城市軌道交通信號維護(hù)支持系統(tǒng)研究

王拓輝

摘? 要：信號維護(hù)支持系統(tǒng)屬于推動與提升城市軌道交通信號部門工作效率、維護(hù)效率以及維護(hù)水平的重要支撐，按照信號維護(hù)支持系統(tǒng)的配置現(xiàn)狀來看，需要基于市場發(fā)展現(xiàn)狀量身定做維護(hù)支持系統(tǒng)，基于信號維護(hù)支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能實現(xiàn)以及設(shè)備配置等方面探討信號維護(hù)支持系統(tǒng)，并借助通信專業(yè)提供傳輸通道并構(gòu)建獨立的信號維護(hù)支持網(wǎng)絡(luò)。對此，為了進(jìn)一步提升城市軌道交通的發(fā)展效益，本文簡要分析信號維護(hù)支持系統(tǒng)，希望可以為相關(guān)工作者提供幫助。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通? 信號? 維護(hù)支持系統(tǒng)? 系統(tǒng)研究

中圖分類號：U231.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）02（b）-0124-03

Research on Signal Maintenance Support System of Urban Rail Transit

WANG Tuohui

（Xi'an Transportation Engineering Institute，Xi'an，Shaanxi Province，710300 China）

Abstract： The signal maintenance support system is an important support to promote and improve the work efficiency， maintenance efficiency and maintenance level of the urban rail transit signal department. According to the current configuration of the signal maintenance support system， it is necessary to tailor a maintenance support system based on the current market development. Discuss the signal maintenance support system based on the structure， function realization and equipment configuration of the signal maintenance support system， and provide transmission channels with the help of communication majors and build an independent signal maintenance support network. In this regard， in order to further enhance the development benefits of urban rail transit， this article briefly analyzes the signal maintenance support system， hoping to provide assistance to relevant workers.

Key Words： Urban rail transit; Signal; Maintenance support system; System research

城市軌道交通信號維護(hù)支持系統(tǒng)屬于運營生產(chǎn)的重點設(shè)備，伴隨著城市軌道交通運輸客流量的持續(xù)性提升，導(dǎo)致軌道交通運輸期間對于信號設(shè)備的高效、安全運行要求也在隨之提升。為了更好的滿足運營需求，需要及時解決城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展需求，同時針對性的建設(shè)與優(yōu)化信號維護(hù)支持系統(tǒng)，為城市軌道交通的發(fā)展提供支持。對此，探討城市軌道交通信號維護(hù)支持系統(tǒng)具備顯著實踐性價值。

1? 城市軌道交通信號維護(hù)支持系統(tǒng)的作用

城市軌道交通信號維護(hù)支持系統(tǒng)屬于非常重要的設(shè)備，其需要負(fù)擔(dān)指揮列車運行、保障行車安全以及提升運輸效率等重要任務(wù)[1]。信號系統(tǒng)主要是通過列車自動監(jiān)控系統(tǒng)、列車自動防護(hù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、列車自動駕駛系統(tǒng)、車輛段與停車段聯(lián)鎖系統(tǒng)、正線計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、電源屏系統(tǒng)等構(gòu)成，設(shè)備方面則是以軌道電路、計軸、信號機(jī)以及轉(zhuǎn)轍機(jī)為主，想要保障整個信號系統(tǒng)的運行質(zhì)量，需要做好日常性維護(hù)工作，這也就衍生出了信號維護(hù)支持系統(tǒng)。

信號維護(hù)支持系統(tǒng)屬于為信號系統(tǒng)設(shè)備提供監(jiān)測、維護(hù)的重要途徑，借助計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及通信技術(shù)為主，實現(xiàn)對信號系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)的集中化監(jiān)視與報警，并基于實時性原則實現(xiàn)對監(jiān)測信號的獲取，及時發(fā)現(xiàn)故障地點并分析故障發(fā)生原因[2]。借助信號維護(hù)支持系統(tǒng)還可以實現(xiàn)對系統(tǒng)故障時間、管理維修作業(yè)等工作提供支持，實現(xiàn)對故障的預(yù)防性控制，提升系統(tǒng)運行與維護(hù)綜合水平。另外，借助專業(yè)、智能以及流程性的綜合維護(hù)平添，可以針對性的提升信號維護(hù)支持系統(tǒng)的維護(hù)管理質(zhì)量與效率，這也是提升城市軌道交通信號系統(tǒng)可靠、高效以及安全水平的重要途徑。

2? 城市軌道交通信號維護(hù)支持系統(tǒng)的研究

2.1 設(shè)備配置現(xiàn)狀

城市軌道交通信號維護(hù)支持系統(tǒng)主要是通過正線信號系統(tǒng)與車輛段、停車段的計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)構(gòu)成。車輛段與停車段的聯(lián)鎖系統(tǒng)分別配置獨立的微機(jī)監(jiān)控設(shè)備，同時完成對系統(tǒng)范圍內(nèi)相關(guān)信號設(shè)備的監(jiān)測[3]。正線信號系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)在于列車自動監(jiān)控、列車自動防護(hù)、列車自動運行等不同系統(tǒng)，正線信號維護(hù)設(shè)備的配置現(xiàn)狀方面，列車自動監(jiān)控系統(tǒng)主要功能在于故障報警提示功能，國內(nèi)所配套的信號電源系統(tǒng)的構(gòu)建則是以專用的電源屏監(jiān)測系統(tǒng)為主，涉及到信號機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、電纜絕緣等多方面，信號系統(tǒng)的子系統(tǒng)和其他系統(tǒng)接口方面并沒有構(gòu)建有效的監(jiān)測。正線信號設(shè)備監(jiān)測工作的信息不全，部分信號設(shè)備所涉及到的狀態(tài)采集、報警信息分散存比較大的差異，同時系統(tǒng)之間無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享化管理。但是因為信號維護(hù)人員在數(shù)據(jù)應(yīng)用中涉及到比較大的精力成本，在查詢與篩選方面成本相對較高，導(dǎo)致故障搶修難度以及處理的時間隨之延長。信號系統(tǒng)的核心設(shè)備狀態(tài)和報警信息需要與列車自動監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行，在網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生的同時需要將信號設(shè)備進(jìn)行維護(hù)支持，同時基于列車自動監(jiān)控系統(tǒng)的運營發(fā)展需求，基于報警信息實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集、故障診斷支持，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)對維護(hù)數(shù)據(jù)的改動監(jiān)測，但是維護(hù)成本也相對較高[4]。

2.2 主要技術(shù)要求

信號維護(hù)支持系統(tǒng)的主要技術(shù)在于：（1）信號維護(hù)支持系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)構(gòu)建單一且獨立性的維護(hù)支持系統(tǒng)，并基于不同系統(tǒng)供應(yīng)商提供不同制式、不同類型的信號系統(tǒng)，其所帶有的設(shè)備應(yīng)當(dāng)保持模塊與小型化特征，滿足城市軌道交通設(shè)備的集中、非集中以及現(xiàn)場配置等多方面運行要求[5];（2）信號維護(hù)支持系統(tǒng)可以應(yīng)用相對成熟的技術(shù)方式實現(xiàn)對信號設(shè)備運行期間的動態(tài)、實時性監(jiān)測以及數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計分析，監(jiān)測的具體范圍涉及到計算機(jī)聯(lián)鎖、列車自動監(jiān)控、列車自動防護(hù)以及自動運行等不同系統(tǒng);（3）信號維護(hù)支持系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備監(jiān)督、記錄信號系統(tǒng)的重要功能，和電力、通信、屏蔽門等方面可以呈現(xiàn)結(jié)合支持;（4）信號維護(hù)支持系統(tǒng)的采集、被監(jiān)測設(shè)備之間應(yīng)當(dāng)保持良好的電氣隔離，任何情況下都不能影響信號設(shè)備的正常運行，所采集的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)媽祖實時、完整、準(zhǔn)確等基礎(chǔ)要求，所采集的信息應(yīng)當(dāng)和其他系統(tǒng)保持相互關(guān)聯(lián)，并實現(xiàn)資源的共享;（5）信號維護(hù)支持系統(tǒng)的模擬量采集器必須滿足標(biāo)準(zhǔn)計量器的校核，同時實現(xiàn)對測試精度的發(fā)展需求;（6）信號維護(hù)支持系統(tǒng)可以借助對信號設(shè)備的實時采集與智能化分析，實現(xiàn)信號設(shè)備運行質(zhì)量的評估，在信號設(shè)備的電氣性能和額機(jī)械特征與標(biāo)準(zhǔn)閾值存在較大差異呈現(xiàn)出預(yù)警支持;（7）信號維護(hù)支持系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)及時記錄監(jiān)測設(shè)備的異常狀況，同時還可以實現(xiàn)對設(shè)備故障的綜合分類與報警支持;（8）信號維護(hù)支持系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備一定的故障診斷與分析能力，在信號設(shè)備出現(xiàn)故障時可以基于電氣參數(shù)的變化情況以及關(guān)聯(lián)的信號設(shè)備信息實現(xiàn)對故障情況的判斷，并對故障處理提供建議;（9）信號維護(hù)支持系統(tǒng)和計算機(jī)聯(lián)鎖、計軸、電源屏等智能設(shè)備提供接口，并實現(xiàn)對智能設(shè)備的遠(yuǎn)程化監(jiān)控;（10）信號維護(hù)支持系統(tǒng)本身需要帶有一定抗電話干擾能力。

2.3 系統(tǒng)方案

信號維護(hù)支持系統(tǒng)以二層三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，線網(wǎng)維護(hù)中心、線路維護(hù)中心的二層維護(hù)網(wǎng)。同時由線網(wǎng)維護(hù)中心、線路維護(hù)中心以及車站三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。對于每一條線路配置的信號維護(hù)支持系統(tǒng)而言，線網(wǎng)維護(hù)中心可以借助通信專用的傳輸通道構(gòu)建信號維護(hù)支持系統(tǒng)，并基于上層傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求，落實線路維護(hù)中心到不同站、控制中心之間應(yīng)用通信專用傳輸通道，同時構(gòu)建信號維護(hù)支持系統(tǒng)的下層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.4 系統(tǒng)功能

信號維護(hù)支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能在于：（1）信號維護(hù)支持系統(tǒng)主要是通過控制中心的列車自動監(jiān)控服務(wù)器實現(xiàn)線路、站場以及列車運行信息的獲取;（2）信號維護(hù)支持系統(tǒng)可以從中央列車自動監(jiān)控服務(wù)器獲得軌旁設(shè)備狀態(tài)、報警信息[6];（3）信號維護(hù)支持系統(tǒng)可以通過控制中心列車自動監(jiān)控服務(wù)器獲得車載設(shè)備的狀態(tài)以及報警信息;（4）DCS可以借助數(shù)據(jù)接口為信號維護(hù)支持系統(tǒng)以自動化上報報警信息，并基于周期性的方式傳輸DCS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)在線狀態(tài)和信息流量的獲取，并在特定的信號維護(hù)終端方面借助IE瀏覽器實現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程化監(jiān)測和故障分析;（5）計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)可以借助對設(shè)備集中化控制，并基于數(shù)據(jù)接口、控制中心接口實現(xiàn)信號傳輸，同時開關(guān)量信息、聯(lián)鎖系統(tǒng)狀態(tài)以及報警等信息都可以在特定格式的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對遠(yuǎn)程化監(jiān)測和故障判斷;（6）計軸系統(tǒng)可以借助數(shù)據(jù)接口為信號維護(hù)支持系統(tǒng)上報報警信息，并基于周期原則傳輸計軸設(shè)備的運行狀態(tài)和報警信息，并基于特定的信號維護(hù)終端借助瀏覽器實現(xiàn)對計軸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程化監(jiān)測和故障判斷;（7）智能電源屏可以為信號維護(hù)支持系統(tǒng)上報報警信息，同時可以周期性實現(xiàn)對狀態(tài)信息的傳輸，并在特定的信息維護(hù)終端上實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障分析;（8）UPS可以借助數(shù)據(jù)接口為信息維護(hù)支持系統(tǒng)是自動上報，并基于周期性傳輸U(kuò)PS和電池狀態(tài)信息提供支持，在特定的信號維護(hù)終端上可以借助瀏覽器實現(xiàn)對遠(yuǎn)程監(jiān)測和故障的分析。

2.5 系統(tǒng)設(shè)備配置

系統(tǒng)設(shè)備配置方面線網(wǎng)維護(hù)中心設(shè)備的配置方面，主要是設(shè)置獨立性電源供電系統(tǒng)，同時配額比服務(wù)器、防病毒服務(wù)器以及網(wǎng)關(guān)工作站、防火墻、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，按照具體的需求設(shè)置多個臺線網(wǎng)中心維護(hù)工作站，并基于信息系統(tǒng)相同的網(wǎng)絡(luò)時鐘進(jìn)行管理。在線路維修中心設(shè)備配置方面，需要配備獨立性的電源供電系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、磁盤陣列存放信息設(shè)備，設(shè)置服務(wù)器實現(xiàn)對智能設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測，基于具體需求設(shè)置多線路中心維修工作站和必要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。控制中心的設(shè)備配置可以通過控制中心采集信息并應(yīng)用信號系統(tǒng)在控制中心設(shè)置接口，假設(shè)因為技術(shù)原因無法應(yīng)用信號設(shè)備設(shè)置接口，則可以在控制中心設(shè)置接口計算機(jī)。在線網(wǎng)的維護(hù)中心沒有建成的同時，時鐘同步信息需要從控制中心的接口計算機(jī)引入信號維護(hù)支持系統(tǒng)。

在設(shè)備集中站方面，設(shè)備主要涉及到車站維護(hù)工作站、必要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。信號智能設(shè)備方面的狀態(tài)和報警信息可以借助通信接口機(jī)上傳到車站采集設(shè)備上。計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的狀態(tài)和報警信息均不作為供應(yīng)商提供的產(chǎn)品，在設(shè)備集中站接入信號方面可以實現(xiàn)對維護(hù)支持網(wǎng)絡(luò)，并借助控制中心服務(wù)器接入信號維護(hù)支持系統(tǒng)。

3? 結(jié)語

綜上所述，信號維護(hù)支持系統(tǒng)本身應(yīng)當(dāng)保持高度兼容、靈活、可拓展以及系統(tǒng)開發(fā)等特征，針對性提高信號維護(hù)支持系統(tǒng)的可用功能。目前來看，信號維護(hù)支持系統(tǒng)和ATS系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)保持分網(wǎng)設(shè)計，盡可能規(guī)避維護(hù)信息和行車管理信息之間的相互干擾表現(xiàn)，積極應(yīng)對ATS網(wǎng)絡(luò)故障期間不能發(fā)揮的缺陷問題，基于線網(wǎng)內(nèi)部配置信號維護(hù)支持系統(tǒng)并實現(xiàn)集約化的維護(hù)管理，基于共享線網(wǎng)內(nèi)部的信號維護(hù)資源提高信號維護(hù)工作能力。另外，還需要注重設(shè)備方面的改進(jìn)，及時作好系統(tǒng)維護(hù)并最大程度降低維護(hù)成本，在用戶需求發(fā)生的同時應(yīng)當(dāng)及時對軟件進(jìn)行修改與調(diào)整，在不影響行車秩序的同時最大程度降低系統(tǒng)成本，為城市軌道交通領(lǐng)域發(fā)展提供支持。

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