中國鐵路信號系統智能監測技術研究

彭文祥

（中鐵建電氣化局集團第三工程有限公司， 河北 高碑店 074000）

0 引言

隨著近年來我國交通運輸行業發展的突飛猛進，我國公共交通設施的建設已經在全球國家名列前茅，這些公共交通設施帶給我國人民的便利更是數不勝數。早在2012 年，我國就已經成為世界在建高速鐵路工程規模最大的國家，已經建成的高速鐵路也贏得了世界速度最快的名譽，這些名譽都是我國高速發展科學技術的見證。隨著中國鐵路硬件設施的升級，人們的重點漸漸從中國鐵路的硬件設施轉向軟件設備。例如，中國鐵路信號技術問題同樣備受關注。當下正處于我國鐵路信號技術改革創新的時期，改革目的是為了使我國鐵路信號設備由單一設備轉向系統化、綜合化的發展趨勢，并且使信號系統變成實現高速鐵路安全問題、實現統一監督指揮的關鍵樞紐。

1 鐵路信號監測系統技術狀況

1.1 鐵路信息集中監測系統

鐵路信號設備的監測和維護技術是鐵路高質量發展的重點領域。我國鐵路信號設備采取的是中央統一調度的通信信息系統，它能夠實時監測鐵路軌道的電路數據，并通過計算機計算出鐵路動作狀態的數據，最后以圖像的形式顯示在調度終端。操作人員可以在調度終端實時監測到周圍環境的風速以及各類自然因素參數，實時監測鐵路鋼軌的溫度，綜合各類數據來調整列車在鐵路上的行駛速度。鐵路信息設備維護系統作用在于實時監測室內外的運行狀態，通過實現電纜斷芯分析技術增加列車運行過程中的安全系數。中國的信號集中監測系統采取的是分層分級的結構體系。道岔表示采集器，交流道岔功率采集器，軌道采集器，半自閉采集器，列車信號機回路電流采集器和移頻采集器的數據通過485 線與采集機交匯，并通過CAN 線實時收集電氣參數信息。將電氣參數模擬器與設備維修機相連實現監測功能，在遇到異樣情況時維修機調整為報警狀態。整個過程減少了操作人員的工作量，操作人員只需在終端實時監測列車運行狀態，并且在維修機處于報警狀態時及時的給出維修方案，有力的縮短鐵路設備故障發現和排除時間，確保列車安全穩定運行。

1.2 鐵路信號系統監測技術的問題

像德國，法國等西方國家的鐵路信號系統監測技術要成熟于我國的鐵路信號系統監測技術，這體現在德國和法國等國家電務監測系統的綜合一體化，從而實現了鐵路信號監測信息的集中整合與管理。相較之下，我國鐵路信號系統監測技術則存在一些問題。首先體現在我國信號監測系統之間缺少關聯性。實際上我國在鐵路信號監測系統問題上花了不少力氣，使得每一項信號系統監測與維護技術都能達到技術需求。但是從總體來看，這些信息系統監測技術之間缺乏一定的關聯性和綜合性，以至于監測數據的利用率并不是很高。尤其是在列車運行出現故障時，任何一項設備故障都需要由操作人員根據異常數據進行人為的進一步具體判斷。但是人為判斷具有主觀性和不確定性的劣勢。信號集中監測系統是我國鐵路信號系統監測技術的核心，它監測了包括信號機，信號電軌、軌道信息等所有電氣參數在內的設備狀態。我國的信息監測和收集工作做得很好，但是問題出現在信號集中監測系統與維護終端之間的聯系并不緊密，目前仍不能實現設備信息數據的對比分析和關聯分析。其次，我國鐵路系統監測技術的問題體現在監測數據不能共享。在列車運行過程中經常會出現鐵路信號超時或暫時性脫網現象，拖網問題則會對列車運行的安全問題產生威脅。由于我國鐵路信號通信監測數據不能實現共享，所以當出現脫網問題時無法及時的對列車信號故障原因進行及時分析，甚至沒有辦法準確定位信號故障位置。最后，鐵路信號監測維護系統與電務調度系統的脫節也成為了中國鐵路信號系統監測技術的問題之一。當監測維護系統與電無生產系統有機結合之后，才能對電務施工過程及結果進行及時的反饋處理。施工人員才能高效地處理各種電務調度問題，及時的發現設備日常運行中的故障。如果監測維護系統和電務調度系統沒有形成緊密的聯系，那么就無法理解形成有效機動的處理閉環，不能在第一時間發現問題并提出解決方案。

2 鐵路信號系統智能監測技術拓展研究

2.1 創建綜合型的電務監測維護系統

為了實現數據監測與設備處理的聯動，應當建立一體化的電務監測維護系統，對負責監測信息的設備進行優化處理和功能完善，實現信息集成化。一體化電五監測維護系統的核心仍是鐵路信號系統監測數據，通過對監測數據進行分析對比得出關聯智能分析的結果，進而對設備故障位置和具體故障問題進行分析和定位。并在第一時間為電務調度人員提出科學的解決方案。電務監測維護系統還應做到根據歷史監測信息和歷史處理方案進行大數據分析，并得出相映設備的智能發展圖形，甚至實現設備未來發展狀態的預警和預告。在智能化電務監測系統的概念中，當系統收集到各類信號監測信息和各類通訊監測信息之后在第一時間上傳到綜合電務監測系統中進行智能分析，并結合電務生產資源實時傳遞到電務調度指揮中心。在發現狀態后進行故障報警，并根據智能關聯分析結果對設備狀態進行預警。通過電務調度指揮中心為維修人員和專家系統提供解決方案，維修人員和專家系統反饋現場實施情況至狀態故障預警系統。

2.2 加強監測數據關聯，提高監測數據效率

優化鐵路信號系統智能監測技術關鍵在于加強監測數據的利用率，通過對監測數據的匯總和集中進行綜合分析。將信息監測系統作為基礎，將各種信號信息和通信信息匯總至后臺數據中心，由數據中心進行對比分析和智能分析。建立后臺數據處理庫，進一步加強監測信息和聯網信息的智能綜合分析。在構建數據處理庫時，不僅僅要統計各種監測數據，還要對工作人員的日常測試維修記錄、檢查檢驗數據等參數進行上傳和分析。由數據處理庫進行總結分類，并根據數據處理庫中的各類數據建立標準模型。加強對智能分析、綜合分析、智能診斷的重視與開發。想要進一步提高診斷和處理的工作效率，就必須從提高監測數據的融合入手，加強地面監管設備和鐵路監測設備到密切聯系，構建監測、分析、處理一體化的智能體系。

3 結束語

總而言之，中國鐵路信號系統智能監測技術還有很長的發展之路要走。面對著新時代智能高鐵大發展前景，從事鐵路研發工作技術人員必須意識到中國鐵路信號系統智能監測技術發展的重要性，也必須摒棄傳統鐵路信息系統智能監測技術中的弊端，取長補短，學習德國，日本等國家鐵路信號監測技術中的長處，融合自身的發展需求，真正構建強大的智能化的鐵路信號監測系統。