張鳳啟 上海鐵路局電務(wù)處

信號微機(jī)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展及趨勢

張鳳啟 上海鐵路局電務(wù)處

信號微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)是鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾熊嚢踩O(shè)備。對于進(jìn)一步提高信號設(shè)備的安全可靠性，強(qiáng)化結(jié)合部管理，改善和指導(dǎo)現(xiàn)場維修具有劃時(shí)代的重要意義。隨著高速鐵路的發(fā)展，聯(lián)鎖、閉塞、列控、TDCS/CTC等信號設(shè)備隨之發(fā)生技術(shù)變革，尤其重要的是隨著監(jiān)測對象的增加，監(jiān)測信息量大幅增加，極大提高了維修人員的調(diào)閱工作量，極有可能造成因不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣特性變化而失去預(yù)防故障機(jī)會的狀況，既有微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)亟待發(fā)展與提高，鐵路信號集中監(jiān)測特別是智能分析功能應(yīng)運(yùn)而出，從而引發(fā)微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)從單純的“儀表”測試功能邁向“診斷”維護(hù)功能，切實(shí)實(shí)現(xiàn)信號設(shè)備的“狀態(tài)修”。

微機(jī)監(jiān)測；CSM；分析報(bào)告；智能分析診斷

1 信號監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展

隨著微機(jī)監(jiān)測對象的增加，原微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)名稱變更為鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)（CentralizedSignallingMonitoring System，簡稱CSM）。

信號集中監(jiān)測系統(tǒng)是面向高速鐵路及普速鐵路信號領(lǐng)域（其監(jiān)測范圍包括聯(lián)鎖、閉塞、列控、TDCS/CTC、駝峰、電源屏、計(jì)軸等信號系統(tǒng)和設(shè)備）的綜合性維護(hù)支持和信息監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺，它集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)字通信、數(shù)據(jù)處理、自動控制、多任務(wù)協(xié)調(diào)、圖文顯示為一體，為替代了早期的手工測試方式，并通過智能化的預(yù)警分析技術(shù)和故障診斷技術(shù)輔助信號設(shè)備的日常維護(hù)以及故障處理，提高電務(wù)部門維護(hù)水平和維護(hù)效率。CSM在全路大面積的推廣使用，對于進(jìn)一步提高信號設(shè)備的安全可靠性，強(qiáng)化結(jié)合部管理，改善和指導(dǎo)現(xiàn)場維修具有重要意義。CSM是電務(wù)安全的“黑匣子”，是信號維修技術(shù)的重要突破，是信號維修體制改革的重要技術(shù)支撐，是信號設(shè)備實(shí)現(xiàn)“狀態(tài)修”的必要手段，也是信號技術(shù)向高安全、高可靠和網(wǎng)絡(luò)化、智能化、信息化方向發(fā)展的重要標(biāo)志之一。

1.1 目前監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)

1.1.1 設(shè)計(jì)理念發(fā)生了變化，以信號設(shè)備維護(hù)為導(dǎo)向進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)

06監(jiān)測是以“設(shè)備監(jiān)測”為導(dǎo)向，輔助一些簡單的報(bào)警，為信號維護(hù)人員提供永久在線的儀器儀表功能（代替了信號工的體力勞動）；而目前的集中監(jiān)測系統(tǒng)，智能分析系統(tǒng)以“設(shè)備維護(hù)”為導(dǎo)向，以一位“有經(jīng)驗(yàn)信號工”的視角，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障和異常，從而大大的減輕了維護(hù)人員的工作量（減輕了信號工的腦力勞動）。符合鐵路信號監(jiān)測產(chǎn)品智能化的發(fā)展方向。

1.1.2 人性化界面顯示

在實(shí)時(shí)反映被監(jiān)測設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量的同時(shí)，為了更直觀更形象的表現(xiàn)設(shè)備的質(zhì)量，集中監(jiān)測通過系統(tǒng)狀態(tài)圖界面來實(shí)時(shí)展現(xiàn)站上所有被監(jiān)測設(shè)備的狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，設(shè)備狀態(tài)圖上的相應(yīng)設(shè)備的顏色會變成黃色以進(jìn)行提醒；當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，設(shè)備狀態(tài)圖上相應(yīng)設(shè)備的顏色會變成紅色并進(jìn)行閃動提醒。同樣通過設(shè)備狀態(tài)圖反映被監(jiān)測設(shè)備的接口狀態(tài)（包括通信的狀態(tài)）。在設(shè)備狀態(tài)圖上可以進(jìn)行設(shè)備監(jiān)測參數(shù)的關(guān)聯(lián)調(diào)閱。雙擊某個(gè)設(shè)備時(shí)，可以進(jìn)入這個(gè)設(shè)備相關(guān)參數(shù)的關(guān)聯(lián)界面，同樣接口設(shè)備也能進(jìn)入接口設(shè)備的相關(guān)聯(lián)界面（見圖1、圖2）。

圖1 既有線設(shè)備狀態(tài)圖

圖2 高鐵（客專）站設(shè)備狀態(tài)圖

1.1.3快速捕獲設(shè)備異常狀態(tài)

智能分析對捕捉到的異常信息采用靈活的推理控制策略，應(yīng)用專家分析的手段，從一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的信號工（信號維護(hù)專家）的角度進(jìn)行進(jìn)一步的故障診斷，以實(shí)時(shí)報(bào)警的形式為現(xiàn)場信號維護(hù)人員提供及時(shí)有效的診斷信息和解決問題的大致方向，能夠簡化維修流程或直接定位故障處所，幫助維護(hù)人員迅速發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，并及時(shí)進(jìn)行處理，進(jìn)而縮短維修時(shí)間，提高維修效率和維修水平。

同時(shí)，系統(tǒng)針對歷史的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和智能分析，結(jié)合系統(tǒng)中各類實(shí)時(shí)信息和歷史信息，進(jìn)行設(shè)備趨勢預(yù)警和預(yù)防性維修警示，從而為維護(hù)人員提供科學(xué)的養(yǎng)護(hù)依據(jù)。

1.2 目前監(jiān)測的日常維護(hù)特點(diǎn)

相對既有監(jiān)測的日常維護(hù)模式，集中監(jiān)測主更關(guān)注電氣特性管理和故障分析，同時(shí)繼承了既有監(jiān)測的實(shí)時(shí)監(jiān)測功能。

1.2.1 便捷性電氣管理報(bào)告

（1）設(shè)備運(yùn)行日報(bào)告

為便于信號設(shè)備的管理維護(hù)，智能分析系統(tǒng)能對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，把幾日內(nèi)發(fā)生的報(bào)警進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成分析報(bào)告，使維護(hù)人員和管理人員對站上設(shè)備的使用情況做到整體上的把握，便于掌握維修工作的重點(diǎn)。

設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析功能體現(xiàn)在分析報(bào)告部分，界面如圖3所示。

圖3 分析報(bào)告

在分析報(bào)告中能對報(bào)警進(jìn)行分析總結(jié)，提醒維護(hù)人員哪些報(bào)警沒有進(jìn)行處理；還可以對當(dāng)天應(yīng)該瀏覽但未瀏覽的報(bào)表進(jìn)行匯總等。界面中藍(lán)色的字體都是超鏈接，點(diǎn)擊后會彈出相應(yīng)的界面對超鏈接的內(nèi)容進(jìn)行處理，如：點(diǎn)擊未處理報(bào)警時(shí)，會彈出報(bào)警處理界面；點(diǎn)擊未瀏覽的報(bào)表時(shí)，會彈出需要瀏覽的報(bào)表。報(bào)警處理界面見圖4。

（2）設(shè)備故障處理日志維護(hù)

維護(hù)人員對故障進(jìn)行查看和分析后，對故障的原因和處理的方式進(jìn)行選擇或者編寫，系統(tǒng)能自動統(tǒng)計(jì)出每種原因的頻次，供維護(hù)人員參考，使維護(hù)人員有重點(diǎn)的排查原因。設(shè)備故障處理日志維護(hù)界面體現(xiàn)在報(bào)警處理界面，報(bào)警處理界面如圖5所示。

圖4 報(bào)警處理界面

圖5 報(bào)警處理界面

1.2.2 故障分析

（1）實(shí)采設(shè)備故障分析

對智能分析診斷的結(jié)果，維護(hù)人員可借助故障分析功能，在同一界面中查看故障時(shí)刻、設(shè)備所有采集項(xiàng)和相關(guān)設(shè)備的采集項(xiàng)。把這些和故障有關(guān)的采集項(xiàng)放在同一界面中進(jìn)行展現(xiàn)，使維護(hù)人員對故障的原因一目了然，提高故障分析的效率。

（2）智能接口設(shè)備故障分析

當(dāng)接口設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，接口設(shè)備示意圖的背景色會根據(jù)報(bào)警的級別閃相應(yīng)的顏色（當(dāng)接口設(shè)備的板卡故障時(shí)也能反映到示意圖上），當(dāng)鼠標(biāo)移動到示意圖上時(shí)，會彈出接口設(shè)備狀態(tài)圖（見圖6、圖7）。

圖6 微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備故障示意

圖7 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖狀態(tài)圖

2 監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1 將逐步形成“專家知識庫”

隨著監(jiān)測故障分析的日漸成熟和知識庫的積累，將逐步形成“專家知識庫”，可以對道岔類如：道岔1DQJ不勵磁、道岔2DQJ不轉(zhuǎn)極、道岔啟動斷路器斷開故障、道岔動作電路斷線、提速道岔斷相（S700K）、道岔無表示時(shí)道岔表示斷路器故障、表示電路電容斷線、室外表示電纜短路或二極管擊穿、道岔動作時(shí)間等故障現(xiàn)象進(jìn)行相對客觀的分析和故障定位，同樣對軌道和信號機(jī)亦可形成類似的"專家知識庫"，以便更利于指導(dǎo)維修人員的日常工作。

2.2 自定義報(bào)警平臺

各路局或站段結(jié)合具體站點(diǎn)的實(shí)際情況，自行定義該站的報(bào)警平臺，自定義報(bào)警平臺（開放的平臺）主要包含如下幾個(gè)含義。

針對固有的報(bào)警項(xiàng)目，可改變它的報(bào)警級別（一、二、三級報(bào)警及預(yù)警），報(bào)警條件。每個(gè)報(bào)警項(xiàng)目是否發(fā)出聲光報(bào)警和桌面提示以及報(bào)警記錄直至所有記錄屏蔽，均可自定義?？稍谄脚_的自定義報(bào)警向?qū)е敢?，新增?bào)警流程、報(bào)警項(xiàng)目。

3 結(jié)束語

隨著監(jiān)測技術(shù)的日漸成熟和知識庫的積累，專家知識庫以及監(jiān)測系統(tǒng)將逐步得到強(qiáng)化和完善，這將對現(xiàn)場信號設(shè)備維修管理提供更好的保障。在電務(wù)技術(shù)裝備向高精尖發(fā)展的進(jìn)程中，尤其重要的是隨著機(jī)車信號、環(huán)境監(jiān)測、CTC/TDCS、DMS、LAIS、視頻監(jiān)測、安全數(shù)據(jù)網(wǎng)、動環(huán)監(jiān)測、綜合網(wǎng)管等監(jiān)測系統(tǒng)的增加，必須充分利用各監(jiān)測系統(tǒng)采集設(shè)備提供的數(shù)據(jù)字樣和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通道資源，智能挖掘各種分散孤立的海量數(shù)據(jù)，科學(xué)地整合于同一平臺實(shí)現(xiàn)信息共享，并通過相關(guān)的監(jiān)測監(jiān)控分析功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，全面實(shí)現(xiàn)電務(wù)設(shè)備動態(tài)監(jiān)測分析、故障診斷、預(yù)警分析等功能，最終實(shí)現(xiàn)信號設(shè)備故障的自動報(bào)警、監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析、作業(yè)過程的有效監(jiān)督、應(yīng)急處置的智能決策將是今后監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的方向。

[1]《鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件》（運(yùn)基信號〔2010〕709號文）：鐵道部運(yùn)輸局頒布.

[2]信號集中監(jiān)測（CSM）系統(tǒng)維護(hù)與使用手冊v2.1：河南輝煌科技股份有限公司.

責(zé)任編輯：宋飛 竇國棟
來稿時(shí)間：2014-1-20