段信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀

車站監(jiān)測網(wǎng)為系統(tǒng)的核心組成要素，主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、細(xì)分與處理，完成信號設(shè)備的高效監(jiān)測和問題分析。其主要是由站機(jī)、收集設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備組成的。電務(wù)段監(jiān)測子系統(tǒng)為系統(tǒng)的核心系統(tǒng)，主要控制段內(nèi)全部的車站節(jié)點(diǎn)，保存站機(jī)數(shù)據(jù)，對外傳播相關(guān)指令而對站機(jī)進(jìn)行管理，按照監(jiān)測終端的要求進(jìn)行數(shù)據(jù)傳播與web服務(wù)。其能夠裝配數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通信前置機(jī)、web服務(wù)器和監(jiān)測終端等設(shè)備。鐵路局電務(wù)監(jiān)測子系統(tǒng)為整個(gè)信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的管理核心，對其中全部的電務(wù)段和車站節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，能夠和電務(wù)段與鐵路總公司間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。其裝配了應(yīng)用服務(wù)器和聯(lián)網(wǎng)車站，能夠和不同鐵路局間形成連接與數(shù)據(jù)共享。廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要包括鐵路總公司的上層網(wǎng)、電務(wù)段和鐵路局等。其基層采取了環(huán)形組網(wǎng)的形式，環(huán)路包括5到12個(gè)車站，還采取大于2M通道抽頭方式來和電務(wù)段星型建立聯(lián)系。上層網(wǎng)采取了高于2M通道星型的組網(wǎng)形式，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過TCP/IP協(xié)議與集中的數(shù)據(jù)形式建立聯(lián)系。鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的對象主要是由模擬量、帶自診作用的信號與開關(guān)量組成。系統(tǒng)能夠及時(shí)的收集到信號設(shè)備的電氣特點(diǎn)、設(shè)備情況、故障等信息，其中采取曲線等方式帶來了人機(jī)交互頁面，有著信息呈現(xiàn)、集中分析、故障分析等作用。系統(tǒng)能夠?qū)υ嫉男盘栐O(shè)備信息進(jìn)行收集和分析，還能夠?qū)Σ煌盘栕酉到y(tǒng)的維護(hù)單元進(jìn)行幾種整理，給電務(wù)維護(hù)人員帶來一體化的集中監(jiān)測與問題處理模式。自這一系統(tǒng)被使用之后，其有效的進(jìn)行了故障分析與場地操作，給事故定責(zé)帶來了合理的參考，在很大程度上減小了電務(wù)部門的工作困難，強(qiáng)化了電務(wù)維護(hù)的質(zhì)量，提高了行車的安全性，從而發(fā)展成鐵路信號系統(tǒng)的核心設(shè)備。隨著鐵路運(yùn)輸安全要求的不斷提高，信號集中監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)一些問題：第一，系統(tǒng)的自動(dòng)化研究和故障分析水平低下?，F(xiàn)階段的系統(tǒng)還停滯在收集數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)頁面，設(shè)備的維護(hù)信息主要通過人工來分析和研究，未能利用系統(tǒng)智能化分析設(shè)備工作過程中所存在的問題。怎樣把系統(tǒng)收集的信息進(jìn)行合理的整理和研究，為電務(wù)維護(hù)人員帶來有效的輔助信息與有效的處理方法，是急需要去處理的問題。第二，系統(tǒng)的監(jiān)測規(guī)模需進(jìn)一步的擴(kuò)大。對于RBCHETSRS等設(shè)備來說，雖然現(xiàn)階段系統(tǒng)存在預(yù)留接口，然而未能完成監(jiān)測，車載ATP子系統(tǒng)的信息還沒有被錄入;和信號系統(tǒng)有關(guān)的安全數(shù)據(jù)網(wǎng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)也沒有被錄入到監(jiān)測范圍之中。對于一些已經(jīng)錄入到監(jiān)測范圍之中的信號設(shè)備，系統(tǒng)所收集的設(shè)備狀態(tài)信息與業(yè)務(wù)信息需進(jìn)行細(xì)化和延伸。第三，系統(tǒng)的作用需待擴(kuò)展?，F(xiàn)階段的系統(tǒng)作用表現(xiàn)為對信號設(shè)備的監(jiān)測，在電務(wù)部門的施工操作與指揮管理上力度不足。

3鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用

3.1信號集中監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

通信網(wǎng)絡(luò)、傳輸、測量和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)共同構(gòu)成了信號集中監(jiān)測系統(tǒng)，信號集中監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)呈現(xiàn)出“三級四層”特點(diǎn)，這與鐵路電務(wù)部門運(yùn)行特點(diǎn)相符?！叭壦膶印敝邪杀O(jiān)測組網(wǎng)、電務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)組成的三個(gè)管理層，具體指的是電務(wù)段、鐵路局和鐵路總公司三個(gè)管理層;而車站監(jiān)測組網(wǎng)、電務(wù)段監(jiān)測子系統(tǒng)、鐵路局系統(tǒng)和鐵道部系統(tǒng)構(gòu)成了信號集中監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)中的“四層”。子系統(tǒng)在信號集中監(jiān)測系統(tǒng)中存在既獨(dú)立又統(tǒng)一的關(guān)系，子系統(tǒng)之間可以實(shí)現(xiàn)有效的連接，能夠確保各種信號信息被監(jiān)測組網(wǎng)全面采集。各子系統(tǒng)在“三級四層”這一體系架構(gòu)基礎(chǔ)上可以向各個(gè)層級中有效分散，分散的依據(jù)是信號集中監(jiān)測系統(tǒng)維護(hù)重點(diǎn)、級別和標(biāo)準(zhǔn)。TDCS/CTC、列控、閉塞、聯(lián)鎖等系統(tǒng)與鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)同時(shí)展開調(diào)試、設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收。

3.2監(jiān)測子系統(tǒng)組成

第一，車站監(jiān)測網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和站機(jī)共同構(gòu)成了車站監(jiān)測網(wǎng)，這些基本系統(tǒng)單元運(yùn)行中，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的高效搜集、歸類和處理;第二，電務(wù)段監(jiān)測子系統(tǒng)。中樞部分在鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)中為電務(wù)段監(jiān)測子系統(tǒng)，由通信前置機(jī)、應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)路服務(wù)器、接口和數(shù)據(jù)庫構(gòu)成，同時(shí)還包括監(jiān)測終端、網(wǎng)絡(luò)通信安全設(shè)備、電源設(shè)備和防雷設(shè)備等。電務(wù)段監(jiān)測子系統(tǒng)關(guān)鍵作用是對全段內(nèi)全部車站節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，可以對站機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和儲(chǔ)存，并將站機(jī)操作指令發(fā)送出去，在數(shù)據(jù)分類并提供WEB服務(wù)時(shí)需要以監(jiān)測終端要求為依據(jù);第三，鐵路局電務(wù)監(jiān)測子系統(tǒng)。全局監(jiān)控中心為鐵路局電務(wù)監(jiān)測子系統(tǒng)，由維護(hù)工作站、監(jiān)測終端和應(yīng)用服務(wù)器構(gòu)成，電務(wù)段機(jī)車站節(jié)點(diǎn)全部由其進(jìn)行管理;第四，中國鐵路總公司電務(wù)監(jiān)測子系統(tǒng)。在鐵路全線路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)中，中國鐵路總公司監(jiān)測子系統(tǒng)為監(jiān)控核心，由中國鐵路總公司監(jiān)測終端和通信管理機(jī)等構(gòu)成，運(yùn)行中可以對全路聯(lián)網(wǎng)車站實(shí)施管理，同時(shí)可以完成與各個(gè)鐵路局之間的數(shù)據(jù)交換工作;第五，廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含以下兩個(gè)組成部分：首先，基層網(wǎng)，其位于電務(wù)段與車站之間，為環(huán)形組網(wǎng)方式，每個(gè)環(huán)路由5～12個(gè)車站構(gòu)成，在同電務(wù)段進(jìn)行連接的過程中以星型連接方式為主，此時(shí)需要對高于2M通道抽頭方式進(jìn)行利用。其次，上層網(wǎng)，其位于中國鐵路總公司、鐵路局與電務(wù)段之間，所采用的組網(wǎng)方式以高于2M通道星型連接為主。值得注意的是，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式以及TCP/IP協(xié)議是各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間完成通信的主要依據(jù)。

3.3監(jiān)測對象

監(jiān)測對象在鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)中主要有開關(guān)量、模擬量和信號設(shè)備等，其中信號設(shè)備具備自診斷功能，而電源屏、外電網(wǎng)綜合質(zhì)量、轉(zhuǎn)轍機(jī)和軌道電路等是模擬量的組成部分，監(jiān)控開關(guān)量如提速道岔分表示、控制臺(tái)表示狀態(tài)、按鈕狀態(tài)、關(guān)鍵繼電器狀態(tài)和列車信號主燈絲斷絲狀態(tài)等構(gòu)成了開關(guān)量，智能電源屏、道岔缺口ZPW-2000、TDCS/CTC、有源應(yīng)答器、列控中心和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖等屬于帶自診斷功能的信號設(shè)備。

結(jié)語

從我國鐵路運(yùn)輸實(shí)際出發(fā)，鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)歷經(jīng)幾代發(fā)展，完成了信號設(shè)備狀態(tài)的合理收集采集和傳輸，強(qiáng)化了電務(wù)維修的自動(dòng)化水平，保障行車安全和運(yùn)營效率。鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)作為一項(xiàng)重要的技術(shù)裝備，必將隨著其深度和廣度的進(jìn)一步發(fā)展而得到普遍的應(yīng)用。

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（作者單位：中國鐵路北京局集團(tuán)有限公司天津電務(wù)段）