關于中國鐵路信號系統智能監測技術的探討

趙昱凱

國能朔黃鐵路發展有限責任公司原平分公司，中國·山西 忻州 036100

1 引言

鐵路行業的發展助推信號系統智能監測技術的轉型和升級。隨著中國鐵路的運行里程越來越長，覆蓋范圍越來越廣，在運行過程中所產生的數據也越來越多。雖然中國鐵路信號系統智能監測技術能夠實現對數據的分析和處理，但是所分析的數據缺乏綜合性，對數據的安全性維護也有待升級。因此要想提高中國鐵路信號系統智能監測技術，就要從當下的國情出發，結合監測技術的發展現狀，對未來的發展情況提出合理構想。

2 中國鐵路信號系統智能監測技術發展現狀

2.1 發展優勢

GSM-R 通信監測技術、信號集中監測系統、列控監測監測子系統是中國鐵路信號系統智能監測技術下的產物。這三類技術目前發展相對成熟，在鐵路信號系統中應用的也相對廣泛。他們都可以通過收集數據分析數據來實現報警故障排查，信息備份等功能，為鐵路的運行發展提供一定的技術支持。GSM-R 通信監測技術能夠實現，對列車運行狀態的實時監控，管理功能相對突出。信號集中監測系統主要是監測列車運行過程中的各項故障，并分析故障的原因[1]。

列控監測檢測子系統的信息收集和轉換能力較強，環境適應能力較強。能夠在不同的運行環境中收集和獲取數據，進而為列車的運行提供安全保障。隨著中國鐵路行業的發展，其產生的運行數據也越來越多，單純的依靠這三項監測技術，把滿足鐵路運行的安全需要。目前鐵路行業不僅要求數據分析要具有全面性、綜合性，同時還要求信息傳輸具有實時性、高效性的特征，所以中國鐵路信號系統智能監測技術還需要在鐵路行業的發展需求下不斷的提升，不斷的創新。

2.2 存在的問題

2.2.1 監測系統之間缺少聯系

目前中國鐵路信號監測系統有獨立性系統之間的聯系較少，因此很多數據都無法實現共享。所以工作人員需要將各個系統所獲取的數據整合在一起，然后再分析故障的類型，并利用各項參數去推斷故障產生的原因。由于各個系統之間的獨立性較強，所以即使上傳了參數數據，工作人員在短時間內也無法識別故障的源頭在哪里也無法定位故障的具體位置，因此故障處理的效率還是有待提高。

2.2.2 信息的綜合分析能力有待提高

目前中國鐵路信號智能監測系統能夠準確和實時的傳達鐵路在運行過程中所產生的數據。但是所有的數據是獨立上傳，獨立分析。這也就導致各個監測系統所獲取的數據有重復性的數據，后續工作人員需要對這些重復性的數據進行篩選，增加了工作人員的工作量[2]。與此同時，中國鐵路信號智能監測系統的主要工作就是幫助工作人員識別故障，為工作人員的搶修節省大量的時間。

與傳統故障排查方式相比，借助智能監測系統，已經提高了故障排查效率，但是故障的定位以及故障的產生原因，還需要人工去識別。所以在當下的監測系統模式下，數據經過系統的初次上傳，還要進行二次人工分析。由于鐵路行業的發展產生的運行數據越來越多，二次人工分析的工作量也就越來越大，故障排查的時長也會增加，因此借助系統進行故障定位和故障分析，已經成為當下鐵路行業的迫切需求。

2.2.3 鐵路信號監測系統無法實現精準預測

一旦鐵路信號出現故障，就會影響到鐵路的安全運行，所以最理想的狀態就是在故障發生之前能夠準確的預測故障，讓工作人員能夠提前維修。除此之外，目前鐵路信號監測系統只是截取運行數據，但是對于施工計劃數據，結果處理數據沒有辦法進行監控，這也就導致故障發生之后，雖然能夠傳遞故障數據，但是卻不能幫助工作人員去尋找故障源頭。因此還要繼續提高鐵路信號系統，智能監測技術完善智能監測系統，實現故障預測、故障源頭查詢等功能。

3 鐵路信號系統智能監測技術的具體應用

3.1 建立監測數據集

鐵路信號監測系統所監測的數據種類較多，數據源頭繁雜，整體數據量較大。所以必須要建立監測數據集，要將所有的數據整合到同一個數據平臺，保證數據的全面性。雖然鐵路信號監測系統所監測的數據量比較多，但是大部分情況下鐵路都是處在安全運行狀態下，所以收集到的數據也都是安全運行狀態下的數據。這些數據為后續的工作參考意義不大，所以鐵路信號監測系統要重點監測故障類的數據[3]。通過監測鐵路信號設備產生故障的數據，一方面能夠幫助工作人員分析故障的類型，發生故障的地點以及發生故障的原因。同時，也可以幫助工作人員累積故障處理經驗。比如，下次又遇到同樣的故障數據，工作人員就能夠迅速識別出故障類型，縮短故障維修時間。

最后，建立監控數據集能夠幫助工作人員預測故障的發生概率。鐵路信號設備故障發生的概率與設備的使用年限，所在地區有緊密的關系。因此通過大量的數據進行分析，可以預測故障發生的趨勢幫助工作人員提前檢修故障，進而保證鐵路系統的順利運行。

3.2 智能化分析技術

智能化分析技術既可以分析鐵路信號設備的邏輯故障，也可以對單個信號設備故障進行分析。首先，智能化分析技術通過對比分析法和綜合關聯分析法，剖析信號設備的故障之間是否有關聯。利用智能化分析技術可以建立鐵路信號設備專家診斷系統。所謂的專家診斷系統就是將各項故障系統上傳到鐵路信號智能監測系統中，讓智能系統自動識別鐵路信號設備所出現的故障，并對故障較小的設備進行主動維修。其次，通過對單個鐵路信號設備的故障數據進行分析，能夠剖析出信鐵路信號設備產生故障的原因。進而可以幫助工作人員識別故障發生類型，預測故障發生概率。

4 鐵路信號系統智能監測技術構想

4.1 采用視頻監測技術

視頻監測技術與其他監測技術相比，視頻監測技術所傳遞的信息更為準確，也更方便識別。因此可以將視頻監測技術與鐵路 信號設備智能監測技術聯合在一起。當鐵路信號設備出現故障時，不僅可以傳遞數據信息還可以傳遞視頻信息，工作人員可以通過傳遞的視頻信息，準確的判斷故障的發生位置，進而壓縮搶修時間。視頻監測技術就是將攝像機安裝到鐵路信號設備中，讓攝像機對數據進行采集，然后將視頻信號通過監測系統轉換為數字信號傳遞到后臺之中，以供工作人員分析。隨著中國GPS 定位技術的迅速發展，在鐵路信號設備信息采集過程中也會利用到GPS 技術。將GPS 定位技術、視頻監測技術和鐵路信號智能監測技術有機結合，提高監測的效率和監測的精準度。

4.2 將分散型數據轉為綜合性數據

目前鐵路信號智能監測系統都是相對獨立的，所收集上來的數據也相對分散，雖然最后會上傳到某一個系統平臺，但是最終的數據分析還是要依靠鐵路工作人員[4]。

首先，要將傳統的分散型數據轉化為綜合性數據。當所有的鐵路信號智能監測系統實現互通互聯，其所收集到的數據也會更加全面。工作人員在對數據進行分析時，不用重新整合數據，直接用現有的數據就可以分析出故障類型和故障原因，在一定程度上減少了鐵路工作人員的工作壓力。

其次，數據要有綜合性，但是同時也要有差異性。由于各個鐵路信號監測系統所收集的數據重復性較強，所以在進行人工識別時，還要先剔除重復性的數據，由于數據量較大，所以去重的階段耗費時間較長。因此要依靠鐵路信號智能監測技術剔除重復數據，對數據進行綜合管理，給工作人員的故障識別提供有力的數據支撐。

4.3 對數據進行規范化管理

首先，要對數據命名進行規范化管理。鐵路信號監測系統不僅監測信號設備的正常運行數據還監測故障數據。同時鐵路信號的設備類型較多，設備量大，所監測到的數據量也比較大[5]。因此為了對數據進行有效管理，必須要對各個設備的數據進行排序和命名，方便工作人員進行查找。其次，要將不同類型的鐵路信號設備的數據進行統一化管理，避免出現數據混淆問題。除此之外，要設置專門的數據管理人員負責數據的命名上傳分類管理。雖然鐵路信號監測系統能夠傳輸和監測數據，但是無法對數據進行清晰準確的分類，所以還要依靠人工對數據進行二次分類管理。

4.4 搭建信息處理平臺

所謂的信息處理平臺就是將信號設備的故障數據，檢測數據，維修數據等各類數據整合到信息處理平臺上[6]。然后利用數據分析模型，對信息處理平臺上的數據進行綜合分析。進而可以幫助鐵路單位建立一個信息數據庫，為工作人員識別故障類型，提供數據基礎，同時也為后續建立智能專家診斷系統提供數據支撐。

5 結語

中國鐵路信號系統智能監測技術是為鐵路行業的發展而服務的。當下鐵路行業迅猛發展，所以智能監測技術也要結合鐵路發展需求而不斷優化和創新。在探究如何提高鐵路信號系統，智能監測技術時要結合中國信號系統監測技術的發展的優勢和劣勢，并依托現有的技術，實現監測系統的轉型和升級。優化現有的數據整合工作和智能化分析工作，幫助鐵路工作者能夠更好的預測信號故障問題，壓縮故障識別和搶修時間提高維修效率，為列車的安全運行保駕護航。