提高微機(jī)監(jiān)測應(yīng)用效果的探討

張國慶 杜建華 孫國長

提高微機(jī)監(jiān)測應(yīng)用效果的探討

張國慶 杜建華 孫國長

摘 要：總結(jié)微機(jī)監(jiān)測的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)存在人機(jī)對話功能較差、監(jiān)測點(diǎn)少、三級報(bào)警功效差等問題，既影響查看速度和質(zhì)量，又不適應(yīng)故障處理;提出如何規(guī)范狀態(tài)表和對話框、備用端口動(dòng)態(tài)擴(kuò)容及合理設(shè)定報(bào)警上下限值等措施。

關(guān)鍵詞：微機(jī)監(jiān)測;人機(jī)對話;動(dòng)態(tài)擴(kuò)容;報(bào)警

鐵路現(xiàn)場的微機(jī)監(jiān)測很多已經(jīng)由2000版升級到2006版，不僅設(shè)備不斷升級，而且功能也不斷完善。但在施工調(diào)試、日常巡視、信號故障處理過程中，仍發(fā)現(xiàn)了一些不足之處，經(jīng)過認(rèn)真分析，總結(jié)出提高微機(jī)監(jiān)測應(yīng)用效果的幾點(diǎn)設(shè)想。其中，涉及的主要信號設(shè)備類型有：6502電氣集中，UM71無絕緣移頻軌道電路，25Hz相敏軌道電路，ZD6、ZY4、ZYJ7道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)等。

1 應(yīng)用現(xiàn)狀

微機(jī)監(jiān)測的應(yīng)用貫穿于電務(wù)段安全生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，大的涉及設(shè)備故障判斷處理、責(zé)任分析，小的涉及日常巡視、測試狀態(tài)數(shù)據(jù)。隨著微機(jī)監(jiān)測的應(yīng)用，設(shè)備維修周期延長，且正逐步向狀態(tài)修轉(zhuǎn)化，由此可見微機(jī)監(jiān)測的重要作用。但在應(yīng)用過程中還存在以下不足。

1.1 人工巡視工作量大

目前對工區(qū)的巡視規(guī)定：每日早、晚各一次，對軌道、區(qū)間軌道和道岔等十幾類曲線無縫查看，核查報(bào)警。由于需巡視的特性曲線種類較多，且每個(gè)站對應(yīng)的設(shè)備量又是一個(gè)大數(shù)目，二者級聯(lián)數(shù)量平均達(dá)200多個(gè)，而每個(gè)界面只能顯示一個(gè)曲線，全部巡視一遍大約需要1.5 h，可見巡視工作量之大，進(jìn)而影響巡視質(zhì)量。因此，需要減少工作量，規(guī)范工作流程，提高工作效率。

1.2 故障判斷不方便

故障處理需要查看數(shù)據(jù)回放、特性曲線、狀態(tài)表，由于各個(gè)監(jiān)測數(shù)據(jù)不在同一界面，在分析判斷的過程中，只能反復(fù)切換數(shù)據(jù)界面，以時(shí)間為基準(zhǔn)，分析確定故障范圍，過程繁瑣，延誤了對故障范圍的判斷，制約了微機(jī)監(jiān)測的良好運(yùn)用。

隨著微機(jī)監(jiān)測設(shè)備升級，監(jiān)測點(diǎn)雖增多了，但對于瞬態(tài)故障的處理，監(jiān)測點(diǎn)與需檢測點(diǎn)相比仍顯得太少，作用甚小，只能人工監(jiān)視或大量更換器材。

1.3 對三級報(bào)警重視不夠

微機(jī)監(jiān)測的三級報(bào)警是電氣特性超限報(bào)警，有的站報(bào)警數(shù)量每月達(dá)數(shù)十次，經(jīng)分析測試，確認(rèn)絕大多數(shù)為外界因素影響所致。這樣就造成了人們對三級報(bào)警的重視不夠，設(shè)備瀕臨發(fā)生故障的特性變化報(bào)警摻雜在其中，很容易被忽視，降低了智能功效。

三級報(bào)警的上、下限設(shè)置大多是依據(jù)規(guī)定的范圍值，造成實(shí)際值與上、下限差值很大，即使設(shè)備有隱患，已發(fā)生了特性的明顯變化，卻仍不發(fā)生報(bào)警，所以實(shí)際中只能靠增加巡視次數(shù)來彌補(bǔ)。

上述是從應(yīng)用角度分析得出的結(jié)論，那么從性能上看其根本問題就是：人機(jī)對話功能較差;監(jiān)測點(diǎn)少;三級報(bào)警功效不高。

2 分析與解決

2.1 人機(jī)對話

2.1.1 數(shù)據(jù)界面過多

因?yàn)楸O(jiān)測的數(shù)據(jù)類較多，表示形式又分狀態(tài)表和特性曲線，僅一組道岔涉及的界面就有：①狀態(tài)表，包括單操按鈕、單鎖按鈕、1DQJ或1DQJF、歷史記錄狀態(tài)表、表示電壓、動(dòng)作電壓;②曲線，包括定位表示交流電壓、定位表示直流電壓、反位表示交流電壓、反位表示直流電壓、動(dòng)作電流、動(dòng)作電壓等。數(shù)據(jù)界面之多令人生畏。無論是故障處理還是人工巡視，都表現(xiàn)出操作人員瀏覽工作量大，核對不方便，疲勞程度提高，漏項(xiàng)較多等，間接降低微機(jī)監(jiān)測應(yīng)用效果。

2.1.2 界面不能疊加顯示

應(yīng)用中為了進(jìn)行相關(guān)參數(shù)比較，需要打開狀態(tài)表或特性曲線等多個(gè)界面，但又存在：打開的界面如果不關(guān)閉，限定下一個(gè)界面的打開;曲線類界面是唯一的，只能顯示被選擇的一個(gè)曲線，也就是不能實(shí)現(xiàn)疊加顯示，只能以時(shí)間為基準(zhǔn)，反復(fù)交換界面，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)比較。

2.1.3 改進(jìn)方法

針對狀態(tài)表顯示重點(diǎn)不突出、層次不明確、數(shù)據(jù)零亂;名稱類、漢字等重復(fù)顯示太多;同項(xiàng)不同列，無法迅速比較、查看等問題，采取以下措施：

1．規(guī)范狀態(tài)表。①減少漢字說明，突顯數(shù)據(jù)值;②特殊數(shù)據(jù)用不同顏色區(qū)分，容易進(jìn)行比對;③合并同類設(shè)備的項(xiàng)目;④隔行顯示，防止誤讀;⑤標(biāo)注符合信號專業(yè)習(xí)慣和電的傳遞順序;⑥重點(diǎn)突出，簡化界面。舉例說明見表1。

從表1可以看出，一個(gè)移頻區(qū)段的數(shù)據(jù)只用一行就可以顯示，而且數(shù)據(jù)顯示直觀、易查找。表1的界面利用單選鈕選擇，更清楚易查看，為故障處理創(chuàng)造了條件。

2．合并曲線類對話框。規(guī)范曲線類對話框類似于狀態(tài)表，以單項(xiàng)設(shè)備為基準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中顯示，關(guān)聯(lián)的紐帶就是具體設(shè)備，如：1DG區(qū)段的電壓、相位、白光帶、紅光帶。由于道岔、軌道、區(qū)間軌道監(jiān)測點(diǎn)多，設(shè)備數(shù)量大，二者級聯(lián)形成龐大的數(shù)據(jù)群，日常故障也多發(fā)生在此三類設(shè)備中，故是問題的關(guān)鍵，需重點(diǎn)解決。

1)道岔對話框。簡化后的道岔對話框包括3個(gè)界面：故障處理、電流曲線、電壓曲線，利用單選鈕任意選擇、轉(zhuǎn)換。故障處理界面見圖1。

圖1是利用VC6.0編程語言編程，調(diào)取電流曲線文件，并仿真其他參量值的效果圖。對話框一方面用圖形、數(shù)據(jù)顯示各個(gè)相關(guān)參量，另一方面增加道岔組合位置、分線盤的提示內(nèi)容，好似一盤棋服務(wù)于故障處理，達(dá)到綜合利用微機(jī)監(jiān)測數(shù)據(jù)的目的。在電流曲線界面中，可利用復(fù)選鈕增加關(guān)聯(lián)道岔的曲線顯示，如道岔的尖、心關(guān)聯(lián)，18號道岔的多動(dòng)關(guān)聯(lián)，以時(shí)間為基準(zhǔn)，這樣就可以很清楚地發(fā)現(xiàn)設(shè)備異狀來自哪里。電壓曲線包括表示、動(dòng)作電壓日曲線，在此界面中可利用復(fù)選鈕取舍道岔表示定位、反位、交流、直流、動(dòng)作電壓的顯示，起到簡化界面的目的。

2)軌道電路對話框。軌道電壓日曲線可選擇地增加相鄰區(qū)段的電壓曲線顯示，查看關(guān)聯(lián)故障關(guān)系，解決絕緣破損等判斷難題。增加本區(qū)段的白、紅光帶的開關(guān)量狀態(tài)圖，可對比出關(guān)聯(lián)軌道繼電器狀態(tài)、判斷分路不良和測量FDGJ的緩放時(shí)間。對于進(jìn)、出站信號機(jī)防護(hù)的第一區(qū)段，加入信號復(fù)示器的開關(guān)量狀態(tài)圖，可間接測量LXJ的緩放時(shí)間。

表1 移頻軌道狀態(tài)表(Excel仿真)

圖1 道岔對話框 (故障處理界面)

3)區(qū)間軌道電路對話框。區(qū)間軌道將一個(gè)區(qū)段的發(fā)送器、發(fā)送電纜側(cè)、接收端分線盤、軌入和限入電壓曲線一并顯示 (可以選擇取舍)，便于瀏覽，迅速捕捉異狀點(diǎn)。UM71區(qū)段應(yīng)增加G1、G2的曲線關(guān)聯(lián)。

2.2 備用端口

無論集中式、分散式都有一定量的備用端口，處于閑置狀態(tài)，故可以合理地動(dòng)態(tài)利用，具體方法如下。

1．硬件改造。一方面設(shè)備需要檢測的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量巨大，而微機(jī)監(jiān)測的數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)有限。不可能一對一監(jiān)測，另一方面若增加監(jiān)測點(diǎn)，就會(huì)造成成本提高、配線等工作量增大，所以增加監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)有一個(gè)限度。為此可按應(yīng)用類型分別確定端口監(jiān)測性質(zhì)，開關(guān)量按事先定義接好監(jiān)測的負(fù)極JF、KF、KZ、XJF，由于無需增加硬件，故監(jiān)測的數(shù)量可適當(dāng)多些;模擬量包括道岔電流、表示電壓、區(qū)間發(fā)送、區(qū)間接收、站內(nèi)區(qū)段、電源屏的各類電壓等，可按類增加少量傳感器，并與端口配線。所有測試線在需要監(jiān)測時(shí)再連接。

根據(jù)上述定義，可建立備用端口應(yīng)用表，用于區(qū)分說明，防止應(yīng)用錯(cuò)誤。

2．軟件修改。增設(shè)獨(dú)立的開關(guān)量、模擬量曲線備用端口監(jiān)督界面，備用端口數(shù)據(jù)在原監(jiān)測界面處于封閉狀態(tài)，通過選擇來決定端口在備用監(jiān)督界面中的顯示，形成關(guān)聯(lián)界面，服務(wù)于故障監(jiān)測。

3．安全措施。需要監(jiān)測時(shí)，技術(shù)人員按事先端口定義繪制端口應(yīng)用簡易電路圖，雙人復(fù)核，其中KZ、KF類監(jiān)測點(diǎn)選擇電源側(cè)，最大限度保證安全。配線完成后，在站機(jī)上選擇應(yīng)用端口，觀察顯示與測試點(diǎn)的對應(yīng)情況，實(shí)施臨時(shí)監(jiān)測，應(yīng)用完畢及時(shí)撤除配線。

2.3 三級報(bào)警

總結(jié)管內(nèi)部分車站的典型報(bào)警，分析出產(chǎn)生的原因主要有：區(qū)段分路不良、電化干擾、供電接安全地線 (類似封連扼流變壓器半線圈)、外電網(wǎng)電壓波動(dòng)、設(shè)置報(bào)警的上下限不當(dāng) (實(shí)際值與規(guī)定值接近)、設(shè)備有隱患等。其中重點(diǎn)關(guān)注的就是設(shè)備有隱患的報(bào)警。

1．篩選出真正的設(shè)備隱患。區(qū)段分路不良(利用進(jìn)路中區(qū)段間關(guān)聯(lián)關(guān)系判定)和外電網(wǎng)電壓波動(dòng)報(bào)警所占比例較大，所以此部分只報(bào)警提示則可。電化干擾和供電接安全地線是應(yīng)防范并查找原因的，與設(shè)備隱患可歸為一類，不僅報(bào)警且應(yīng)及時(shí)通知工區(qū)。

2．提高主要數(shù)據(jù)監(jiān)測精度。實(shí)際中大多數(shù)故障是先表現(xiàn)出特性變化，然后變化范圍逐漸增大，直至故障，提高報(bào)警精度就可盡量提前報(bào)警，贏得判斷處理隱患的時(shí)間，從管內(nèi)故障統(tǒng)計(jì)分析中發(fā)現(xiàn)電氣故障近半數(shù)屬于此類特性漸變。

對于關(guān)鍵設(shè)備的主要數(shù)據(jù)，如軌道電壓、區(qū)間接收器電壓等，根據(jù)日數(shù)據(jù)的最大偏差量 (軌道電壓取3V，區(qū)間接收電壓取60 mV)，確定報(bào)警上下限稍大于偏差范圍，報(bào)警后應(yīng)立即通知工區(qū)查找原因，在第一時(shí)間將設(shè)備隱患捕捉到。

3．實(shí)行自動(dòng)為主、手動(dòng)為輔設(shè)置上下限。調(diào)整關(guān)鍵數(shù)據(jù)報(bào)警上下限時(shí)，以各自日平均值為基準(zhǔn)，設(shè)定等量偏差，同類型統(tǒng)一調(diào)整，減少工作量，提高設(shè)置的準(zhǔn)確度。其他數(shù)據(jù)報(bào)警的上、下限不修改，保持標(biāo)準(zhǔn)值監(jiān)測范圍，目的是去掉關(guān)聯(lián)數(shù)不修改，保持標(biāo)準(zhǔn)值監(jiān)測范圍，目的是去掉關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的連環(huán)報(bào)警，減少報(bào)警個(gè)數(shù)。

3 應(yīng)用展望

如果上述設(shè)想得以開發(fā)、實(shí)施，顯現(xiàn)的效果會(huì)十分明顯，主要表現(xiàn)在：

1．提高瀏覽速度和質(zhì)量，且疑難故障處理數(shù)據(jù)化，可降低對現(xiàn)場信號工綜合故障處理能力的要求，增加了智能功效。

2．提高了三級報(bào)警的準(zhǔn)確度、靈敏度，對設(shè)備隱患的監(jiān)測更準(zhǔn)確、及時(shí);報(bào)警發(fā)生時(shí)立即通知工區(qū)處理，提高應(yīng)對能力;可以減少工區(qū)日常巡視次數(shù)，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度;另外經(jīng)過界面合理組合，對特定繼電器特性的精確時(shí)間分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱性易損部件故障點(diǎn)，真正為實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)修創(chuàng)造條件。

［1］信號微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)站機(jī)用戶操作手冊．深圳市長龍鐵路電子工程有限公司．2006．

Abstract:According to a summary of microcomputer monitoring applications，some existing deficiencies，such as worse man-machine interaction，less monitoring points，ineffective three level alarm functions，will affect the speed and quality of monitoring views and not adapt to troubleshooting．We proposed some measures to regulate the status tables and dialog box，dynamic expansion of spare ports，and reasonable setting of upper and lower alarm limits．

Key words:Microcomputer monitoring;Man-machine interaction;Dynamic expansion;Alarming

張國慶：北京鐵路局天津電務(wù)段 工程師 300140 天津

杜建華：北京鐵路局天津電務(wù)段 助理工程師 300140 天津

孫國長：北京鐵路局天津電務(wù)段 高級工程師 064000 天津

2012-09-19

(責(zé)任編輯：張 利)