基于信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的生產(chǎn)管理

何 岸

基于信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的生產(chǎn)管理

何 岸

摘 要：信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，利用信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)信號(hào)設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)的不間斷采集、分析處理和預(yù)報(bào)警功能，可以提高信號(hào)設(shè)備維護(hù)和維修的效率。結(jié)合我段信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)用情況，闡述了利用信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提高信號(hào)設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量和減少故障率的工作方法，同時(shí)提出了信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能分析功能的必要性。

關(guān)鍵詞：信號(hào)集中監(jiān)測(cè);預(yù)警;報(bào)警;知識(shí)庫(kù)

鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是面向鐵路信號(hào)維護(hù)領(lǐng)域、集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、通信、處理、控制、協(xié)調(diào)、圖文顯示為一體的綜合性維護(hù)支持和信息監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是保證行車(chē)安全、加強(qiáng)信號(hào)設(shè)備及其結(jié)合部監(jiān)控管理和健康維護(hù)支持的重要行車(chē)安全設(shè)備，是信號(hào)設(shè)備維護(hù)的“黑匣子”。當(dāng)信號(hào)設(shè)備工作偏離預(yù)定界限或出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，避免因信號(hào)設(shè)備故障或違章操作而影響列車(chē)的安全、正點(diǎn)運(yùn)行。

目前我段已經(jīng)在所有車(chē)站建成了信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋車(chē)站、工區(qū)、車(chē)間和電務(wù)段各主要一線生產(chǎn)部門(mén)，在日常生產(chǎn)管理中發(fā)揮了重要的作用。

1 圍繞集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建閉環(huán)維護(hù)管理

經(jīng)過(guò)鐵路生產(chǎn)力布局調(diào)整與管理體制上一系列重大改革，電務(wù)工作面臨新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也遇到一些新的難題。電務(wù)段管理的信號(hào)設(shè)備分布點(diǎn)多、管理的線路長(zhǎng)，而主要技術(shù)人員和管理人員相對(duì)集中;另外，新的信號(hào)設(shè)備不斷上馬，現(xiàn)場(chǎng)工區(qū)人員進(jìn)行電氣特性測(cè)試、故障處理時(shí)的能力需要提高。為了有效發(fā)揮信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用，段內(nèi)建立了基于信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的閉環(huán)維護(hù)管理制度。

1.強(qiáng)化信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備管理。在項(xiàng)目實(shí)施階段，由于信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是電務(wù)系統(tǒng)自己用的設(shè)備，在工程項(xiàng)目開(kāi)通和調(diào)試過(guò)程中，施工單位容易忽視而更多關(guān)注信號(hào)主體系統(tǒng)的調(diào)試和開(kāi)通工作。為此，需加強(qiáng)信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施質(zhì)量檢查，確保項(xiàng)目開(kāi)通時(shí)信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也同步開(kāi)通運(yùn)用。同時(shí)組織車(chē)間和工區(qū)的人員同步培訓(xùn)和學(xué)習(xí)信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)知識(shí)，便于有效運(yùn)用。

2.完善信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的調(diào)閱分析制度，強(qiáng)化閉環(huán)管理。制定《電務(wù)段監(jiān)測(cè)信息管理辦法》，堅(jiān)持節(jié)假日不間斷調(diào)閱，形成閉環(huán)管理。①對(duì)局級(jí)監(jiān)測(cè)信息，相關(guān)車(chē)間在3個(gè)工作日內(nèi)，將整改、處理情況上報(bào)到電務(wù)段監(jiān)測(cè)中心，及時(shí)復(fù)核反饋;②段、車(chē)間每日調(diào)看發(fā)現(xiàn)的監(jiān)測(cè)問(wèn)題，全部納入監(jiān)測(cè)信息處理平臺(tái)，督促相關(guān)部門(mén)、車(chē)間、工區(qū)組織處理;③電務(wù)段監(jiān)測(cè)中心將每日調(diào)閱發(fā)現(xiàn)問(wèn)題數(shù)量及嚴(yán)重問(wèn)題納入段日交班。電務(wù)段監(jiān)測(cè)中心每月收集整理制作典型監(jiān)測(cè)案例，以PPT的形式為現(xiàn)場(chǎng)一線信號(hào)人員進(jìn)行“微機(jī)監(jiān)測(cè)運(yùn)用、分析”宣講培訓(xùn)。

2 利用集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備隱患

通過(guò)對(duì)信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析和調(diào)閱，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理了多處信號(hào)設(shè)備隱患。包括：①電纜絕緣問(wèn)題;②道岔動(dòng)作曲線不正常，如工務(wù)框架不良、調(diào)整不當(dāng)、鉤頭別勁、小電機(jī)不良、工務(wù)滑床板吊板、缺口變化，高速道岔分中不好、工務(wù)滑床板滾輪抱死等;③軌道電壓超標(biāo)，原因包括絕緣和桿件不良等;④電源設(shè)備問(wèn)題;⑤移頻、站內(nèi)電碼化、電容不良問(wèn)題;⑥信號(hào)機(jī)燈絲電流不良等。

對(duì)發(fā)現(xiàn)的信號(hào)設(shè)備隱患，安排技術(shù)人員及時(shí)處理，同時(shí)將處理的結(jié)果信息都整理成經(jīng)驗(yàn)庫(kù)，做為培訓(xùn)和日常分析時(shí)參考，也為智能分析功能的實(shí)現(xiàn)提供知識(shí)庫(kù)。

舉例：某站在調(diào)閱分析時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)軌道功出電壓與主軌出電壓同步波動(dòng)變化，功出電壓在138～82 V間波動(dòng) (圖1)，主軌出電壓在532～274 mV間波動(dòng)。經(jīng)查發(fā)現(xiàn)組合架之間連接線頭有毛刺，造成接觸不良，在U碼與其他低頻之間轉(zhuǎn)換時(shí)無(wú)低頻輸出，導(dǎo)致發(fā)送盒瞬間無(wú)功出，主軌出電壓隨功出電壓瞬間下降，將連接線重新插接后問(wèn)題消除。

圖1 波動(dòng)時(shí)的抓圖

3 信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息智能分析探索

信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，使信號(hào)技術(shù)人員能全面獲取全站信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)信息和報(bào)警信息，有利于準(zhǔn)確分析設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)。但也帶來(lái)另外一個(gè)問(wèn)題：全面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量，使人工調(diào)閱分析工作量很大。需要研制用計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行智能分析的系統(tǒng)，自動(dòng)獲取設(shè)備預(yù)警，實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備的故障診斷。為解決這個(gè)問(wèn)題，我段組織技術(shù)專(zhuān)家與信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廠家一起進(jìn)行了智能分析系統(tǒng)的研制工作。

3.1 智能分析系統(tǒng)的功能

基于集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的智能分析功能是在分散的、孤立的、斷續(xù)的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)的、綜合的、連續(xù)的事物變化規(guī)律，用人工智能分析技術(shù)，按照信號(hào)設(shè)備的邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的數(shù)據(jù)分析。智能分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)二大功能：對(duì)信號(hào)設(shè)備隱患的預(yù)警和信號(hào)故障時(shí)的診斷。

1．智能分析的預(yù)警，是利用信號(hào)設(shè)備的規(guī)律性、經(jīng)驗(yàn)性的推理手段和邏輯，以及橫向比較、關(guān)鍵點(diǎn)的關(guān)鍵路徑等方法加以分析判斷，發(fā)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備的異常狀態(tài)和隱患，提示使用人員問(wèn)題出現(xiàn)，并形成預(yù)警報(bào)告。

2．故障診斷功能，是當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能捕獲報(bào)警，并通過(guò)對(duì)采集信息的分析和推理，按照定義的規(guī)則定位故障位置和原因。

3.2 智能分析系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

智能分析功能的邏輯處理如圖2所示，根據(jù)信號(hào)設(shè)備分析需求的特點(diǎn)，分成4種不同的分析方式。

圖2 智能分析功能的邏輯處理圖

1．專(zhuān)家系統(tǒng)推理機(jī)是利用專(zhuān)家系統(tǒng)的思路，結(jié)合信號(hào)技術(shù)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)庫(kù)，它實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備故障分析的“推理機(jī)”和“知識(shí)表述”?！巴评頇C(jī)”從數(shù)據(jù)緩存區(qū)獲取數(shù)據(jù)，并根據(jù)“知識(shí)庫(kù)”中預(yù)存的邏輯解析分析數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)是否滿足“知識(shí)表述”故障特性，滿足特性則報(bào)警。它實(shí)現(xiàn)了信號(hào)智能分析的通用性和可擴(kuò)展性，無(wú)論信號(hào)設(shè)備如何變化、分析方法如何變化，軟件和體系結(jié)構(gòu)不會(huì)受影響，只需要用“知識(shí)庫(kù)描述工具”把“處理邏輯”描述出并存儲(chǔ)入“知識(shí)庫(kù)”中即可。

2．特定邏輯分析器是對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)推理機(jī)的補(bǔ)充，該“分析器”是針對(duì)“知識(shí)表述”無(wú)法描述的邏輯。對(duì)于這種邏輯，“分析器”用高級(jí)編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)邏輯，并將“分析器”接入到預(yù)先定義的處理邏輯中，使得系統(tǒng)不間斷地調(diào)用“分析器”完成實(shí)時(shí)分析功能。

3．對(duì)于“單個(gè)采集點(diǎn)”也需要有適應(yīng)鐵路信號(hào)設(shè)備特點(diǎn)的模型用于分析預(yù)警和報(bào)警。日曲線分析算法總結(jié)出4種模型，可分析出“超限”“異常波動(dòng)”“趨勢(shì)變化”“突變”4種故障特性。

4．曲線分析算法主要針對(duì)于特定的曲線，這種“曲線”的特點(diǎn)是采集數(shù)據(jù)的時(shí)間域有限，例如“道岔動(dòng)作曲線”。

智能分析系統(tǒng)已經(jīng)在良江站和侖墟站2個(gè)車(chē)站試點(diǎn)運(yùn)用，達(dá)到了預(yù)期的效果。現(xiàn)正在分析和總結(jié)，準(zhǔn)備推廣到其他車(chē)站運(yùn)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在我段的運(yùn)用，提高了南寧電務(wù)段一線技術(shù)人員對(duì)信號(hào)設(shè)備維護(hù)和維修的效率，有效地降低了信號(hào)設(shè)備故障率。同時(shí)在信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)既有功能的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展和實(shí)現(xiàn)智能分析功能，推進(jìn)了信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)修。

［1］韓家煒，堪博．?dāng)?shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù)(第2版)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007．

［2］中華人民共和國(guó)鐵道部．運(yùn)基信號(hào)［2010］7092010．關(guān)于印發(fā)鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)條件的通知［R］.2010．

Abstract:The Centralized Signal Monitoring(CSM)system has been widely used．It can acquire and analyze the running status of signal equipment in a real time manner and give off pre-warning and alarm．The use of CSM can improve the efficiency of signal equipment maintenance and repair．Base on the use of CSM in our organization，It is illustrated how to improve the operating quality of signal equipment and the method of reducing the failure rate of signal equipment．And the necessity of using CSM to provide intelligent analysis functions is proposed．

Key words:CSM;Pre-warning;Alarm;Knowledge Base

何 岸：南寧鐵路局南寧電務(wù)段 工程師 530001 南寧

2012-10-21

(責(zé)任編輯：張 利)