曹冠杰

摘 要：文章就地鐵信號(hào)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探究，首先研究地鐵信號(hào)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，針對(duì)關(guān)鍵性技術(shù)以及方案進(jìn)行深入分析，提出地鐵信號(hào)系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：地鐵信號(hào)設(shè)備;在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng);設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

信號(hào)系統(tǒng)是確保地鐵安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，一旦發(fā)生故障將造成地鐵降級(jí)運(yùn)行、大面積晚點(diǎn)甚至停運(yùn)。依靠傳統(tǒng)人工定期巡查方式的維修模式，已無(wú)法滿足北京地鐵對(duì)于設(shè)備運(yùn)行安全性和可靠性的需要。因此，亟需建立一種信號(hào)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)與智能診斷，便于設(shè)備維修與維護(hù)。

1 地鐵信號(hào)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地鐵信號(hào)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為設(shè)備層、站機(jī)層、服務(wù)層以及客戶層四個(gè)部分，四個(gè)部分間相互協(xié)調(diào)，充分保障維護(hù)、監(jiān)測(cè)的需求能夠得到充分滿足。從客戶層的角度來(lái)說(shuō)，客戶層需要承擔(dān)后期數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)、智能判斷的重要任務(wù)，需要及時(shí)接收在線系統(tǒng)傳輸?shù)母鞣N檢測(cè)數(shù)據(jù)，針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，充分保障自動(dòng)檢測(cè)功能以及遠(yuǎn)程接入功能能夠由遠(yuǎn)程、客戶端實(shí)現(xiàn)。對(duì)比數(shù)據(jù)分析后的結(jié)果，可保障設(shè)備層能夠及時(shí)接收信號(hào)，針對(duì)實(shí)際的不同情況進(jìn)行直連。在服務(wù)層的角度，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、監(jiān)測(cè)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(cè)服務(wù)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)需要在數(shù)據(jù)服務(wù)器允許的情況下進(jìn)行，充分保障數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、調(diào)用等工作的安全開(kāi)展。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器能夠?yàn)樵诰€監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提供有效的瀏覽器服務(wù)，通過(guò)戰(zhàn)機(jī)層數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

通常情況下，站機(jī)層系統(tǒng)由采集進(jìn)程、站機(jī)平臺(tái)組成。采集集成能夠接入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行通信協(xié)議封裝處理后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸緳C(jī)憑條中，利用Socket通信接入，隨后與站機(jī)平臺(tái)進(jìn)行有效的連接，將數(shù)據(jù)主動(dòng)地上報(bào)。站機(jī)平臺(tái)大多以統(tǒng)一建模的形式將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一儲(chǔ)存，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，整合監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)功能模塊，通過(guò)插件的形式進(jìn)行，接收數(shù)據(jù)之后，根據(jù)實(shí)際的需求在將本地?cái)?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(shí)現(xiàn)設(shè)備的監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)是設(shè)備層的主要功能，通過(guò)這兩個(gè)功能，可切實(shí)保障軌道電路的正常運(yùn)行，確保各種數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)的進(jìn)行傳輸。設(shè)備層能夠與上述三個(gè)層面共同結(jié)合形成一個(gè)“實(shí)施層”，各個(gè)方面之間互相協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，為在線監(jiān)測(cè)功能的可靠性提供充分保障。

1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

1.2.1 在線監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)部分主要分為3個(gè)子系統(tǒng)，包括整體線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、消防控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、照明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。每一個(gè)子系統(tǒng)均有明確的分工， 且有不同的監(jiān)測(cè)對(duì)象。數(shù)據(jù)能夠切實(shí)在各個(gè)子系統(tǒng)間進(jìn)行傳遞，能夠上傳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，充分保障了系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2.2 異常管理

異常管理是針對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行管理。通常會(huì)采用優(yōu)先級(jí)別設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)警告，保障查詢、處理功能的優(yōu)先性，異常風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性得到充分控制。針對(duì)不同的異常條件，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)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(gè)管理模塊共同組成，其中主要包括在權(quán)限范圍內(nèi)對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行刪除、修改、甄別、選定，設(shè)置權(quán)限級(jí)別以及在線查看運(yùn)行日志。輔助決策功能具備風(fēng)險(xiǎn)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(shí)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(hù)

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

2 地鐵信號(hào)系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)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(duì)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單一些設(shè)備的安裝。在站臺(tái)上裝置發(fā)車表示器，每站安裝的數(shù)量為2個(gè);列車運(yùn)行過(guò)程中把握好信號(hào)的控制，通過(guò)站間閉塞、固定閉塞等形式確定軌道電路的位置，安裝好計(jì)軸設(shè)備之后進(jìn)行打眼;根據(jù)實(shí)際安裝信號(hào)機(jī)，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(hào)機(jī)構(gòu)再做特殊處理;對(duì)于無(wú)線設(shè)備的安裝，做好天線的定測(cè)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(chǎng)環(huán)境條件下安裝。

2.2 信號(hào)的調(diào)試系統(tǒng)

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中信號(hào)的調(diào)試非常關(guān)鍵。開(kāi)展有效的信號(hào)傳輸質(zhì)量的檢測(cè)，按照一定的順序，按照先局部后系統(tǒng)的調(diào)試順序來(lái)進(jìn)行調(diào)試。通過(guò)有效的檢測(cè)調(diào)試，保證信號(hào)系統(tǒng)能夠保持正常穩(wěn)定的工作運(yùn)行狀態(tài)。

2.3 綜合聯(lián)調(diào)

綜合聯(lián)調(diào)是將信號(hào)系統(tǒng)的各子系統(tǒng)以綜合聯(lián)調(diào)的形式進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。在綜合聯(lián)調(diào)過(guò)程中，根據(jù)參數(shù)指標(biāo)要求來(lái)進(jìn)行。在各項(xiàng)指標(biāo)符合檢測(cè)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(jī)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(jìn)地進(jìn)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(duì)信號(hào)的保護(hù)作用。

2.5 地鐵信號(hào)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(wú)論是在信號(hào)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，還是在整個(gè)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(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。針對(duì)接地裝置，加強(qiáng)對(duì)各子系統(tǒng)防雷接地的保護(hù);對(duì)接閃器進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)節(jié)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中也要安裝相應(yīng)的防雷保護(hù)裝置，電話通信系統(tǒng)的雷電防護(hù)主要是依托站場(chǎng)控制系統(tǒng)。

3 信號(hào)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)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(zhǎng)使用期限更是難上加難，在使用中需要反復(fù)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)、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(yùn)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?yàn)榭梢蕴峁┑男畔⒘繑?shù)量有限，影響控制功能的發(fā)揮，限制了線路通行，對(duì)于信號(hào)運(yùn)行模式來(lái)說(shuō)這種方式是很不理想的。

3.2 地面設(shè)備過(guò)渡

新舊系統(tǒng)設(shè)備的過(guò)渡難度不是很大，在對(duì)信號(hào)機(jī)的過(guò)渡上，信號(hào)機(jī)的控制可完全直接由新信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，在不影響行駛的前提下覆蓋新信號(hào)顯示，在沒(méi)有運(yùn)營(yíng)的情況下撤銷遮擋物，根據(jù)實(shí)際需要制定行之有效的安裝方案，保證司機(jī)能對(duì)地面與車載信號(hào)正確確認(rèn)。

結(jié)語(yǔ)

總之，地鐵信號(hào)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是解決地鐵快速發(fā)展帶來(lái)的設(shè)備管理難題而研發(fā)的一套遠(yuǎn)程信號(hào)設(shè)備監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)道岔、有源應(yīng)答器、軌道電路以及信號(hào)系統(tǒng)電源的在線監(jiān)測(cè)、異常管理以及智能輔助決策，提高信號(hào)設(shè)備的運(yùn)營(yíng)維護(hù)水平，系統(tǒng)的研制和推廣將提高地鐵的運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平，具有廣泛的推廣前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭林.鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2020，14（5）.