張鳳啟 上海鐵路局電務處

信號微機監(jiān)測技術的發(fā)展及趨勢

張鳳啟 上海鐵路局電務處

信號微機監(jiān)測系統(tǒng)是鐵路運輸?shù)闹匾熊嚢踩O備。對于進一步提高信號設備的安全可靠性，強化結合部管理，改善和指導現(xiàn)場維修具有劃時代的重要意義。隨著高速鐵路的發(fā)展，聯(lián)鎖、閉塞、列控、TDCS/CTC等信號設備隨之發(fā)生技術變革，尤其重要的是隨著監(jiān)測對象的增加，監(jiān)測信息量大幅增加，極大提高了維修人員的調閱工作量，極有可能造成因不能及時發(fā)現(xiàn)電氣特性變化而失去預防故障機會的狀況，既有微機監(jiān)測系統(tǒng)亟待發(fā)展與提高，鐵路信號集中監(jiān)測特別是智能分析功能應運而出，從而引發(fā)微機監(jiān)測系統(tǒng)從單純的“儀表”測試功能邁向“診斷”維護功能，切實實現(xiàn)信號設備的“狀態(tài)修”。

微機監(jiān)測；CSM；分析報告；智能分析診斷

1 信號監(jiān)測系統(tǒng)技術的發(fā)展

隨著微機監(jiān)測對象的增加，原微機監(jiān)測系統(tǒng)名稱變更為鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)（CentralizedSignallingMonitoring System，簡稱CSM）。

信號集中監(jiān)測系統(tǒng)是面向高速鐵路及普速鐵路信號領域（其監(jiān)測范圍包括聯(lián)鎖、閉塞、列控、TDCS/CTC、駝峰、電源屏、計軸等信號系統(tǒng)和設備）的綜合性維護支持和信息監(jiān)控網(wǎng)絡平臺，它集實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)字通信、數(shù)據(jù)處理、自動控制、多任務協(xié)調、圖文顯示為一體，為替代了早期的手工測試方式，并通過智能化的預警分析技術和故障診斷技術輔助信號設備的日常維護以及故障處理，提高電務部門維護水平和維護效率。CSM在全路大面積的推廣使用，對于進一步提高信號設備的安全可靠性，強化結合部管理，改善和指導現(xiàn)場維修具有重要意義。CSM是電務安全的“黑匣子”，是信號維修技術的重要突破，是信號維修體制改革的重要技術支撐，是信號設備實現(xiàn)“狀態(tài)修”的必要手段，也是信號技術向高安全、高可靠和網(wǎng)絡化、智能化、信息化方向發(fā)展的重要標志之一。

1.1 目前監(jiān)測技術的發(fā)展特點

1.1.1 設計理念發(fā)生了變化，以信號設備維護為導向進行開發(fā)設計

06監(jiān)測是以“設備監(jiān)測”為導向，輔助一些簡單的報警，為信號維護人員提供永久在線的儀器儀表功能（代替了信號工的體力勞動）；而目前的集中監(jiān)測系統(tǒng)，智能分析系統(tǒng)以“設備維護”為導向，以一位“有經(jīng)驗信號工”的視角，實時發(fā)現(xiàn)設備的故障和異常，從而大大的減輕了維護人員的工作量（減輕了信號工的腦力勞動）。符合鐵路信號監(jiān)測產品智能化的發(fā)展方向。

1.1.2 人性化界面顯示

在實時反映被監(jiān)測設備運用質量的同時，為了更直觀更形象的表現(xiàn)設備的質量，集中監(jiān)測通過系統(tǒng)狀態(tài)圖界面來實時展現(xiàn)站上所有被監(jiān)測設備的狀態(tài)。當設備出現(xiàn)異常時，設備狀態(tài)圖上的相應設備的顏色會變成黃色以進行提醒；當設備發(fā)生故障時，設備狀態(tài)圖上相應設備的顏色會變成紅色并進行閃動提醒。同樣通過設備狀態(tài)圖反映被監(jiān)測設備的接口狀態(tài)（包括通信的狀態(tài)）。在設備狀態(tài)圖上可以進行設備監(jiān)測參數(shù)的關聯(lián)調閱。雙擊某個設備時，可以進入這個設備相關參數(shù)的關聯(lián)界面，同樣接口設備也能進入接口設備的相關聯(lián)界面（見圖1、圖2）。

圖1 既有線設備狀態(tài)圖

圖2 高鐵（客專）站設備狀態(tài)圖

1.1.3快速捕獲設備異常狀態(tài)

智能分析對捕捉到的異常信息采用靈活的推理控制策略，應用專家分析的手段，從一個有經(jīng)驗的信號工（信號維護專家）的角度進行進一步的故障診斷，以實時報警的形式為現(xiàn)場信號維護人員提供及時有效的診斷信息和解決問題的大致方向，能夠簡化維修流程或直接定位故障處所，幫助維護人員迅速發(fā)現(xiàn)故障點，并及時進行處理，進而縮短維修時間，提高維修效率和維修水平。

同時，系統(tǒng)針對歷史的數(shù)據(jù)信息進行數(shù)據(jù)挖掘和智能分析，結合系統(tǒng)中各類實時信息和歷史信息，進行設備趨勢預警和預防性維修警示，從而為維護人員提供科學的養(yǎng)護依據(jù)。

1.2 目前監(jiān)測的日常維護特點

相對既有監(jiān)測的日常維護模式，集中監(jiān)測主更關注電氣特性管理和故障分析，同時繼承了既有監(jiān)測的實時監(jiān)測功能。

1.2.1 便捷性電氣管理報告

（1）設備運行日報告

為便于信號設備的管理維護，智能分析系統(tǒng)能對設備運行狀態(tài)進行分析，把幾日內發(fā)生的報警進行統(tǒng)計分析，形成分析報告，使維護人員和管理人員對站上設備的使用情況做到整體上的把握，便于掌握維修工作的重點。

設備運行狀態(tài)分析功能體現(xiàn)在分析報告部分，界面如圖3所示。

圖3 分析報告

在分析報告中能對報警進行分析總結，提醒維護人員哪些報警沒有進行處理；還可以對當天應該瀏覽但未瀏覽的報表進行匯總等。界面中藍色的字體都是超鏈接，點擊后會彈出相應的界面對超鏈接的內容進行處理，如：點擊未處理報警時，會彈出報警處理界面；點擊未瀏覽的報表時，會彈出需要瀏覽的報表。報警處理界面見圖4。

（2）設備故障處理日志維護

維護人員對故障進行查看和分析后，對故障的原因和處理的方式進行選擇或者編寫，系統(tǒng)能自動統(tǒng)計出每種原因的頻次，供維護人員參考，使維護人員有重點的排查原因。設備故障處理日志維護界面體現(xiàn)在報警處理界面，報警處理界面如圖5所示。

圖4 報警處理界面

圖5 報警處理界面

1.2.2 故障分析

（1）實采設備故障分析

對智能分析診斷的結果，維護人員可借助故障分析功能，在同一界面中查看故障時刻、設備所有采集項和相關設備的采集項。把這些和故障有關的采集項放在同一界面中進行展現(xiàn)，使維護人員對故障的原因一目了然，提高故障分析的效率。

（2）智能接口設備故障分析

當接口設備發(fā)生故障時，接口設備示意圖的背景色會根據(jù)報警的級別閃相應的顏色（當接口設備的板卡故障時也能反映到示意圖上），當鼠標移動到示意圖上時，會彈出接口設備狀態(tài)圖（見圖6、圖7）。

圖6 微機聯(lián)鎖設備故障示意

圖7 計算機聯(lián)鎖狀態(tài)圖

2 監(jiān)測系統(tǒng)技術發(fā)展趨勢

2.1 將逐步形成“專家知識庫”

隨著監(jiān)測故障分析的日漸成熟和知識庫的積累，將逐步形成“專家知識庫”，可以對道岔類如：道岔1DQJ不勵磁、道岔2DQJ不轉極、道岔啟動斷路器斷開故障、道岔動作電路斷線、提速道岔斷相（S700K）、道岔無表示時道岔表示斷路器故障、表示電路電容斷線、室外表示電纜短路或二極管擊穿、道岔動作時間等故障現(xiàn)象進行相對客觀的分析和故障定位，同樣對軌道和信號機亦可形成類似的"專家知識庫"，以便更利于指導維修人員的日常工作。

2.2 自定義報警平臺

各路局或站段結合具體站點的實際情況，自行定義該站的報警平臺，自定義報警平臺（開放的平臺）主要包含如下幾個含義。

針對固有的報警項目，可改變它的報警級別（一、二、三級報警及預警），報警條件。每個報警項目是否發(fā)出聲光報警和桌面提示以及報警記錄直至所有記錄屏蔽，均可自定義。可在平臺的自定義報警向導指引下，新增報警流程、報警項目。

3 結束語

隨著監(jiān)測技術的日漸成熟和知識庫的積累，專家知識庫以及監(jiān)測系統(tǒng)將逐步得到強化和完善，這將對現(xiàn)場信號設備維修管理提供更好的保障。在電務技術裝備向高精尖發(fā)展的進程中，尤其重要的是隨著機車信號、環(huán)境監(jiān)測、CTC/TDCS、DMS、LAIS、視頻監(jiān)測、安全數(shù)據(jù)網(wǎng)、動環(huán)監(jiān)測、綜合網(wǎng)管等監(jiān)測系統(tǒng)的增加，必須充分利用各監(jiān)測系統(tǒng)采集設備提供的數(shù)據(jù)字樣和相關的網(wǎng)絡通道資源，智能挖掘各種分散孤立的海量數(shù)據(jù)，科學地整合于同一平臺實現(xiàn)信息共享，并通過相關的監(jiān)測監(jiān)控分析功能對數(shù)據(jù)進行融合處理，全面實現(xiàn)電務設備動態(tài)監(jiān)測分析、故障診斷、預警分析等功能，最終實現(xiàn)信號設備故障的自動報警、監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時分析、作業(yè)過程的有效監(jiān)督、應急處置的智能決策將是今后監(jiān)測技術發(fā)展的方向。

[1]《鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術條件》（運基信號〔2010〕709號文）：鐵道部運輸局頒布.

[2]信號集中監(jiān)測（CSM）系統(tǒng)維護與使用手冊v2.1：河南輝煌科技股份有限公司.

責任編輯：宋飛 竇國棟
來稿時間：2014-1-20