高速鐵路軌道電路安全預警系統(tǒng)設計

張菊+鄧麗敏+李文超

摘 要：軌道電路作為高速鐵路信號系統(tǒng)的重要組成部分，其安全性直接影響鐵路運輸?shù)陌踩托剩疚拈_展高速鐵路軌道電路安全預警系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)對軌道電路工作狀況的實時監(jiān)測和預報，及時預防隱患的發(fā)生，真正實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)修。

關鍵詞：軌道電路；預警；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.265

1 引言

隨著我國鐵路的飛速發(fā)展，對鐵路信號系統(tǒng)的安全性要求也越來越高，軌道電路作為重要組成部分，其安全性直接影響鐵路運輸?shù)陌踩托省?jù)調查，現(xiàn)場鐵路信號設備故障中軌道電路故障發(fā)生率居首位，約占信號故障總數(shù)36%，這顯然不符合現(xiàn)場使用需求和安全性工程理念，及時開展預警系統(tǒng)的設計研究工作，預防隱患的發(fā)生，真正實現(xiàn)狀態(tài)修十分有必要。

2 預警系統(tǒng)概述

預警是對故障征兆進行監(jiān)測、識別、分析、判別和評價，并由此給出警示的過程，如圖1所示。

（1）信息收集過程要盡量全面，根據(jù)系統(tǒng)特定預警現(xiàn)象及特點收集所有相關信息，再運用科學的方法分析研究，篩選出合適的指標用于預警分析與決策；（2）根據(jù)經(jīng)驗和理論知識確定各預警指標的閾值（即臨界值），用于系統(tǒng)狀態(tài)判定；（3）預警數(shù)據(jù)獲取通過數(shù)據(jù)實時采集和存儲過程實現(xiàn)；（4）最后通過有效的綜合分析方法，對多重信息進行分析、判斷，決策得到預警結果并輸出。

3 高速鐵路軌道電路安全預警系統(tǒng)設計

根據(jù)高速鐵路軌道電路系統(tǒng)特點，由人機界面、綜合預警和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)三部分構成軌道電路安全預警系統(tǒng)，如圖2所示。

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)完成實時獲取軌道電路信息，并通過總線上傳至綜合預警子系統(tǒng)。預警數(shù)據(jù)的采集主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)兩部分，其中系統(tǒng)數(shù)據(jù)從信號集中監(jiān)測系統(tǒng)獲取，環(huán)境數(shù)據(jù)需通過安裝相應的采集模塊獲取。綜合預警子系統(tǒng)通過智能算法對數(shù)據(jù)進行分析、處理和決策，以確定系統(tǒng)當前性能情況及設備狀態(tài)，最終給出相應的報警或預警信息。人機界面用于相關信息的輸入、修改，接收并顯示綜合預警子系統(tǒng)的輸出結果。

綜合預警子系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)傳來的數(shù)據(jù)后，具體的處理流程如圖3所示。系統(tǒng)首先對數(shù)據(jù)進行存儲、處理與甄別，然后進行數(shù)據(jù)有效性判斷，如果判斷為有效信息，且其值超出報警臨界值就直接進行報警，若沒有超限就將數(shù)據(jù)送入綜合預警子系統(tǒng)進行進一步的運算與決策，最終得到相應的預警等級結果，并發(fā)出預警信號。

4 結論

本文針對高速鐵路廣泛使用的軌道電路系統(tǒng)，為切實解決現(xiàn)場應用中故障頻發(fā)的現(xiàn)狀，設計了高速鐵路軌道電路安全預警系統(tǒng)。預警系統(tǒng)能對軌道電路系統(tǒng)工作狀況進行實時監(jiān)測，對即將出現(xiàn)的故障情況進行預告，真正實現(xiàn)狀態(tài)修，這對于保障鐵路列車行車安全、提高列車運行效率具有十分重要的意義。

參考文獻：

[1]王曉輝，劉東.城市道路交通安全預警指標體系研究[J].中國人民公安大學學報，2012（02）：58-61.

[2]曹松.鐵路行車安全預警理論與方法研究[D].北京：中國鐵道科學研究院，2011.

南京鐵道職業(yè)技術學院青年科研基金項目

項目名稱：客專ZPW-2000A/K系統(tǒng)安全性分析與安全預警研究

項目編號：YQ150009