中國鐵路信號系統(tǒng)智能監(jiān)測技術(shù)研究

彭文祥

（中鐵建電氣化局集團(tuán)第三工程有限公司， 河北 高碑店 074000）

0 引言

隨著近年來我國交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，我國公共交通設(shè)施的建設(shè)已經(jīng)在全球國家名列前茅，這些公共交通設(shè)施帶給我國人民的便利更是數(shù)不勝數(shù)。早在2012 年，我國就已經(jīng)成為世界在建高速鐵路工程規(guī)模最大的國家，已經(jīng)建成的高速鐵路也贏得了世界速度最快的名譽(yù)，這些名譽(yù)都是我國高速發(fā)展科學(xué)技術(shù)的見證。隨著中國鐵路硬件設(shè)施的升級，人們的重點(diǎn)漸漸從中國鐵路的硬件設(shè)施轉(zhuǎn)向軟件設(shè)備。例如，中國鐵路信號技術(shù)問題同樣備受關(guān)注。當(dāng)下正處于我國鐵路信號技術(shù)改革創(chuàng)新的時(shí)期，改革目的是為了使我國鐵路信號設(shè)備由單一設(shè)備轉(zhuǎn)向系統(tǒng)化、綜合化的發(fā)展趨勢，并且使信號系統(tǒng)變成實(shí)現(xiàn)高速鐵路安全問題、實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)督指揮的關(guān)鍵樞紐。

1 鐵路信號監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)狀況

1.1 鐵路信息集中監(jiān)測系統(tǒng)

鐵路信號設(shè)備的監(jiān)測和維護(hù)技術(shù)是鐵路高質(zhì)量發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。我國鐵路信號設(shè)備采取的是中央統(tǒng)一調(diào)度的通信信息系統(tǒng)，它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測鐵路軌道的電路數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出鐵路動作狀態(tài)的數(shù)據(jù)，最后以圖像的形式顯示在調(diào)度終端。操作人員可以在調(diào)度終端實(shí)時(shí)監(jiān)測到周圍環(huán)境的風(fēng)速以及各類自然因素參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測鐵路鋼軌的溫度，綜合各類數(shù)據(jù)來調(diào)整列車在鐵路上的行駛速度。鐵路信息設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)作用在于實(shí)時(shí)監(jiān)測室內(nèi)外的運(yùn)行狀態(tài)，通過實(shí)現(xiàn)電纜斷芯分析技術(shù)增加列車運(yùn)行過程中的安全系數(shù)。中國的信號集中監(jiān)測系統(tǒng)采取的是分層分級的結(jié)構(gòu)體系。道岔表示采集器，交流道岔功率采集器，軌道采集器，半自閉采集器，列車信號機(jī)回路電流采集器和移頻采集器的數(shù)據(jù)通過485 線與采集機(jī)交匯，并通過CAN 線實(shí)時(shí)收集電氣參數(shù)信息。將電氣參數(shù)模擬器與設(shè)備維修機(jī)相連實(shí)現(xiàn)監(jiān)測功能，在遇到異樣情況時(shí)維修機(jī)調(diào)整為報(bào)警狀態(tài)。整個(gè)過程減少了操作人員的工作量，操作人員只需在終端實(shí)時(shí)監(jiān)測列車運(yùn)行狀態(tài)，并且在維修機(jī)處于報(bào)警狀態(tài)時(shí)及時(shí)的給出維修方案，有力的縮短鐵路設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)和排除時(shí)間，確保列車安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 鐵路信號系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的問題

像德國，法國等西方國家的鐵路信號系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)要成熟于我國的鐵路信號系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)，這體現(xiàn)在德國和法國等國家電務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)的綜合一體化，從而實(shí)現(xiàn)了鐵路信號監(jiān)測信息的集中整合與管理。相較之下，我國鐵路信號系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)則存在一些問題。首先體現(xiàn)在我國信號監(jiān)測系統(tǒng)之間缺少關(guān)聯(lián)性。實(shí)際上我國在鐵路信號監(jiān)測系統(tǒng)問題上花了不少力氣，使得每一項(xiàng)信號系統(tǒng)監(jiān)測與維護(hù)技術(shù)都能達(dá)到技術(shù)需求。但是從總體來看，這些信息系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)之間缺乏一定的關(guān)聯(lián)性和綜合性，以至于監(jiān)測數(shù)據(jù)的利用率并不是很高。尤其是在列車運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，任何一項(xiàng)設(shè)備故障都需要由操作人員根據(jù)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行人為的進(jìn)一步具體判斷。但是人為判斷具有主觀性和不確定性的劣勢。信號集中監(jiān)測系統(tǒng)是我國鐵路信號系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的核心，它監(jiān)測了包括信號機(jī)，信號電軌、軌道信息等所有電氣參數(shù)在內(nèi)的設(shè)備狀態(tài)。我國的信息監(jiān)測和收集工作做得很好，但是問題出現(xiàn)在信號集中監(jiān)測系統(tǒng)與維護(hù)終端之間的聯(lián)系并不緊密，目前仍不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息數(shù)據(jù)的對比分析和關(guān)聯(lián)分析。其次，我國鐵路系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的問題體現(xiàn)在監(jiān)測數(shù)據(jù)不能共享。在列車運(yùn)行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)鐵路信號超時(shí)或暫時(shí)性脫網(wǎng)現(xiàn)象，拖網(wǎng)問題則會對列車運(yùn)行的安全問題產(chǎn)生威脅。由于我國鐵路信號通信監(jiān)測數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)共享，所以當(dāng)出現(xiàn)脫網(wǎng)問題時(shí)無法及時(shí)的對列車信號故障原因進(jìn)行及時(shí)分析，甚至沒有辦法準(zhǔn)確定位信號故障位置。最后，鐵路信號監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)與電務(wù)調(diào)度系統(tǒng)的脫節(jié)也成為了中國鐵路信號系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的問題之一。當(dāng)監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)與電無生產(chǎn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合之后，才能對電務(wù)施工過程及結(jié)果進(jìn)行及時(shí)的反饋處理。施工人員才能高效地處理各種電務(wù)調(diào)度問題，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備日常運(yùn)行中的故障。如果監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)和電務(wù)調(diào)度系統(tǒng)沒有形成緊密的聯(lián)系，那么就無法理解形成有效機(jī)動的處理閉環(huán)，不能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題并提出解決方案。

2 鐵路信號系統(tǒng)智能監(jiān)測技術(shù)拓展研究

2.1 創(chuàng)建綜合型的電務(wù)監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測與設(shè)備處理的聯(lián)動，應(yīng)當(dāng)建立一體化的電務(wù)監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)，對負(fù)責(zé)監(jiān)測信息的設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化處理和功能完善，實(shí)現(xiàn)信息集成化。一體化電五監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)的核心仍是鐵路信號系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比得出關(guān)聯(lián)智能分析的結(jié)果，進(jìn)而對設(shè)備故障位置和具體故障問題進(jìn)行分析和定位。并在第一時(shí)間為電務(wù)調(diào)度人員提出科學(xué)的解決方案。電務(wù)監(jiān)測維護(hù)系統(tǒng)還應(yīng)做到根據(jù)歷史監(jiān)測信息和歷史處理方案進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，并得出相映設(shè)備的智能發(fā)展圖形，甚至實(shí)現(xiàn)設(shè)備未來發(fā)展?fàn)顟B(tài)的預(yù)警和預(yù)告。在智能化電務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)的概念中，當(dāng)系統(tǒng)收集到各類信號監(jiān)測信息和各類通訊監(jiān)測信息之后在第一時(shí)間上傳到綜合電務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)中進(jìn)行智能分析，并結(jié)合電務(wù)生產(chǎn)資源實(shí)時(shí)傳遞到電務(wù)調(diào)度指揮中心。在發(fā)現(xiàn)狀態(tài)后進(jìn)行故障報(bào)警，并根據(jù)智能關(guān)聯(lián)分析結(jié)果對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警。通過電務(wù)調(diào)度指揮中心為維修人員和專家系統(tǒng)提供解決方案，維修人員和專家系統(tǒng)反饋現(xiàn)場實(shí)施情況至狀態(tài)故障預(yù)警系統(tǒng)。

2.2 加強(qiáng)監(jiān)測數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)效率

優(yōu)化鐵路信號系統(tǒng)智能監(jiān)測技術(shù)關(guān)鍵在于加強(qiáng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的利用率，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯總和集中進(jìn)行綜合分析。將信息監(jiān)測系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，將各種信號信息和通信信息匯總至后臺數(shù)據(jù)中心，由數(shù)據(jù)中心進(jìn)行對比分析和智能分析。建立后臺數(shù)據(jù)處理庫，進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)測信息和聯(lián)網(wǎng)信息的智能綜合分析。在構(gòu)建數(shù)據(jù)處理庫時(shí)，不僅僅要統(tǒng)計(jì)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，還要對工作人員的日常測試維修記錄、檢查檢驗(yàn)數(shù)據(jù)等參數(shù)進(jìn)行上傳和分析。由數(shù)據(jù)處理庫進(jìn)行總結(jié)分類，并根據(jù)數(shù)據(jù)處理庫中的各類數(shù)據(jù)建立標(biāo)準(zhǔn)模型。加強(qiáng)對智能分析、綜合分析、智能診斷的重視與開發(fā)。想要進(jìn)一步提高診斷和處理的工作效率，就必須從提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的融合入手，加強(qiáng)地面監(jiān)管設(shè)備和鐵路監(jiān)測設(shè)備到密切聯(lián)系，構(gòu)建監(jiān)測、分析、處理一體化的智能體系。

3 結(jié)束語

總而言之，中國鐵路信號系統(tǒng)智能監(jiān)測技術(shù)還有很長的發(fā)展之路要走。面對著新時(shí)代智能高鐵大發(fā)展前景，從事鐵路研發(fā)工作技術(shù)人員必須意識到中國鐵路信號系統(tǒng)智能監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的重要性，也必須摒棄傳統(tǒng)鐵路信息系統(tǒng)智能監(jiān)測技術(shù)中的弊端，取長補(bǔ)短，學(xué)習(xí)德國，日本等國家鐵路信號監(jiān)測技術(shù)中的長處，融合自身的發(fā)展需求，真正構(gòu)建強(qiáng)大的智能化的鐵路信號監(jiān)測系統(tǒng)。