淺談鐵路交通運(yùn)行智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

趙彬

（中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，天津 300000）

1 鐵路交通智能化控制需求分析

1.1 監(jiān)控維護(hù)需求

在運(yùn)行智能化控制系統(tǒng)的過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)運(yùn)用系統(tǒng)集成化監(jiān)測(cè)手段，對(duì)鐵路交通進(jìn)行全方位一體化的運(yùn)行智能化控制系統(tǒng)工作，在控制過(guò)程中還要形成全圖型化的方式進(jìn)行鐵路交通動(dòng)態(tài)顯示，還應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)鐵路交通中的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)鐵路交通運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。由于鐵路交通每天都被高頻率的使用，這種情況下會(huì)造成設(shè)備迅速的磨損老化，在設(shè)備出現(xiàn)故障后，維修等工作應(yīng)當(dāng)迅速開(kāi)展，這就要求在進(jìn)行鐵路交通智能化控制時(shí)，系統(tǒng)中還應(yīng)當(dāng)加入故障智能診斷系統(tǒng)，在運(yùn)作時(shí)如果發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備應(yīng)當(dāng)及時(shí)向控制中心進(jìn)行反映，并幫助維修人員進(jìn)行故障定位工作，找出故障源頭，提高故障設(shè)備的維修效率，保障鐵路交通的運(yùn)行安全。

1.2 智能分析需求

鐵路交通智能化控制過(guò)程中應(yīng)當(dāng)滿足智能分析的需求，鐵路交通智能化控制的完善基于底層數(shù)據(jù)采集的完善程度，隨著我國(guó)鐵路交通運(yùn)輸技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)鐵路交通的智能分析需求變得更加復(fù)雜，這就要求工作人員在進(jìn)行智能分析過(guò)程中應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提高智能分析的功能性，提高鐵路交通智能化控制水平，其具體工作包括對(duì)設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行有效的評(píng)估，對(duì)設(shè)備的壽命進(jìn)行精確的計(jì)算，并對(duì)設(shè)備的損耗程度進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)估工作，為設(shè)備維修工作提供強(qiáng)有力的保障。其次還應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)工作，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行統(tǒng)一綜合的分析，并為維修人員提供相應(yīng)的維修建議，在進(jìn)行智能分析的過(guò)程中相關(guān)人員還應(yīng)當(dāng)使用大數(shù)據(jù)進(jìn)行更加深入的分析，通過(guò)大數(shù)據(jù)的引入使系統(tǒng)能夠進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，對(duì)多種維修技能進(jìn)行有效的掌握，從而提高系統(tǒng)智能分析的質(zhì)量。

1.3 運(yùn)維管理需求

鐵路交通智能化控制的質(zhì)量還應(yīng)當(dāng)基于多種技術(shù)手段進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)提高管理機(jī)制的升級(jí)，并對(duì)運(yùn)維策略進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化處理，要建立起健康維護(hù)過(guò)程中的閉環(huán)跟蹤系統(tǒng)，為設(shè)備維修提供一個(gè)實(shí)時(shí)感知、預(yù)警及故障處置等信息反饋機(jī)制。跟蹤設(shè)備維修狀況，對(duì)維修流程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將維修人員信息、設(shè)備信息以及備品庫(kù)、負(fù)責(zé)人等多種信息納入數(shù)據(jù)庫(kù)之中，使維修信號(hào)覆蓋至設(shè)備維修的整個(gè)流程之中，提高智能化控制質(zhì)量。其次對(duì)設(shè)備的全壽命周期進(jìn)行全程跟蹤工作，為不同的設(shè)備建立不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中顯示設(shè)備的整體狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備履歷的全程跟蹤效果。

2 智能化控制設(shè)計(jì)

本文將首先針對(duì)智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行探究，在智能化控制設(shè)計(jì)過(guò)程中，其設(shè)計(jì)方向主要分為4 個(gè)部分，下面將針對(duì)這5 個(gè)部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行探究說(shuō)明。

2.1 自動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)

自動(dòng)控制模塊能夠有效地監(jiān)督和控制列車的運(yùn)行狀態(tài)，其功能也十分多樣，在進(jìn)行自動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)過(guò)程中，要包含列車的自動(dòng)排列進(jìn)路功能，自動(dòng)生成列車時(shí)刻表，并顯示每輛列車的維護(hù)時(shí)間，將所搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，為控制中心提供區(qū)間列車、設(shè)備狀態(tài)信息，這種自動(dòng)控制模塊的設(shè)計(jì)能夠在一定程度上提高列車調(diào)度的準(zhǔn)確性，能夠輔助列車調(diào)度人員對(duì)運(yùn)行的列車線路進(jìn)行更好的管理。在鐵路交通運(yùn)輸過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)緊急情況，為了滿足智能化控制管理的需求，在進(jìn)行智能化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)設(shè)立緊急事件處理信號(hào)，提高應(yīng)急指揮調(diào)度能力，對(duì)出現(xiàn)緊急情況的設(shè)備或車輛進(jìn)行快速評(píng)估工作，將設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行有效反饋，并合理分配應(yīng)急資源，實(shí)現(xiàn)設(shè)備快速有效地維護(hù)。

2.2 自動(dòng)防護(hù)模塊

自動(dòng)防護(hù)模塊是列車在運(yùn)行過(guò)程中的一種保護(hù)機(jī)制，根據(jù)列車的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)為列車提供一定的安全保護(hù)。在列車進(jìn)行緊急剎車之后，列車能夠很好地停在保護(hù)段區(qū)以內(nèi)。自動(dòng)防護(hù)模塊還能夠設(shè)置列車運(yùn)行時(shí)速，當(dāng)列車運(yùn)行速度較快保護(hù)模塊會(huì)生效啟動(dòng)、減緩車速，避免列車運(yùn)行時(shí)速過(guò)快出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況。鐵路交通智能化還應(yīng)當(dāng)加裝預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)對(duì)鐵路交通運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)有效地處理分析，并對(duì)運(yùn)行中的車輛進(jìn)行實(shí)施跟蹤，顯示其維修數(shù)據(jù)，從而判斷列車的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)列車運(yùn)行中存在的隱患，提高鐵路交通運(yùn)行質(zhì)量。鐵路交通智能化控制還應(yīng)當(dāng)建立完善的列車故障資料庫(kù)，通過(guò)為每一輛列車進(jìn)行故障檔案的建立，來(lái)實(shí)現(xiàn)列車故障的可視化、系統(tǒng)化研究。在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)建立的過(guò)程中還應(yīng)加入檢修過(guò)程查看程序，并可以隨時(shí)調(diào)取。

2.3 自動(dòng)運(yùn)行模塊

自動(dòng)運(yùn)行模塊是自動(dòng)防護(hù)模塊的組成部分，自動(dòng)運(yùn)行模塊能夠?qū)⒘熊囘\(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)上傳至自動(dòng)防護(hù)模塊之中，對(duì)列車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效控制，并且自動(dòng)模塊系統(tǒng)還能將車內(nèi)的運(yùn)行信息上傳至總控制中心，使管理人員能夠清晰地了解到列車狀態(tài)。

2.4 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模塊

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模塊能夠?qū)⑺械男畔⒛K有效地連接在一起，通過(guò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)能夠?qū)⑺械臒o(wú)線設(shè)備進(jìn)行連接，在任何情況下都能夠保持系統(tǒng)的流暢性，對(duì)列車進(jìn)行全天候的監(jiān)視，并不斷地向控制中心傳輸數(shù)據(jù)。在列車數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸之后，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊能夠?qū)?shù)據(jù)有效地進(jìn)行保存，為列車維修、運(yùn)行狀態(tài)查詢提供了必要的數(shù)據(jù)保障。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊還應(yīng)當(dāng)帶有定位功能，通過(guò)定位功能實(shí)現(xiàn)車載數(shù)據(jù)與控制中心數(shù)據(jù)保持一致，對(duì)智能化控制系統(tǒng)有著重要的作用。

3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

通過(guò)前文的分析可以得知，鐵路交通運(yùn)行智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為4 個(gè)控制模塊，這4 種控制模塊能夠保障列車安全平穩(wěn)的運(yùn)行，下面對(duì)這4 個(gè)模塊的技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探究。

3.1 自動(dòng)控制模塊實(shí)現(xiàn)

在進(jìn)行自動(dòng)控制模塊實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)當(dāng)針對(duì)自動(dòng)模塊的硬件設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，硬件設(shè)備包括綜合顯示屏、調(diào)度工作站點(diǎn)和相應(yīng)的電源，硬件設(shè)計(jì)能夠有效保障自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在進(jìn)行實(shí)際使用的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)自動(dòng)控制模塊硬件使用方式的不同進(jìn)行位置的調(diào)整，提高控制管理效率。由于自動(dòng)控制模塊依賴于網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸，所以在進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)布局設(shè)置，在進(jìn)行網(wǎng)路布置過(guò)程中，應(yīng)留出一部分定量，保障信息能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效地傳輸。自動(dòng)控制模塊應(yīng)安裝于各個(gè)列車之中，并在相應(yīng)的站點(diǎn)進(jìn)行模塊安裝工作。所涉及的自動(dòng)控制模塊應(yīng)當(dāng)支持與其他設(shè)備的連接，提高系統(tǒng)模塊的兼容性。

3.2 自動(dòng)防護(hù)模塊設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)設(shè)置Microlok II 系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的設(shè)置能夠有效地驅(qū)動(dòng)自動(dòng)防護(hù)模塊對(duì)列車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行反饋，并且能夠使控制中心人員對(duì)列車的速度進(jìn)行限制，提高列車運(yùn)行安全性。在模塊設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員還應(yīng)當(dāng)添加防電磁干擾設(shè)置，使模塊能夠在穩(wěn)定的環(huán)境下持續(xù)工作，提高模塊設(shè)計(jì)的安全性。

3.3 運(yùn)行模塊實(shí)現(xiàn)

在運(yùn)行自動(dòng)模塊的過(guò)程中，自動(dòng)運(yùn)行模塊能夠根據(jù)列車的需求模擬出最優(yōu)質(zhì)的列車駕駛方案，自動(dòng)運(yùn)行模塊的設(shè)計(jì)不僅能夠提高列車的運(yùn)行效率，提升列車的準(zhǔn)點(diǎn)到站率，還能夠有效地保障列車在一定時(shí)速上平穩(wěn)的運(yùn)行，提高列車安全運(yùn)行質(zhì)量。同時(shí)運(yùn)行模塊中應(yīng)當(dāng)被防護(hù)系統(tǒng)監(jiān)管，在運(yùn)行模塊運(yùn)作過(guò)程中，在監(jiān)管評(píng)估允許的情況下，系統(tǒng)可以啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行模式，并按照先前設(shè)定好的線路和運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行。

3.4 數(shù)據(jù)系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)

在進(jìn)行數(shù)據(jù)系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)將此模塊分為2 個(gè)步驟進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，首先要對(duì)無(wú)線接入點(diǎn)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的搭建，之后還應(yīng)當(dāng)在列車與地面之間設(shè)置無(wú)線通信系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并設(shè)置空間通信內(nèi)容，使數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存工作，提高數(shù)據(jù)系統(tǒng)模塊的工作質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)鐵路交通運(yùn)行智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)可以得知，鐵路交通智能化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為4 種模塊，在進(jìn)行模塊實(shí)現(xiàn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)安裝相應(yīng)的硬件設(shè)備，同時(shí)提高系統(tǒng)對(duì)鐵路交通的控制能力。