高速鐵路信號監測分析及精細化管理的思考

趙波波

中鐵建電氣化局集團第三工程有限公司

高速鐵路信號監測分析及精細化管理的思考

趙波波

中鐵建電氣化局集團第三工程有限公司

高速鐵路信號動態監測技術主要是通過對列車行進中的各項數據進行監測，從而保障動態信號信息傳輸設備、監測設備等處于安全、正常的運行范圍，從而為列車的安全運行提供保障。運用高速鐵路信號動態監測技術，不但可以對高速鐵路信號設備進行定期的維護，而且還可以保障高速鐵路、列車始終處于穩定安全的使用狀態，從而在根本上避免和預防各類高速鐵路事故的發生。因此，隨著高速鐵路信號動態監測技術水平的日益提升及其應用范圍的不斷擴展，其將在我國高速鐵路運輸事業發展中發揮越來越大的作用。

高速鐵路；信號監測；精細化管理

1 高速鐵路區域分析中心工作職能

高速鐵路區域分析中心主要工作職能有：查詢分析各種監測終端，上報管內信息分析存在的問題;負責管內信息分析問題的追蹤;配合安全生產指揮中心對管內設備異常報警信息及預警信息進行分析及處理;負責管內維修及施工作業的全過程盯控;負責中繼站室內信號設備維修工作。

2 高速鐵路信號動態監測技術主要功能

高速鐵路信號監測技術主要運用在高速鐵路列車新線路驗收以及線路日常監測﹑數據收集和分析領域中。具體來講，高速鐵路信號監測技術主要包含五個方面的功能：一是軌道電路方面的監測。高速鐵路信號動態監測技術對軌道電路監測主要體現在對軌道電路傳輸特點﹑補充電容的監測；二是對基礎數據的管理。具體指的是對軌道電路﹑應答器報文以及信號機等基礎數據的存儲﹑創建以及修改等功能管理，同時還可以對各項數據進行核對，從而避免出現數據漏洞；三是對點式應答器﹑報文方面的監測。高速鐵路信號監測技術主要對對點式應答器的運行狀態﹑裝維以及信號傳輸頻率﹑強度的監測。同時還能夠對應答器發出與接收報文數據進行分析；四是LKJ與車載ATP運行狀態監測。高速鐵路信號動態監測技術能夠對ATP﹑LKJ的運行狀態﹑產生的故障原因進行數據記錄和分析。另外還能夠對高速鐵路列車運行信息﹑車載ATP運行狀態進行體現；五是對高速鐵路列車運行數據進行整合和分析。從整體上來說，高速鐵路信號動態監測技術不但可以對高速鐵路列車運行中的各項數據進行給分析和管理，而且還可以通過回放和記錄的方式來對各項設備的運行狀態進行動態評價。

3 高速鐵路信號動態監測技術的原理

3.1 動態信號數據的收集

首先是對感應信號的分析處理。動態信號數據在導入列車感應線圈以后，開始進入信號調整階段。在對DSP﹑參數以及濾波等多項數據分析以后，形成列車運行的動態主要信號，這樣可以避免多個信號并存所產生的互相干擾。同時，通過運用頻譜分析技術對主信號進行數字化的處理，從而得出信號的載頻﹑頻率，進而分析出點等信息，最終實現對列車軌道電路傳輸特點的監測；其次是對顯示開關量的分析。在列車導入信號點燈電壓以后，通過電平轉換﹑光電隔離以后，再輸入到單片機，從而再與頻譜分析中的低頻點燈信號匯總成信號顯示數據，從而實現對列車信號運行質量的監測；再次是對列車速度里程處理。列車動態監測技術在速度里程處理內容主要包含里程坐標﹑GPS接收以及軸頭脈沖。GPS主要是由RS-232接口以及譯碼和定位等多項內容構成。在串行端口輸送到單片機以后，從而分析得出列車運行的經緯度﹑速度以及其他信息，進而實現列車運行的坐標以及車站信息。軸頭速度傳感器在列車運行后轉換成為電脈沖，并且在單片機中計算出列車運行的具體速度；最后是是對列車運行路況的分析。

3.2 補償電容數據收集

信號監測與發送設備﹑傳感器以及感應器等能夠對高速鐵路信號補償電容數據進行收集。具體來講，補償電容數據收集發送設備主要位于列車之內，發送傳感器則位于垂直軌面列車底部，接收傳感器則位于兩條軌道中間。列車在運行過程當中，經過軌道電路補充電容時，車輛輪對與補償電容﹑鋼軌形成電磁回路后，通過發射信號來構成電磁感應。此時，感應器就對磁場強度變化進行接收。最終在計算機的分析下，軌道電路補償電路動態監測得以完成。

3.3 點式應答器數據收集

點式應答器在數據收集上主要是由連接電線﹑查詢主句以及車載天線三部分構成。數據接收的設備位于列車的內部，電線連接﹑查詢主機通過RS-485與處理主機進行信息傳遞。車載天線通過對地面傳輸信號的方式，在地面應答器激活以后，就可以將應答器所接受的報文數據直接傳輸給查詢主機，查詢主機在對這些報文數據進行解碼以后，再將數據傳輸回處理主機，以此完成點式應答器數據收集過程。

4 國內鐵路信號動態監測技術應用現狀

上個世紀八十年代，我國學者開始對鐵路信號動態監測設備進行研究。我國鐵路信號動態監測技術在發展歷程上主要包含單一測試﹑綜合測試以及非智能測試﹑智能測試以及單機運行和組網運行三個主要的階段。當前我國鐵路列車所廣泛的使用的是TJDX-2000A信號動態監測技術。TJDX-2000A信號動態監測技術主要通過對故障設備定位以及監測資料收集分析的方式，創建出鐵路動態運行數據庫，從而對列車運行過程當中的各類故障﹑突發情況進行及時的發現和解決，從而提升列車運行的質量和效率。另外，伴隨著國內鐵路列車信號動態監測技術的廣泛應用，使得鐵路運輸事業對于動態信號監測技術的重要作用的認識程度不斷加深，這也就為列車動態監測技術獲得更多的認可提供了良好的發展環境。同時，我國政府在鐵路動態監測技術的應用方面也陸續頒布實施了多項具體的規章管理規范，從而為鐵路信號動態監測技術的推廣以及應用提供了良好的政策環境。

5 結論

高速鐵路全線開通后，本著實現高速鐵路維修管理精細化，我們在強化高速鐵路分析功能﹑作業卡控功能上進行探索，通過充分發揮高速鐵路區域分析中心分析﹑監測監控作用，做到提早發現問題，及時處理問題，預防故障發生，探索了由傳統計劃修模式向狀態修模式的轉變，提高了現場作業效率，形成新的維修模式并取得良好的效果，確保了某高速鐵路信號設備的安全穩定運行。

[1]周濤.高速鐵路無線信道傳播特性、建模與測量方法研究[D].北京交通大學，2016.

[2]張曉燕.高速鐵路列控信號的電波傳播特性研究[D].北京交通大學，2013.