高速鐵路軌道電路安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張菊+鄧麗敏+李文超

摘 要：軌道電路作為高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的重要組成部分，其安全性直接影響鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩托?，本文開(kāi)展高速鐵路軌道電路安全預(yù)警系統(tǒng)的研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道電路工作狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，及時(shí)預(yù)防隱患的發(fā)生，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)修。

關(guān)鍵詞：軌道電路；預(yù)警；設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.265

1 引言

隨著我國(guó)鐵路的飛速發(fā)展，對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的安全性要求也越來(lái)越高，軌道電路作為重要組成部分，其安全性直接影響鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩托?。?jù)調(diào)查，現(xiàn)場(chǎng)鐵路信號(hào)設(shè)備故障中軌道電路故障發(fā)生率居首位，約占信號(hào)故障總數(shù)36%，這顯然不符合現(xiàn)場(chǎng)使用需求和安全性工程理念，及時(shí)開(kāi)展預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究工作，預(yù)防隱患的發(fā)生，真正實(shí)現(xiàn)狀態(tài)修十分有必要。

2 預(yù)警系統(tǒng)概述

預(yù)警是對(duì)故障征兆進(jìn)行監(jiān)測(cè)、識(shí)別、分析、判別和評(píng)價(jià)，并由此給出警示的過(guò)程，如圖1所示。

（1）信息收集過(guò)程要盡量全面，根據(jù)系統(tǒng)特定預(yù)警現(xiàn)象及特點(diǎn)收集所有相關(guān)信息，再運(yùn)用科學(xué)的方法分析研究，篩選出合適的指標(biāo)用于預(yù)警分析與決策；（2）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)確定各預(yù)警指標(biāo)的閾值（即臨界值），用于系統(tǒng)狀態(tài)判定；（3）預(yù)警數(shù)據(jù)獲取通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)過(guò)程實(shí)現(xiàn)；（4）最后通過(guò)有效的綜合分析方法，對(duì)多重信息進(jìn)行分析、判斷，決策得到預(yù)警結(jié)果并輸出。

3 高速鐵路軌道電路安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)高速鐵路軌道電路系統(tǒng)特點(diǎn)，由人機(jī)界面、綜合預(yù)警和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)三部分構(gòu)成軌道電路安全預(yù)警系統(tǒng)，如圖2所示。

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)完成實(shí)時(shí)獲取軌道電路信息，并通過(guò)總線上傳至綜合預(yù)警子系統(tǒng)。預(yù)警數(shù)據(jù)的采集主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)兩部分，其中系統(tǒng)數(shù)據(jù)從信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取，環(huán)境數(shù)據(jù)需通過(guò)安裝相應(yīng)的采集模塊獲取。綜合預(yù)警子系統(tǒng)通過(guò)智能算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和決策，以確定系統(tǒng)當(dāng)前性能情況及設(shè)備狀態(tài)，最終給出相應(yīng)的報(bào)警或預(yù)警信息。人機(jī)界面用于相關(guān)信息的輸入、修改，接收并顯示綜合預(yù)警子系統(tǒng)的輸出結(jié)果。

綜合預(yù)警子系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)傳來(lái)的數(shù)據(jù)后，具體的處理流程如圖3所示。系統(tǒng)首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理與甄別，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)有效性判斷，如果判斷為有效信息，且其值超出報(bào)警臨界值就直接進(jìn)行報(bào)警，若沒(méi)有超限就將數(shù)據(jù)送入綜合預(yù)警子系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的運(yùn)算與決策，最終得到相應(yīng)的預(yù)警等級(jí)結(jié)果，并發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

4 結(jié)論

本文針對(duì)高速鐵路廣泛使用的軌道電路系統(tǒng)，為切實(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中故障頻發(fā)的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了高速鐵路軌道電路安全預(yù)警系統(tǒng)。預(yù)警系統(tǒng)能對(duì)軌道電路系統(tǒng)工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)即將出現(xiàn)的故障情況進(jìn)行預(yù)告，真正實(shí)現(xiàn)狀態(tài)修，這對(duì)于保障鐵路列車行車安全、提高列車運(yùn)行效率具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院青年科研基金項(xiàng)目

項(xiàng)目名稱：客專ZPW-2000A/K系統(tǒng)安全性分析與安全預(yù)警研究

項(xiàng)目編號(hào)：YQ150009