大數(shù)據(jù)時(shí)代鐵路信號(hào)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用思考

陳智

（南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530000）

一、鐵路信號(hào)智能系統(tǒng)概述

在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，我國(guó)的鐵路工程也更加智能化和數(shù)字化，在鐵路建設(shè)中也更加深入地應(yīng)用鐵路信號(hào)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)構(gòu)建智能系統(tǒng)，不斷完善鐵路信號(hào)系統(tǒng)，加強(qiáng)不同信號(hào)設(shè)備之間的協(xié)調(diào)配合。應(yīng)用鐵路信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)主要表現(xiàn)在列車(chē)監(jiān)測(cè)和信號(hào)集中監(jiān)測(cè)兩個(gè)方面，對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，應(yīng)用此系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)列車(chē)的行駛情況，也就是匯集列車(chē)運(yùn)行中不同方向的數(shù)據(jù)。比如將行車(chē)記錄儀安裝在列車(chē)上來(lái)全范圍監(jiān)測(cè)列車(chē)影響，并且與列車(chē)實(shí)時(shí)通訊，掌握列車(chē)員的動(dòng)作和信息等。對(duì)于后者來(lái)說(shuō)，在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，重點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)三級(jí)四層結(jié)構(gòu)組成開(kāi)展集中監(jiān)測(cè)，也就是采集電纜和電源等設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，獲取相關(guān)資料并分析掌握列車(chē)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)列車(chē)故障隱患并開(kāi)展檢修工作，保障列車(chē)的安全和可靠運(yùn)行。

二、鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能

（一）優(yōu)化信號(hào)監(jiān)測(cè)采集點(diǎn)

鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要想充分發(fā)揮其功能就離不開(kāi)對(duì)數(shù)據(jù)的有效采集，通信信號(hào)、控制信號(hào)等各種內(nèi)容都屬于重要的數(shù)據(jù)信息，信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要對(duì)運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，個(gè)別設(shè)備配置在列車(chē)的節(jié)點(diǎn)當(dāng)中，而這些設(shè)備功能時(shí)常會(huì)與信號(hào)監(jiān)測(cè)設(shè)備的功能發(fā)生重復(fù)，弱化微機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備的功能，使鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)難以全面發(fā)揮其作用。因此，優(yōu)化信號(hào)監(jiān)測(cè)采集點(diǎn)的工作是十分重要的。

鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集工作通常是和其他設(shè)備相互配合共同完成的，在對(duì)數(shù)據(jù)的采集和傳遞方面，部分較為先進(jìn)的鐵路信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)已被列控設(shè)備代替。因此，鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集方面的功能，時(shí)常局限在復(fù)制傳輸數(shù)據(jù)中的開(kāi)關(guān)量與模擬量這方面，而其自身很多功能難以得到有效發(fā)揮。為了改善這種情況，可以采用分區(qū)分塊的方法設(shè)置鐵路信號(hào)的采集點(diǎn)，將收集到的信號(hào)歸屬到相應(yīng)的區(qū)域，并對(duì)采集區(qū)所采集到的相關(guān)信號(hào)進(jìn)行同步傳遞。

（二）完善處理低頻信息的功能

相對(duì)于高頻信號(hào)，低頻信號(hào)的隱蔽性更強(qiáng)，觀察難度更大。分析其在鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)中的表現(xiàn)，我國(guó)對(duì)于運(yùn)行中鐵路低頻信號(hào)的處理是不夠完善的，迫切需要依賴(lài)新技術(shù)、新科技，實(shí)現(xiàn)對(duì)已有設(shè)備功能的拓展，使低頻信息和實(shí)際信息全面結(jié)合，進(jìn)一步提升我國(guó)鐵路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為此，要想方設(shè)法理清各個(gè)參數(shù)之間的聯(lián)鎖關(guān)系，保證數(shù)據(jù)信息關(guān)聯(lián)準(zhǔn)確。同時(shí)，要注意將低頻信息納入監(jiān)控中心管理范圍，并以此為依據(jù)開(kāi)展對(duì)數(shù)據(jù)的匯總與分析，幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理問(wèn)題。

（三）合理設(shè)置各監(jiān)測(cè)模擬量的參數(shù)

對(duì)運(yùn)用中的鐵路的各種監(jiān)測(cè)模擬量的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，能夠有效提升監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性、準(zhǔn)確性與真實(shí)性。由于微機(jī)信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)對(duì)大量的關(guān)鍵數(shù)據(jù)做比對(duì)分析，可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障、減少損失。如果所設(shè)置的各個(gè)監(jiān)測(cè)模擬量能夠達(dá)到最佳界值，必然會(huì)在很大程度上增加鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可信度。從另一角度來(lái)說(shuō)，合理設(shè)置各監(jiān)測(cè)模擬量的參數(shù)，必然會(huì)大大提升運(yùn)行中鐵路的安全性和鐵路基礎(chǔ)管理的水平。

三、鐵路信號(hào)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的完善對(duì)策

（一）解決監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享問(wèn)題

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中主要起到數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享的作用，將科學(xué)和完善的數(shù)據(jù)信息提供給各個(gè)列車(chē)以及上級(jí)部門(mén)，并且將全面的數(shù)據(jù)分析結(jié)果和完整的數(shù)據(jù)鏈條提供給車(chē)載和地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，保障全面掌握列車(chē)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況和各路段情況。為此，鐵路監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)就需要構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，做好對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)的分類(lèi)和分配，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)的高效利用。同時(shí)也要加強(qiáng)交通管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享功能，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用來(lái)構(gòu)建大數(shù)據(jù)云平臺(tái)，提升對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)資料的整理和分析效率與準(zhǔn)確性，深入挖掘其中的有效和有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，及時(shí)發(fā)送和播報(bào)實(shí)時(shí)信息。

（二）解決信號(hào)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問(wèn)題

由于目前鐵路信號(hào)系統(tǒng)的監(jiān)控范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，所收集的數(shù)據(jù)也逐漸增多，增加了數(shù)據(jù)管理難度。為了確保信號(hào)系統(tǒng)和調(diào)度指揮的協(xié)調(diào)性，就需要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的數(shù)據(jù)管理，也就是按照標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行命名，通過(guò)數(shù)據(jù)規(guī)范化命名來(lái)防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)亂問(wèn)題，以此來(lái)滿(mǎn)足鐵路信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用要求，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和關(guān)聯(lián)。

（三）構(gòu)建監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集并加強(qiáng)數(shù)據(jù)互聯(lián)

鐵路信號(hào)系統(tǒng)開(kāi)展數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)工作時(shí)包括電務(wù)段從地面設(shè)備到車(chē)載設(shè)備，以及從單個(gè)設(shè)備到總體系統(tǒng)等內(nèi)容，因此所監(jiān)測(cè)收集的數(shù)字量和模擬量比較龐大并且種類(lèi)繁多，這不僅需要構(gòu)建監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集，實(shí)時(shí)和全面監(jiān)測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享，而且還要通過(guò)此系統(tǒng)來(lái)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合分析結(jié)果來(lái)構(gòu)建事故預(yù)警系統(tǒng)，預(yù)防列車(chē)運(yùn)行安全事故的發(fā)生。

四、應(yīng)用微機(jī)監(jiān)測(cè)加強(qiáng)鐵路信號(hào)設(shè)備維護(hù)的有效手段

（一）提高準(zhǔn)備工作的準(zhǔn)確性

前期的精心準(zhǔn)備可以提高設(shè)備的工作質(zhì)量，負(fù)責(zé)人應(yīng)正確認(rèn)識(shí)設(shè)備管理和維護(hù)的重要性，盡可能?chē)?yán)格控制工作過(guò)程，監(jiān)督準(zhǔn)備程序，認(rèn)真分析設(shè)備的未來(lái)工作情況。包括功能要求和故障問(wèn)題，以達(dá)到預(yù)防安裝事故的效果。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備技術(shù)含量高，安全性高，為保障鐵路企業(yè)財(cái)產(chǎn)安全，保障鐵路運(yùn)營(yíng)安全，需要一個(gè)技術(shù)能力強(qiáng)的專(zhuān)家小組來(lái)評(píng)估設(shè)備。為保證鐵路信號(hào)系統(tǒng)在提高設(shè)備可靠性的基礎(chǔ)上取得良好的工作效果，有必要檢查設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)后設(shè)備或樣品的質(zhì)量。對(duì)于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備顯示的能力，為了使鐵路信號(hào)系統(tǒng)中的儀器和設(shè)備能夠在專(zhuān)業(yè)模擬系統(tǒng)中發(fā)揮能力，并相互協(xié)調(diào)工作，有必要通過(guò)模擬試驗(yàn)進(jìn)行深入驗(yàn)證，以便順利實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的形式化操作，同時(shí)能深入了解系統(tǒng)的工作特性，了解系統(tǒng)的錯(cuò)誤缺陷。常見(jiàn)或重要的問(wèn)題是檢查I/O 接口、機(jī)器布局位置、信號(hào)驅(qū)動(dòng)條件等。采用過(guò)程模擬的方式，解決發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，并及時(shí)報(bào)告，問(wèn)題解決后應(yīng)進(jìn)行下一步的仿真操作。在仿真的過(guò)程中，設(shè)備的連接安裝應(yīng)根據(jù)工作結(jié)果認(rèn)真完成，從而保證更好地執(zhí)行軟件命令，并充分給予系統(tǒng)詳細(xì)的反饋。

（二）重視微機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備的日常檢查維護(hù)

為了確保鐵路信號(hào)的安全，應(yīng)合理規(guī)劃日常維護(hù)過(guò)程，嚴(yán)格監(jiān)督日常維護(hù)行為，對(duì)計(jì)算機(jī)CPU、信號(hào)燈燈絲、按鈕端子、鎖芯等具體設(shè)備和部件制定詳細(xì)的管理規(guī)定，使基礎(chǔ)人員能夠正確掌握維修時(shí)間和檢查內(nèi)容，避免在設(shè)備管理過(guò)程中盲目降低警惕，或者是未按照要求每日做檢查報(bào)告。日常維護(hù)管理也要注意保證工作效率，降低消耗成本。另外制定聯(lián)鎖設(shè)備的使用班次和維修周期報(bào)告也是非常重要的，在完成該項(xiàng)工作時(shí)需要根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行方式，盡可能優(yōu)化人員和資源，合理安排維修內(nèi)容。比如某鐵路企業(yè)采取了輪流切換設(shè)備的方式，為停止工作的設(shè)備安排維護(hù)時(shí)間，盡可能地發(fā)揮計(jì)算機(jī)故障的自我監(jiān)測(cè)能力，同時(shí)為了使計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制和自動(dòng)控制，增加多種傳感器來(lái)檢測(cè)電流和溫度，該方法取得了較好的工作成效。

（三）建立數(shù)據(jù)庫(kù)便于分析信息

鐵路信號(hào)設(shè)備主要是信號(hào)機(jī)的基礎(chǔ)，其功能是在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，輔助引導(dǎo)列車(chē)安全到站，維護(hù)鐵路正常運(yùn)營(yíng)，確保列車(chē)的安全操作。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須保證控制信號(hào)水平。信號(hào)機(jī)具有更易感知的鐵路交通指揮控制功能，能保證列車(chē)的正常運(yùn)行。為提高信號(hào)檢測(cè)工作質(zhì)量，對(duì)信號(hào)設(shè)備檢測(cè)技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)就顯得尤為重要。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)機(jī)能夠有效地采集鐵路運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，信號(hào)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息有助于維持信號(hào)設(shè)備的工作效率，同時(shí)微機(jī)監(jiān)控技術(shù)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)多種信號(hào)設(shè)備，它還可以更好地完成存儲(chǔ)和傳輸?shù)挠嘘P(guān)操作，可以根據(jù)用戶(hù)的需求自由地建立數(shù)據(jù)庫(kù)。

（四）解決監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享問(wèn)題

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中主要起到數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享的作用，將科學(xué)和完善的數(shù)據(jù)信息提供給各個(gè)列車(chē)以及上級(jí)部門(mén)，并且將全面的數(shù)據(jù)分析結(jié)果和完整的數(shù)據(jù)鏈條提供給車(chē)載和地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，保障全面掌握列車(chē)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況和各路段情況。為此，鐵路監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)就需要構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，做好對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)的分類(lèi)和分配，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)的高效利用。同時(shí)也要加強(qiáng)交通管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享功能，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用來(lái)構(gòu)建大數(shù)據(jù)云平臺(tái)，提升對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)資料的整理和分析效率與準(zhǔn)確性，深入挖掘其中的有效和有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，及時(shí)發(fā)送和播報(bào)實(shí)時(shí)信息。

五、結(jié)語(yǔ)

為了保證鐵路安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，利用鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以及時(shí)采集運(yùn)行過(guò)程中的信息數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)內(nèi)部分析、判斷，明確各個(gè)環(huán)節(jié)與設(shè)備是否存在故障。通過(guò)電壓曲線(xiàn)和道岔電流曲線(xiàn)，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前鐵路運(yùn)行狀態(tài)下的安全故障，由系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警，通知檢修人員解決安全故障隱患，保證鐵路運(yùn)行在安全狀態(tài)之下，發(fā)揮微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，做好鐵路運(yùn)行安全檢修工作。