地鐵信號設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

曹冠杰

摘 要：文章就地鐵信號設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)進行探究，首先研究地鐵信號設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計，針對關(guān)鍵性技術(shù)以及方案進行深入分析，提出地鐵信號系統(tǒng)在線監(jiān)測系統(tǒng)工程的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：地鐵信號設(shè)備;在線監(jiān)測系統(tǒng);設(shè)計與實現(xiàn)

信號系統(tǒng)是確保地鐵安全運行的關(guān)鍵設(shè)備，一旦發(fā)生故障將造成地鐵降級運行、大面積晚點甚至停運。依靠傳統(tǒng)人工定期巡查方式的維修模式，已無法滿足北京地鐵對于設(shè)備運行安全性和可靠性的需要。因此，亟需建立一種信號設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)信號設(shè)備的在線監(jiān)測與智能診斷，便于設(shè)備維修與維護。

1 地鐵信號設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

地鐵信號設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)分為設(shè)備層、站機層、服務(wù)層以及客戶層四個部分，四個部分間相互協(xié)調(diào)，充分保障維護、監(jiān)測的需求能夠得到充分滿足。從客戶層的角度來說，客戶層需要承擔(dān)后期數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計、智能判斷的重要任務(wù)，需要及時接收在線系統(tǒng)傳輸?shù)母鞣N檢測數(shù)據(jù)，針對數(shù)據(jù)進行有效的處理，充分保障自動檢測功能以及遠(yuǎn)程接入功能能夠由遠(yuǎn)程、客戶端實現(xiàn)。對比數(shù)據(jù)分析后的結(jié)果，可保障設(shè)備層能夠及時接收信號，針對實際的不同情況進行直連。在服務(wù)層的角度，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、監(jiān)測服務(wù)器共同組成了服務(wù)層，一般情況下需要在服務(wù)層加裝各種軟件。監(jiān)測服務(wù)的數(shù)據(jù)訪問需要在數(shù)據(jù)服務(wù)器允許的情況下進行，充分保障數(shù)據(jù)儲存、調(diào)用等工作的安全開展。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器能夠為在線監(jiān)測系統(tǒng)，提供有效的瀏覽器服務(wù)，通過戰(zhàn)機層數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

通常情況下，站機層系統(tǒng)由采集進程、站機平臺組成。采集集成能夠接入監(jiān)測數(shù)據(jù)，針對數(shù)據(jù)進行通信協(xié)議封裝處理后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸緳C憑條中，利用Socket通信接入，隨后與站機平臺進行有效的連接，將數(shù)據(jù)主動地上報。站機平臺大多以統(tǒng)一建模的形式將數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一儲存，對數(shù)據(jù)進行分析，整合監(jiān)測業(yè)務(wù)功能模塊，通過插件的形式進行，接收數(shù)據(jù)之后，根據(jù)實際的需求在將本地數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖朔?wù)層。組成設(shè)備層的設(shè)備多種多樣，實現(xiàn)設(shè)備的監(jiān)測、數(shù)據(jù)的監(jiān)測是設(shè)備層的主要功能，通過這兩個功能，可切實保障軌道電路的正常運行，確保各種數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r的進行傳輸。設(shè)備層能夠與上述三個層面共同結(jié)合形成一個“實施層”，各個方面之間互相協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，為在線監(jiān)測功能的可靠性提供充分保障。

1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

1.2.1 在線監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)

在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測部分主要分為3個子系統(tǒng)，包括整體線路監(jiān)測系統(tǒng)、消防控制監(jiān)測系統(tǒng)、照明監(jiān)測系統(tǒng)。每一個子系統(tǒng)均有明確的分工， 且有不同的監(jiān)測對象。數(shù)據(jù)能夠切實在各個子系統(tǒng)間進行傳遞，能夠上傳監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，充分保障了系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定運行。

1.2.2 異常管理

異常管理是針對在線監(jiān)測系統(tǒng)進行監(jiān)測過程中出現(xiàn)的異常情況進行管理。通常會采用優(yōu)先級別設(shè)計與計算機警告，保障查詢、處理功能的優(yōu)先性，異常風(fēng)險發(fā)生的可能性得到充分控制。針對不同的異常條件，對歷史數(shù)據(jù)進行充分分析，提供多種有效的方案解決異常。

1.2.3 系統(tǒng)管理與輔助決策

系統(tǒng)管理功能由三個管理模塊共同組成，其中主要包括在權(quán)限范圍內(nèi)對監(jiān)測對象進行刪除、修改、甄別、選定，設(shè)置權(quán)限級別以及在線查看運行日志。輔助決策功能具備風(fēng)險分析、狀態(tài)診斷、專家診斷等功能。因此，應(yīng)建立專家?guī)欤诠收习l(fā)生的情況下第一時間找到故障發(fā)生的真正原因，充分保障故障能夠得到有效解決。

1.2.4 系統(tǒng)設(shè)備的防雷保護

在進行防雷措施施工規(guī)劃設(shè)計的過程中，應(yīng)充分保障施工的規(guī)范性、質(zhì)量。其中，在進行外部及內(nèi)部建設(shè)的過程中，應(yīng)充分保障信號在線監(jiān)測設(shè)備及整個地鐵車站的大環(huán)境均能夠受到有效的防雷保護，為整個地鐵系統(tǒng)提供安全可靠的防雷防護。對于接地裝置而言，相關(guān)施工部門應(yīng)充分保障各個子系統(tǒng)的防雷接地保護;全面且細(xì)致地調(diào)節(jié)接閃器，將相應(yīng)的防雷保護裝置安裝在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，依托于站場控制系統(tǒng)，進行電話通信系統(tǒng)的雷電防護。

2 地鐵信號系統(tǒng)在線監(jiān)測系統(tǒng)工程的施工建設(shè)

2.1 室內(nèi)設(shè)備的安裝與建設(shè)

設(shè)備安裝包括電纜線路等相對來說簡單一些設(shè)備的安裝。在站臺上裝置發(fā)車表示器，每站安裝的數(shù)量為2個;列車運行過程中把握好信號的控制，通過站間閉塞、固定閉塞等形式確定軌道電路的位置，安裝好計軸設(shè)備之后進行打眼;根據(jù)實際安裝信號機，將其安裝在分隧道上，最佳安裝的方向是行車方向的右側(cè)，根據(jù)信號機構(gòu)再做特殊處理;對于無線設(shè)備的安裝，做好天線的定測工作，在監(jiān)督指導(dǎo)下將饋線與天線等線路在集成現(xiàn)場環(huán)境條件下安裝。

2.2 信號的調(diào)試系統(tǒng)

在線監(jiān)測系統(tǒng)中信號的調(diào)試非常關(guān)鍵。開展有效的信號傳輸質(zhì)量的檢測，按照一定的順序，按照先局部后系統(tǒng)的調(diào)試順序來進行調(diào)試。通過有效的檢測調(diào)試，保證信號系統(tǒng)能夠保持正常穩(wěn)定的工作運行狀態(tài)。

2.3 綜合聯(lián)調(diào)

綜合聯(lián)調(diào)是將信號系統(tǒng)的各子系統(tǒng)以綜合聯(lián)調(diào)的形式進行聯(lián)合調(diào)試。在綜合聯(lián)調(diào)過程中，根據(jù)參數(shù)指標(biāo)要求來進行。在各項指標(biāo)符合檢測的條件下，保證穩(wěn)定性，從而可保證順利完成綜合聯(lián)調(diào)工作。

2.4 地鐵室內(nèi)設(shè)備的安裝

地鐵室內(nèi)設(shè)備的安裝包括多種機柜型的設(shè)備。施工建設(shè)規(guī)劃中，首先應(yīng)布置好具體的安裝位置，才能保證設(shè)備安裝順利完成。要做好底座的制作，循序漸進地進行安裝與裝飾等作業(yè)，將具有靜電性質(zhì)的地板標(biāo)高確定好，使靜電地板起到對信號的保護作用。

2.5 地鐵信號系統(tǒng)防雷措施的施工建設(shè)

防雷措施的施工建設(shè)要做得徹底。在內(nèi)、外部的規(guī)范建設(shè)中，要保證無論是在信號設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)中，還是在整個地鐵車站環(huán)境中，防雷裝置的安裝要提高防雷擊性能，確保地鐵整個系統(tǒng)的安全運行。針對接地裝置，加強對各子系統(tǒng)防雷接地的保護;對接閃器進行全面細(xì)致的調(diào)節(jié)，在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中也要安裝相應(yīng)的防雷保護裝置，電話通信系統(tǒng)的雷電防護主要是依托站場控制系統(tǒng)。

3 信號設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的更新改造

由于各種因素的影響，很難保證設(shè)備使用到規(guī)定的期限，延長使用期限更是難上加難，在使用中需要反復(fù)對其進行維護、更新及改造，以適應(yīng)新的需求，從而才能保證系統(tǒng)設(shè)備的持續(xù)運行。

3.1 系統(tǒng)更新改造方案的選擇

固定閉塞系統(tǒng)位于軌道控制系統(tǒng)之間，只允許在區(qū)間內(nèi)一輛列車的行駛，因為可以提供的信息量數(shù)量有限，影響控制功能的發(fā)揮，限制了線路通行，對于信號運行模式來說這種方式是很不理想的。

3.2 地面設(shè)備過渡

新舊系統(tǒng)設(shè)備的過渡難度不是很大，在對信號機的過渡上，信號機的控制可完全直接由新信號系統(tǒng)進行控制，在不影響行駛的前提下覆蓋新信號顯示，在沒有運營的情況下撤銷遮擋物，根據(jù)實際需要制定行之有效的安裝方案，保證司機能對地面與車載信號正確確認(rèn)。

結(jié)語

總之，地鐵信號設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，是解決地鐵快速發(fā)展帶來的設(shè)備管理難題而研發(fā)的一套遠(yuǎn)程信號設(shè)備監(jiān)測報警系統(tǒng)，實現(xiàn)了對道岔、有源應(yīng)答器、軌道電路以及信號系統(tǒng)電源的在線監(jiān)測、異常管理以及智能輔助決策，提高信號設(shè)備的運營維護水平，系統(tǒng)的研制和推廣將提高地鐵的運營服務(wù)水平，具有廣泛的推廣前景。

參考文獻：

[1]鄭林.鐵路信號微機監(jiān)測計算機輔助設(shè)計[J].鐵路計算機應(yīng)用，2020，14（5）.