信號微機(jī)監(jiān)測設(shè)備功能拓展的探索

劉彬

內(nèi)容摘要 信號微機(jī)監(jiān)測設(shè)備應(yīng)用到鐵路系統(tǒng)當(dāng)中，能極大地提高鐵路系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)人工監(jiān)測相比，監(jiān)測系統(tǒng)在效率和可靠性方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，而且能有效降低企業(yè)的運營成本。文章在此基礎(chǔ)上就信號微機(jī)設(shè)備功能拓展的相關(guān)問題進(jìn)行探索，從而更好促進(jìn)微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 信號微機(jī)系統(tǒng) 檢測設(shè)備 功能拓展

1 引言

隨著我國鐵路運輸行業(yè)的發(fā)展，鐵路規(guī)模越來越大，如何更好地維護(hù)鐵路設(shè)備運行安全是鐵路部門發(fā)展需要解決的重大問題。大多數(shù)鐵路線路都是建設(shè)在復(fù)雜的環(huán)境中，這給維護(hù)鐵路正常運行帶來了很多不便，這就需要加強(qiáng)對監(jiān)測設(shè)備的維護(hù)力度，從而更好地監(jiān)測各種設(shè)備的實時狀態(tài)，保持設(shè)備運行的穩(wěn)定性和安全性。但是信號微機(jī)監(jiān)測設(shè)備在使用過程中還存在一定的問題，本文就信號微機(jī)監(jiān)測設(shè)備功能拓展的相關(guān)問題進(jìn)行探討，以期更好地提高微機(jī)監(jiān)測設(shè)備覆蓋的范圍和運行穩(wěn)定性，更好地發(fā)揮微機(jī)的監(jiān)測功能。

2 微機(jī)監(jiān)測設(shè)備工作相關(guān)概述

2.1 微機(jī)監(jiān)測在鐵路線路中發(fā)揮的功能

隨著鐵路建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，如何更好地監(jiān)測鐵路系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)是關(guān)乎鐵路行業(yè)安全發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對鐵路設(shè)備各項參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測，從而更好地監(jiān)測鐵路系統(tǒng)各設(shè)備運行狀態(tài)，提前對隱患做出部署。這項成果的完成涉及很多專業(yè)技術(shù)，包括計算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)以及相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸，通過這些技術(shù)的組合有效的監(jiān)控鐵路系統(tǒng)中各種信號數(shù)據(jù)，從而更準(zhǔn)確地了解現(xiàn)場設(shè)備的實時情況。微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)由軟件和硬件構(gòu)成。在硬件系統(tǒng)中，主要包括信號收集設(shè)備、通信設(shè)備以及信號處理設(shè)備等。硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定能夠保證信號收集、傳輸和處理的穩(wěn)定性，且是保障微機(jī)監(jiān)測可靠運行的基礎(chǔ)，只有保障了硬件系統(tǒng)的可靠性，才能更好地為軟件系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)。軟件系統(tǒng)結(jié)合了各種信息融合技術(shù)和信息處理技術(shù)，更好地配合硬件系統(tǒng)使用，實現(xiàn)對收集信息更好地進(jìn)行處理，更好地對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

2.2 微機(jī)監(jiān)測的優(yōu)勢

微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用對鐵路行業(yè)發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。與傳統(tǒng)監(jiān)測模式相比，微機(jī)監(jiān)測技術(shù)具有很多優(yōu)勢。一是微機(jī)監(jiān)測的硬件系統(tǒng)十分強(qiáng)大，信息收集處理速度快、頻率高，保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性，同時這些信息的發(fā)送和接收都是通過專用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，大大縮短了信息傳遞所需要的時間，在最短時間內(nèi)能夠獲得所有被監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)以及機(jī)車運行情況，通過數(shù)據(jù)對比能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患，及時制訂解決方案，這種模式比傳統(tǒng)人工實地檢測更加可靠和高效。人工檢測存在人身安全隱患，且時間緊、任務(wù)量大、測試容易漏項，而且不能夠發(fā)現(xiàn)一些微小的安全隱患，也提高了企業(yè)運行需要投入的時間成本和人力成本，但是微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)能夠有效提高監(jiān)測效率和降低成本。二是微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)具有動態(tài)監(jiān)測功能，能夠?qū)τ谕辉O(shè)備不同項點數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的監(jiān)測，但是傳統(tǒng)的人工監(jiān)測模式十分固定，對于其他不熟悉的區(qū)域故障很難進(jìn)行排查。第三，微機(jī)監(jiān)測設(shè)備信息化集成度更高，具有信息檢索功能，還能對異常曲線進(jìn)行預(yù)警和報警，更方便管理人員開展相應(yīng)的維護(hù)和決策。與此同時，計算機(jī)將各項設(shè)備運行的相關(guān)狀態(tài)參數(shù)儲存到硬盤當(dāng)中，方便后期的數(shù)據(jù)處理以及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析。

3 鐵路信號中微機(jī)監(jiān)測的實際應(yīng)用

3.1 規(guī)避各類電路故障風(fēng)險

隨著鐵路相關(guān)技術(shù)的革新，電路結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，鐵路設(shè)備長時間運行過程中容易出現(xiàn)各種故障。而電路故障的發(fā)生往往具有突發(fā)性，導(dǎo)致維護(hù)人員很難第一時間確定電路故障類型，從而無法第一時間解決電路故障，此類現(xiàn)象直接影響鐵路運輸時效，擴(kuò)大故障影響時間。微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用到鐵路系統(tǒng)當(dāng)中之后，有效規(guī)避了機(jī)車長時間運行之后因設(shè)備不穩(wěn)定引起的的電路風(fēng)險，做到提前預(yù)警。微機(jī)系統(tǒng)具有以下兩個技術(shù)特點：①微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)對鐵路系統(tǒng)中幾乎所有設(shè)備的電壓、電流等重要參數(shù)進(jìn)行全天候監(jiān)測和記錄，并且將數(shù)據(jù)以線性形式展示，維護(hù)人員通過對這些曲線進(jìn)行相應(yīng)對比分析，能夠很快發(fā)現(xiàn)哪些設(shè)備參數(shù)存在異常從而找到隱患點，對一般隱患做好記錄并納入后續(xù)天窗處理，如發(fā)現(xiàn)重大安全隱患，立即進(jìn)行信息上報，并做好處理準(zhǔn)備工作。通過微機(jī)監(jiān)測相關(guān)數(shù)據(jù)曲線分析，能夠判定異常曲線原因是因為器械問題還是電路問題，或者干擾問題。②監(jiān)測系統(tǒng)對所有設(shè)備的曲線參數(shù)都有上下限設(shè)置，系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄時，如果該數(shù)值超過上下限時會在系統(tǒng)產(chǎn)生預(yù)警和報警，分析人員通過每日地預(yù)警報記錄能快速掌握設(shè)備現(xiàn)狀，提前對設(shè)備故障風(fēng)險進(jìn)行研判和管控，提前記錄并制訂解決方案。

3.2 預(yù)防設(shè)備機(jī)械故障

鐵路設(shè)備上道周期長，長時間使用造成的設(shè)備磨損易引發(fā)故障。近年來鐵路系統(tǒng)機(jī)械故障頻發(fā)，一旦發(fā)生故障，直接影響鐵路運輸效益。通過微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，跟各類設(shè)備曲線數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)異常曲線時可分析出導(dǎo)致異常曲線的可能原因是哪一部分機(jī)械設(shè)備，提前做好風(fēng)險研判，減少設(shè)備機(jī)械故障。

4 計算機(jī)在鐵路信號監(jiān)測中的功能拓展

4.1 優(yōu)化信息采集功能

對微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)來說，信號采集工作是基礎(chǔ)工作和重中之重，只有保障了信號數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，才能更好地發(fā)揮信號監(jiān)測系統(tǒng)的功能。所有數(shù)據(jù)的分析處理和相關(guān)決策都是建立在信息數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)之上，這就需要保障傳感器和通信設(shè)備的可靠性，只有這樣系統(tǒng)采集的的數(shù)據(jù)才能夠真正反映設(shè)備運行的狀態(tài)。另外，在信息采集過程中，涉及數(shù)據(jù)融合的過程。因為鐵路系統(tǒng)中應(yīng)用的傳感器種類繁多，不同的傳感器都需要將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行分析，這就需要加強(qiáng)對數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)分批技術(shù)的應(yīng)用。首先，將不同傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效融合，然后將數(shù)據(jù)上傳到相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)器中進(jìn)行處理。對很多數(shù)據(jù)還需要通過專業(yè)設(shè)備進(jìn)行有效濾波和計算，從而剔除一些數(shù)據(jù)干擾，保證最終數(shù)據(jù)的可靠性。

4.2 優(yōu)化信號微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)處理低頻信息的能力

在鐵路運行過程中，其信息的傳播主要以低頻和高頻信號兩種為主，而低頻信號由于其隱蔽性較強(qiáng)且不易察覺，所以很容易對鐵路的運行產(chǎn)生一定的影響。比如，加速與降速信號調(diào)節(jié)方式產(chǎn)生誤差造成安全隱患事故等，所以說目前在聯(lián)鎖信息并網(wǎng)分析和處理方面存在問題?？梢钥紤]將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的各個站點間的低頻數(shù)據(jù)等開展實時監(jiān)控與傳輸，能夠確保鐵路系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，針對其內(nèi)部隱形故障展開分析，獲取故障數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上傳后采取必要措施，保障鐵路系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

5 信號微機(jī)監(jiān)測設(shè)備的發(fā)展趨勢

隨著信息技術(shù)和智能化技術(shù)的發(fā)展，信號微機(jī)監(jiān)測設(shè)備的智能化水平逐漸提高。未來信號微機(jī)監(jiān)測設(shè)備逐步朝著智能化和信息化方向發(fā)展，智能化水平的提高可以大大提高鐵路的安全性和可靠性。微機(jī)信號監(jiān)測設(shè)備對于異常信號監(jiān)測強(qiáng)度更加靈敏，從而及時發(fā)現(xiàn)鐵路系統(tǒng)中潛在的安全隱患。智能化技術(shù)能夠引入智能傳感器、智能控制技術(shù)以及專家系統(tǒng)，在鐵路系統(tǒng)運行的過程中能夠最大限度地保障電氣設(shè)備參數(shù)設(shè)置的合理化。通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對鐵路行業(yè)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，分析鐵路運營過程中可能存在的風(fēng)險。另外，在產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)機(jī)械鐵路對于人的依賴性很強(qiáng)，需要工程師根據(jù)客戶的需求結(jié)合著自己的經(jīng)驗來設(shè)置產(chǎn)品，這樣就存在開發(fā)周期長、效率低下的問題，但是隨著EDA設(shè)計工具的不斷發(fā)展，工程師在設(shè)計產(chǎn)品過程中能夠通過軟件實時對于產(chǎn)品進(jìn)行仿真模擬，這樣大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)的周期，不僅提高了產(chǎn)品開發(fā)效率，而且大大提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語

綜上所述，微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用大大提高了鐵路系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，同時也提高了系統(tǒng)維護(hù)的效率，降低了運營成本，但是在應(yīng)用微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)過程中，還要進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)能力以及保障系統(tǒng)運行可靠性，從而更好維護(hù)鐵路系統(tǒng)地運行。

（作者系大秦鐵路股份有限公司侯馬電務(wù)段 助理工程師）

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳鵬.關(guān)于信號微機(jī)監(jiān)測技術(shù)在鐵路信號系統(tǒng)應(yīng)用的研討[J].中國科技投資，2013（26）：71.