信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在信號設備故障診斷中的應用

李晗

（中交機電工程局有限公司武漢技術中心，湖北 武漢 430060）

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，基礎設施建設也在不斷加速，尤其是我國的鐵路建設更是有了迅猛的發(fā)展。每年節(jié)假日鐵路都承載著巨大的客運任務，那時候，若是調(diào)度出現(xiàn)暫時性運轉(zhuǎn)失靈，則很容易出現(xiàn)事故在鐵路網(wǎng)中同時運行著數(shù)以千計的列車，要想保證每輛列車安全穩(wěn)定的運行，就必須保證鐵路信號的實時監(jiān)測和采集，進而匯總計算，對列車進行實時調(diào)度，所以說鐵路的信號設備是保證列車安全運行的重中之重，必須予以重視。近年來科技的快速發(fā)展也使得很多新型的智能化信息設備逐步應用于鐵路信息監(jiān)測中來，可以對信號設備進行完備的監(jiān)測，這是信號集中監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展的一個重要里程碑，對于鐵路信號設備的維護也具有非常重要的意義。

1 信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在鐵路信號設備維護中的重要作用

鐵路信號包括很多種運行參數(shù)，例如列車的實時車速，距前車的距離和天氣因素等等，鐵路信號設備便是對這些信號進行采集然后轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的方法對信號設備進行精確性的檢驗比較困難，因而一些設備出現(xiàn)故障時，人為檢測的精準度低，并不能及時發(fā)現(xiàn)設備的隱性故障，這將導致故障的設備仍然被當作完好的設備使用，極易導致事故的發(fā)生。信號集中監(jiān)測系統(tǒng)簡單來說就是將各種信號匯總在一起，形成一個數(shù)據(jù)整體，便于對數(shù)據(jù)進行分析，類似于飛機上“黑匣子”。它可以全天候地監(jiān)測列車運行狀況，對設備進行不定時的參數(shù)測試、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)回放等操作，進而保證了信號設備運行的透明化，也體現(xiàn)了鐵路運行信號的數(shù)字化和智能化的特征。例如當信號集中監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)鐵路信號設備的數(shù)據(jù)偏離了正常的設定值，便會立即報警，有關人員可以及時檢修；或者是當操作人員出現(xiàn)誤操作，信號集中監(jiān)測系統(tǒng)也可以及時發(fā)現(xiàn)并提醒，這樣便能有效避免誤操作帶來的事故。所以說應用信號集中監(jiān)測系統(tǒng)可以讓信號設備的運行更加安全可靠，通過對信號數(shù)據(jù)的分析處理可以及時發(fā)現(xiàn)設備的故障，保障鐵路信號設備的無故障運行，進而促進鐵路的健康發(fā)展。

2 鐵路信號設備常見故障

我國鐵路的負荷在不斷增加，不僅有大量的客運列車，還有很多的貨運列車，列車的密集度很大，對鐵路信號設備性能的考驗也越來越大。鐵路信號設備就好似列車的“檢查儀”，是列車安全的保障，又好似列車的“防火墻”，及時將危險故障暴露出來。信號采集的準確性很重要，信號的傳輸過程也很重要，在信號傳輸過程中要保證信號不會被干擾，而且能夠快速地傳達。然而，實際上鐵路信號設備會出現(xiàn)各種各樣的故障，這些故障嚴重威脅著列車的安全運行。一般來說鐵路信號設備的故障可以分為硬件故障、信號傳輸故障和數(shù)據(jù)沖突這三大類，而只有找到病根才能對癥下藥，接下來針對實際情況中信號設備比較常見的幾種故障展開分析。

2.1 鐵路信號設備器材故障

信號設備最簡單的故障就是設備的硬件出現(xiàn)故障，而引起設備器材故障的原因可以分為兩類：一是設備制造時質(zhì)量不過關，二是設備使用不當。設備制造出現(xiàn)問題時，故障的設備一般不止一兩臺，批量易出現(xiàn)問題，那樣的話設備故障比較容易發(fā)現(xiàn)，也可以及時和供貨商聯(lián)系更換故障設備。而實際上設備故障有些是由于工作人員使用維護不當造成的，例如沒有對線纜進行保護，導致線纜在陽光暴曬下快速老化；或是信號設備設置于高壓電附近，影響信號設備的精確度等。

2.2 信號設備維修不及時

鐵路信號設備比較容易發(fā)生故障，但由于信號設備的數(shù)量較多，發(fā)現(xiàn)故障需要較長時間，維修也要占用較多的時間，這將導致設備故障的維修不及時。此外，鐵路系統(tǒng)的設備維修人員業(yè)務不夠熟練，專業(yè)技能不足，誤操作等都會導致故障設備得不到及時的維修，最終可能造成嚴重的安全事故。

2.3 鐵路信號故障在信號集中檢測系統(tǒng)的現(xiàn)象

很多設備在運行過程中都有可能出現(xiàn)瞬時故障，然后瞬時恢復，就好比手機會出現(xiàn)短暫的死機狀態(tài)，但下一秒又可以流暢運行。這些故障都是瞬時發(fā)生，瞬時恢復的，在電務領域這種故障又被叫做“軟故障”，一般來說并不影響設備的工作，但是既然出現(xiàn)了故障便是一種隱患，對于這種故障要及時查出，及時修復，以免故障不斷積累導致更大的事故發(fā)生。傳統(tǒng)的信號設備維修方式大多是采用人工排查的方式，但這種方式對于瞬時的故障顯得很無能為力，工作人員必須長時間在故障區(qū)域“蹲點”，有時候好幾天才能“蹲”到瞬時故障的再次發(fā)生，加劇了工作人員的勞動強度。而應用信號集中監(jiān)測系統(tǒng)之后，信號設備處于24小時不間斷的監(jiān)控下，能夠捕捉到設備的瞬時故障，并能夠保存故障時的有關數(shù)據(jù)，這樣工作人員就能通過監(jiān)測系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)設備的瞬時故障，還能夠獲得設備瞬時故障時的各種參數(shù)。

3 信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在鐵路信號設備維護過程中的應用

信號設備對于保障列車運行的安全性具有重要作用，而且隨著鐵路運輸?shù)陌l(fā)展，對于鐵路信號設備的要求也越來越高。近些年，信息化技術的快速發(fā)展為鐵路信息化管理提供了可能性，而鐵路信息化的重點便是信號集中監(jiān)測系統(tǒng)。集中監(jiān)測是將多個設備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€中央控制器，然后可以在一臺機器上對不同地點的多臺設備進行實施監(jiān)控，極大地提高了監(jiān)測的效率。在設備出現(xiàn)故障時，集中監(jiān)控系統(tǒng)可以及時發(fā)現(xiàn)故障所在的位置，并自動啟用備用設備，確保列車安全穩(wěn)定地運行。

我國的鐵路設施經(jīng)過新一輪的電氣化改造后，大多數(shù)的火車站都已經(jīng)配備了信號集中監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)接受的信號可分為開關量信號和模擬量信號，開關量主要用于判斷設備的開閉狀態(tài)，而模擬量用來傳輸設備的一些參數(shù)，例如設備運行過程中的電壓、電流、頻率和溫度等參數(shù)。與此同時，信號集中檢測系統(tǒng)還可以對采集到的數(shù)據(jù)進行實時存儲，便于今后的查詢調(diào)用。具體來說，信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在信號設備維護中所起的作用有以下幾點。

3.1 分級報警，減少設備故障發(fā)生

鐵路的信號設備有很多，不可能將那么多的設備同時接入中央控制器，必須進行分級調(diào)控，也就是說將相隔較近的設備連接到一個小的控制器，然后小的控制器匯聚成中型控制器，最后中型的構成整個大型的中央控制器。這樣的分層設置具有很多優(yōu)點，比如說減少線路的鋪設，避免信號沖突，方便管理等。同時，在某一設備出現(xiàn)故障時，首先控制它的小型控制器會發(fā)出警報，接著中型控制器和大型控制器都會受到警報，而且不同的中型控制器也能受到警報，這便于提醒工作人員及時進行故障處理。對于不同的故障，控制器會發(fā)出不同的警報指令，例如設備出現(xiàn)電氣參數(shù)超標的情況時，控制器會發(fā)出三級警報；列車運行出現(xiàn)故障時，會發(fā)出二級警報；列車出現(xiàn)嚴重事故，威脅到列車的安全時，會發(fā)出一級警報。

3.2 監(jiān)督設備工作狀態(tài)

現(xiàn)代鐵路運行的列車數(shù)量非常多，而維護檢修不能影響列車的正常運行，所以留給設備檢驗部門的維護時間非常有限，應用傳統(tǒng)的檢修方法，要想完成檢修工作只能加派人手。但信號集中監(jiān)控系統(tǒng)可以對設備進行全面監(jiān)控，大大減少了人員的使用。

3.3 幫助設備疑難問題分析及復雜故障處理

由于信號集中監(jiān)測系統(tǒng)匯聚了大量的設備故障信息，那么就可以依據(jù)大量的數(shù)據(jù)分析故障發(fā)生的原因。在大量的數(shù)據(jù)面前，以往發(fā)生幾率很小的疑難雜癥出現(xiàn)的次數(shù)也會增多，那么就可以在眾多的疑難雜癥事例中找到其發(fā)生的原因。同樣的，有了數(shù)據(jù)庫，設備故障信息和維護方法都會記錄下來，以后遇到此類問題便可以快速解決，節(jié)約維修時間。

4 結語

綜上所述，信號集中監(jiān)控系統(tǒng)對于信號設備的故障診斷有著重要意義，保證了信號設備的正常運行，才能保證設備的安全運行。所以信號集中監(jiān)測是未來信號設備故障診斷的發(fā)展方向。

[1] 劉魯哲.淺談利用信號集中監(jiān)測系統(tǒng)分析信號設備故障隱患[J]. 數(shù)字化用戶 ,2017,23(31).

[2] 王玉芹.信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在高鐵設備維修中的重要作用[J].科研,2015，(22):42-43.

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