摘? 要：在新時代下，我國積極發(fā)展鐵路建設，使鐵路行業(yè)智能化和自動化水平大幅提升，在目前的鐵路作業(yè)中，對普速鐵路信號設備的狀態(tài)監(jiān)測需求越來越大，所以信號集中監(jiān)測系統(tǒng)應運而生。普速鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)成為確保行車安全的重要行車設備，對于保障信號檢測設備穩(wěn)定運行有重要意義。文章結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗，分析了普速鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)工程應用情況，提出了日常維護的關鍵內(nèi)容。

關鍵詞：普速鐵路;智能化;集中監(jiān)測;行車安全

中圖分類號：TP277? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）18-0149-03

Abstract： In the new era， China is actively developing railway construction， which has greatly improved the intellectualization and automation of the railway industry. In the current railway operations， the demand for state monitoring of normal speed railway signal equipment is increasing， so the centralized signal monitoring system has emerged as the times require. The normal speed railway centralized signal monitoring system has become an important driving equipment to ensure the safety of driving， and it is of great significance to ensure the stable operation of the signal detection equipment. Combined with the on-site construction experience， this paper analyses the engineering application of normal speed railway centralized signal monitoring system， and puts forward the key points of daily maintenance.

Keywords： normal speed railway; intellectualization; centralized monitoring; driving safety

0? 引? 言

近年來，我國鐵路發(fā)展迅猛，信號系統(tǒng)越來越智能化以及自動化。在普速鐵路現(xiàn)場應用的各種類型的信號設備是否能夠穩(wěn)定、高效的運行已成為影響列車安全、高效、精確運行的關鍵點。于是，鐵路電務管理部門需要對現(xiàn)場信號設備的運行狀態(tài)進行實時了解和監(jiān)督，這樣才能夠方便現(xiàn)場維護人員能夠及時、準確的判斷現(xiàn)場故障點，進行符合現(xiàn)場需求的應急處置和故障排查，這就對鐵路現(xiàn)場使用的信號集中監(jiān)測系統(tǒng)提出了更高、更全、更智能的要求[1];同時，信號集中監(jiān)測系統(tǒng)是否具備管理、監(jiān)測、展現(xiàn)、分析、統(tǒng)計和查詢現(xiàn)場信號設備狀態(tài)的功能，是提高現(xiàn)場電務部門維護水平和保障運營安全的關鍵因素[3]。

根據(jù)參考文獻，了解了現(xiàn)階段行業(yè)研究重點，其中文獻2研究了信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的主要技術(shù)特點，提出了信號檢測未來的發(fā)展方向，為信號監(jiān)測能夠發(fā)揮最大作用提供了有力的建議及措施。文獻3介紹了信號集中監(jiān)測系統(tǒng)具體組成及作用，分析了在電務段使用中存在的隱患、不足等問題，并提出了對應的解決措施[2]。文獻10介紹了信號集中監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展歷程以及主要作用，研制了一種新穎的設備原型和組織架構(gòu)，指出了系統(tǒng)未來發(fā)展方向。以上文獻均偏重于設備技術(shù)研究，并未對工程應用進行全面的介紹，本文結(jié)合日常應用情況，通過分析研究信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在普速鐵路電務段的應用情況，進一步分析信號監(jiān)測系統(tǒng)的工程應用特點和維護需求，為后續(xù)深度智能化發(fā)展提供借鑒。

1? 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)及應用

1.1? 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

信號集中監(jiān)測系統(tǒng)采用了網(wǎng)絡化以及模塊化的結(jié)構(gòu)，方便結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行靈活配置，可以分為集中或分散設置用來適應不同的信號系統(tǒng)要求，是一種信號設備的綜合集中監(jiān)測管理平臺。信號集中監(jiān)測系統(tǒng)主要總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2? 系統(tǒng)應用

信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的故障處理過程在現(xiàn)階段電務系統(tǒng)現(xiàn)場應用中較為復雜，大多數(shù)情況的處理方法需要其他的系統(tǒng)進行配合，存在數(shù)據(jù)孤島，故障處置流程單一，維護信息化程度弱，以人工分析和判斷故障為主，急需通過知識原理處理現(xiàn)場故障、智能化算法或完善的處理故障體系來實現(xiàn)運維管理。

（1）車站監(jiān)測網(wǎng)：由監(jiān)測站機、數(shù)據(jù)采集以及通信設備組成車站監(jiān)測網(wǎng)。車站的集中管理設備即站機系統(tǒng)，通過采集的信息進行數(shù)據(jù)分類和處理、存儲，通過監(jiān)測網(wǎng)將現(xiàn)場設備狀態(tài)信息上傳至遠程監(jiān)測管理平臺，具有良好人機交互。整體設計靈活而且具有擴展性，方便后續(xù)車站設備更新?lián)Q代卻不影響既有設備。

（2）電務監(jiān)測子系統(tǒng)：主要包括通信前置機、各類服務器以及數(shù)據(jù)庫等。其關鍵功能有接收、存儲數(shù)據(jù)、發(fā)送命令、數(shù)據(jù)查詢、反饋信息等操作功能，是全部數(shù)據(jù)信息的綜合管理樞紐。

（3）鐵路局電務監(jiān)測子系統(tǒng)：其監(jiān)測范圍內(nèi)的各電務監(jiān)測子系統(tǒng)與上級監(jiān)測系統(tǒng)和下級監(jiān)測系統(tǒng)進行通信與數(shù)據(jù)交換。主要設備有各類服務器、監(jiān)測終端機和各類工作站等，管轄多個電務監(jiān)測子系統(tǒng)。

（4）國鐵集團電務監(jiān)測子系統(tǒng)：可接受所有下級信息，供技術(shù)人員操作查詢，是監(jiān)控系統(tǒng)核心，屬于頂端管理層。

（5）廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)：分為基層網(wǎng)以及上層網(wǎng)。在基層網(wǎng)即車站與電務段間的網(wǎng)絡采用的組網(wǎng)方式為環(huán)形組網(wǎng)方式，具體為以5至12個車站為一個環(huán)形網(wǎng)絡。同時以大于等于2 M通道抽頭方式與電務段星型連接。電務段與鐵路局、國鐵集團上層網(wǎng)采用不低于2 M通道星型連接的組網(wǎng)方式[5]。

1.3? 系統(tǒng)監(jiān)測對象

信號集中監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的設備很多，如聯(lián)鎖設備、列控系統(tǒng)、電源屏、組合架、軌旁設備等，具體分為模擬量信息、開關量信息以及與具備自診斷功能的設備進行通信等三大類，監(jiān)測對象如圖2所示，從而實現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境狀態(tài)進行綜合監(jiān)測采集、監(jiān)控和展示[4]。

2? 系統(tǒng)工程應用中面臨的問題

隨著國內(nèi)普速鐵路的快速發(fā)展，對車站智能運維提出了較高的要求，在實際應用中傳統(tǒng)的信號集中監(jiān)測系統(tǒng)也逐漸表現(xiàn)出了一些不足和問題，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

2.1? 故障分析與診斷處理水平較低

目前，信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的故障處理過程在電務系統(tǒng)現(xiàn)場應用中還處于比較低級的狀態(tài)，以狀態(tài)展示為主，信息化程度低，大多數(shù)情況需要人工進行故障判斷和分析，缺乏智能化的故障診斷功能。

2.2? 監(jiān)測范圍需要擴充及細化

雖然目前監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)較為全面，但是一些關于信號系統(tǒng)的視頻監(jiān)控信息、安全數(shù)據(jù)信息、板卡級信息等不在監(jiān)測范圍，所以還需要通過靈活性和可擴展性的設計盡量可以使系統(tǒng)監(jiān)測到更多現(xiàn)場設備信息，同時對于已經(jīng)在監(jiān)測范圍內(nèi)的設備，還需要進一步精細化。

2.3? 現(xiàn)有的采集方式存在問題

新增較多的配線，提高了成本。例如采集信號機的電流時，需要對控制電路進行電纜繞線，增加了電纜破損的風險，同時對五線制三相交流控制電路進行信息采集時，由于端子不在同一組合里，需要在不同組合采集，配線較多。再如由于交流轉(zhuǎn)轍機的電源都是獨立電源，所以增加現(xiàn)場采集設備，使得對設備運維工作量增加[4]。

2.4? 監(jiān)測功能需要擴展

目前主要檢測范圍為現(xiàn)場的信號設備，對電務系統(tǒng)級設備的監(jiān)測較少。同時，眾多的子系統(tǒng)如軌道電路故障監(jiān)測、區(qū)間邏輯檢查設備監(jiān)測等也逐漸開始應用。但是由于每個監(jiān)測子系統(tǒng)的使用的網(wǎng)絡標準和平臺不一致，這樣使得每個監(jiān)測子系統(tǒng)只能在站段局部使用，其現(xiàn)場監(jiān)測信息也無法和其他子系統(tǒng)交互，存在數(shù)據(jù)孤島。所以如何構(gòu)建統(tǒng)一的信息平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)和管理的資源整合，是未來監(jiān)測系統(tǒng)信息化建設發(fā)展方向。

3? 主要解決措施

3.1? 完善監(jiān)測系統(tǒng)分析能力

現(xiàn)階段的功能主要集中于現(xiàn)場設備狀態(tài)的監(jiān)控和顯示，缺乏統(tǒng)一的協(xié)同分析能力，其中目前的展現(xiàn)形式較為機械化，本質(zhì)上是信號集中監(jiān)測系統(tǒng)自身智能分析的存儲的案例經(jīng)驗庫、知識點等有一些欠缺，不能靈活的應對現(xiàn)場復雜的信號設備產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)曲線、報警信息等，還需進一步完善。后期需要從信號系統(tǒng)的整體情況，綜合性的分析和比較，提供對故障現(xiàn)象的分析，例如針對現(xiàn)場道岔失表示等故障，可以結(jié)合電源屏、表示回路中的電路情況、以及動作回路中的電流電壓情況，進行數(shù)據(jù)收集和智能分析，為維護人員提供較清晰的故障分析原因和指明大致的故障點，協(xié)助現(xiàn)場人員快速實現(xiàn)故障定位和處理。

3.2? 增加監(jiān)測系統(tǒng)的功能

在既有基礎上，拓展監(jiān)測系統(tǒng)的功能也是非常有必要的。例如由于自然環(huán)境（冰雪、石渣、巖體脫落）的影響，有時會造成道岔尖軌與基本軌之間卡組，所以增加尖軌視頻監(jiān)測也很重要。其次監(jiān)測系統(tǒng)中還可以增加動態(tài)環(huán)境監(jiān)測、列控軌道電路維護機信息監(jiān)測、按鈕操作監(jiān)測和板卡級監(jiān)控等功能[5-7]，增強現(xiàn)場設備可維護性。

3.3? 電務綜合監(jiān)測及管理

將構(gòu)建一個包括國體集團、鐵路局和電務段、工區(qū)和設備供應商在內(nèi)的電務綜合管理平臺[7]。通過該平臺對電務部門的各種信息資源整合，也可與其他部門進行信息交互。管理平臺將電務段設置為所有監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心，電務段數(shù)據(jù)中心將所有的作業(yè)管理等信息整合匯總，包含設備管理、生產(chǎn)管理、應急指揮、經(jīng)營管理、網(wǎng)絡辦公、系統(tǒng)維護等內(nèi)容，所有的管轄范圍內(nèi)的應用終端可以WEB方式進行遠程訪問[8，9]。通過電務綜合監(jiān)測及管理平臺對現(xiàn)場監(jiān)測信息進行收集整理并分析，對傳統(tǒng)的作業(yè)操作方式以及作業(yè)操作過程進行一些創(chuàng)新和優(yōu)化，提高站段作業(yè)效率，有力推動鐵路電務信息化建設，整個平臺的管理功能如圖3所示。

3.4? 加強維護人員的管理

配置專業(yè)信號人員，對監(jiān)測系統(tǒng)需要進行定期的維護和管理，機器總會產(chǎn)生問題，如系統(tǒng)中文件發(fā)生故障（數(shù)據(jù)傳輸過程中亂碼），導致工作人員接收不到現(xiàn)場實時正確的信息;或通信通道發(fā)生故障，造成工作人員與現(xiàn)場狀態(tài)不能同步，對車站作業(yè)造成很大影響;或監(jiān)測設備與現(xiàn)場設備信息傳輸故障等等。因此，要配備專業(yè)的維護人員，根據(jù)反饋的狀態(tài)信息及時分析和處理相關故障，做到應急事故的高效、準確和及時的處置。在整體日常維護過程中，需要根據(jù)車站規(guī)模、檢測系統(tǒng)運行情況，合理調(diào)配信號人員[6-8]。

3.5? 增強跨專業(yè)的技術(shù)融合

往往現(xiàn)場出現(xiàn)某一種故障都是由于多種信號設備之間的相關影響和故障疊加導致的，所以需要增強監(jiān)測系統(tǒng)之間的信息融合，打破各個具備自診斷功能設備的信息壁壘，實現(xiàn)關鍵信息共享并利用大數(shù)據(jù)處理和分析，結(jié)合以前的經(jīng)驗內(nèi)容，通過技術(shù)分析實現(xiàn)對現(xiàn)場故障點的分析[9]。例如道岔失表示故障，有可能是電源屏某模塊故障導致的表示電壓不足，又有可能是室內(nèi)道岔表示控制回路的故障，也有可能是室外轉(zhuǎn)轍機的機械故障，是一種多原因的綜合故障，需要監(jiān)測系統(tǒng)中各個不同的監(jiān)測模塊進行綜合比較和聯(lián)合分析，才能夠快速地找到具體的故障原因。

4? 結(jié)? 論

信號集中監(jiān)測系統(tǒng)作為重要的機電設備，其工程應用情況對國內(nèi)普速鐵路的發(fā)展具有積極意義。本文通過介紹信號集中監(jiān)測系統(tǒng)在普速鐵路電務段的應用情況，進一步分析了信號監(jiān)測系統(tǒng)的工程應用問題，對日常的專業(yè)維護提供了有效保證，也為未來信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展提供了借鑒作用。

參考文獻：

[1] 劉賀軍，胡亞峰.鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)研究 [J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2013，10（5）：20-25.

[2] 郭亞萍.電務段信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的維護探討 [J].數(shù)字通信世界，2019（10）：243.

[3] 焦陽.微機監(jiān)測采集原理及調(diào)試維護要點 [D].北京：中國鐵道科學研究院，2017.

[4] 付冬琴.論鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的應用與發(fā)展 [J].中國新通信，2018，20（16）：116.

[5] 王曉鵬.鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的分析與運用 [J].人民交通，2019（6）：71-72.

[6] 李變芳.信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的運用和管理 [J].太原鐵道科技，2013（1）：46-48.

[7] 李鴻強.試論鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的應用與發(fā)展 [J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2016（2）：212.

[8] 陶俊宇.信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的研究和應用 [D].北京：中國鐵道科學研究院，2021.

[9] 任小東，張永麗，牛旭龍.鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)安全隔離機制研究 [J].鐵道通信信號，2020，56（3）：22-24.

作者簡介：韓東輝（1972—），男，漢族，內(nèi)蒙古包頭人，中級工程師，本科，研究方向：鐵道信號及自動控制。