許苗苗

（中國鐵路南寧局集團有限公司南寧車站，南寧530000）

1 引言

信息化、移動化是當(dāng)前高鐵車站設(shè)備設(shè)施維保監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢，它主要希望基于快捷維保方式反映設(shè)備工作狀態(tài)，幫助工作人員第一時間了解掌握設(shè)備工作狀態(tài)，在“互聯(lián)網(wǎng)+”“外聯(lián)網(wǎng)+”新時代，這種設(shè)備設(shè)施的信息化調(diào)整為其本身的故障管理帶來了巨大優(yōu)勢，且它已經(jīng)覆蓋了高鐵車站的所有實用設(shè)備，更好地滿足了高鐵車站的智能化發(fā)展建設(shè)需求。

2 高鐵車站設(shè)備設(shè)施建立移動信息化故障報警管理模塊的現(xiàn)實需求

高鐵車站設(shè)備設(shè)施建立移動信息化故障報警管理模塊追求信息智能化、全覆蓋和無紙化，如此可更好滿足高鐵車站的現(xiàn)代化建設(shè)需求，實現(xiàn)對設(shè)備設(shè)施故障的有效運維管理。具體來講，其設(shè)備設(shè)施建立移動信息化故障管理模塊還希望滿足以下幾點現(xiàn)實需求：第一，建立一套具有感應(yīng)和收集數(shù)據(jù)能力的模塊體系，做到實時采集車站設(shè)備的各種信號內(nèi)容。第二，不斷提升模塊體系的數(shù)據(jù)存儲處理與無線傳輸能力，數(shù)據(jù)在經(jīng)過處理后能夠以無線形式發(fā)送到后臺服務(wù)器端，如此可保證設(shè)備設(shè)施中所有信號數(shù)據(jù)的安全存儲。第三，確保模塊體系具有一定的遠程訪問能力，例如，為高鐵車站工作人員配備隨身便攜式智能移動終端設(shè)備，確保他們在任何時間、任何地點都能對設(shè)備設(shè)施進行遠程監(jiān)控。第四，如果模塊體系中數(shù)據(jù)信號監(jiān)測出現(xiàn)任何異常，系統(tǒng)可快速對設(shè)備故障進行識別處理，將故障信息發(fā)送到終端用戶位置，由技術(shù)工作人員快速對設(shè)備進行維修，降低設(shè)備設(shè)施故障風(fēng)險性，同時提高故障處理效率。第五，模塊體系在設(shè)計方面追求界面清晰、數(shù)據(jù)更新實時性較強、操作相對便捷，特別強調(diào)對良好人際交互能力的有效優(yōu)化應(yīng)用。

結(jié)合上述高鐵車站建設(shè)設(shè)備設(shè)施故障管理系統(tǒng)的實際需求，文中也希望設(shè)計一套圍繞移動客戶終端為基礎(chǔ)的操作便捷且實用性能較高的高鐵車站設(shè)備設(shè)施維保監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠真正將車站設(shè)備融入軟件開發(fā)應(yīng)用中，有效保證車站運營效率與服務(wù)質(zhì)量的雙向提高[1]。

3 高鐵車站設(shè)備設(shè)施建立移動信息化故障報警管理模塊的設(shè)計流程

高鐵車站設(shè)備設(shè)施設(shè)計建立移動信息化故障報警管理模塊追求全面集中管理，利用后臺服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)采集模塊監(jiān)測信息，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)對所監(jiān)測到的異常數(shù)據(jù)內(nèi)容進行診斷分析，將診斷結(jié)果與維護意見以文本形式推送到移動客戶終端。以下詳細介紹了該模塊的設(shè)計流程。

3.1 設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)提取

設(shè)備運營狀況中進行故障診斷目的在于根據(jù)設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)所得出的結(jié)論展開運維管理。一般情況下，高鐵車站中的設(shè)備設(shè)施故障管理采用二進制數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換字符串形式，而字符串形式數(shù)據(jù)本身無法進行計算，因此，需要對數(shù)據(jù)實施JSON格式轉(zhuǎn)換，以方便快速提取設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)內(nèi)容[2]。

3.2 設(shè)備故障內(nèi)容診斷

針對設(shè)備故障診斷，它要求后臺服務(wù)器端在大量接收數(shù)據(jù)后采用人工智能（AI）技術(shù)進行進一步的智能化故障診斷，圍繞多傳感器設(shè)備監(jiān)測值分析設(shè)備設(shè)施產(chǎn)生故障的各種原因。

3.3 設(shè)備故障診斷結(jié)果顯示

在顯示設(shè)備設(shè)施故障診斷結(jié)果時，需要經(jīng)過后臺服務(wù)器端進行診斷，并將診斷結(jié)果直接推送給相應(yīng)用戶界面，簡化維保過程，提高維保效率[3]。

在后臺服務(wù)器對前端傳感器采集數(shù)據(jù)過程中主要對其中所存在的異常數(shù)據(jù)進行診斷，并將診斷結(jié)果以維護意見形式推送到模塊中，最后在終端主界面上呈現(xiàn)黃色閃電標識提醒設(shè)備設(shè)施運維故障問題。技術(shù)工作人員根據(jù)這一反饋查詢出故障設(shè)備的發(fā)生原因與維護意見，由此實現(xiàn)對設(shè)備的有效運維管理。

4 高鐵車站設(shè)備設(shè)施故障分析與管理系統(tǒng)應(yīng)用

高鐵車站的設(shè)備設(shè)施故障內(nèi)容較多，以車站站臺內(nèi)照明設(shè)備為例，其包括道岔故障、軌道電路故障以及信號機故障等。以下以車站站臺內(nèi)照明設(shè)備故障為例展開分析。

4.1 照明設(shè)備故障問題分析

在高鐵車站設(shè)備設(shè)施中照明設(shè)備承擔(dān)主要站內(nèi)照明任務(wù)，但是照明設(shè)備由于長期工作在日常運行工作過程中，容易出現(xiàn)各種故障問題，例如，照明設(shè)備主燈斷絲報警，此時需要查看燈絲電流曲線，如果曲線明顯升高，則燈泡會出現(xiàn)斷絲問題，此時需要盡快申請更換主燈泡。另一方面，如果照明設(shè)備滅燈，則需要查看點燈單元是否存在故障，細致分類點燈單元中是主燈還是副燈出現(xiàn)了斷絲故障。

結(jié)合上述兩項問題分析故障成因，首先某些高鐵車站采用了質(zhì)量不過關(guān)的燈泡，短期運行工作就會出現(xiàn)斷絲故障；其次設(shè)備電氣特性調(diào)整不到位，如出現(xiàn)了燈端電壓或燈絲電流較高問題[4]。

4.2 照明設(shè)備故障管理方法

高鐵車站中照明設(shè)備與軌道電路相連，要基于軌道電路信號采集原理監(jiān)測照明設(shè)備運維狀況，特別是對軌道電路發(fā)送器中所發(fā)送的電流、載頻、低頻等內(nèi)容進行分析。其測量精度大概控制在電壓±1%、電流±2%、載頻±0.1Hz、低頻±0.1Hz，所采用的測試方法主要是周期≤1s的站機周期巡測，依據(jù)軌道占用狀態(tài)進行動態(tài)信號測試，采樣周期則設(shè)置為250ms 左右。針對設(shè)備中移頻信號的動態(tài)發(fā)送與采集需要圍繞上下邊頻、低頻調(diào)制頻率等展開，做到精確測量。當(dāng)共模干擾與噪聲影響被大幅度削減后，結(jié)合差動放大后的移頻信號進行進一步監(jiān)測，分兩路防止移頻信號的長距離傳輸失真、信噪比下降等不利問題，必要時還需要采用差分輸入測量電路。針對列車照明設(shè)備點燈回路電流的監(jiān)測，需要采用2X 采集模塊進行采集，主要分為單孔和雙孔采集模塊兩種。針對采集模塊所采集到的模擬量信號與點燈電流采集板相關(guān)聯(lián)，在采集板上處理信號后上送高鐵車站設(shè)備設(shè)施平臺[5]。

5 高鐵車站照明設(shè)備的故障管理案例簡析

某高鐵車站照明設(shè)備采用主副燈泡燈座，其中主燈泡斷絲直接轉(zhuǎn)點副燈泡，它可控制臺燈斷絲并報警。技術(shù)工作人員在日常利用計算機監(jiān)測其工作狀態(tài)曲線時發(fā)現(xiàn)了某照明設(shè)備燈絲電流突然變高，這說明燈絲即將出現(xiàn)斷絲故障。因此，當(dāng)天技術(shù)工作人員就更換了主燈泡，避免了主燈泡斷絲報警情況發(fā)生。

在處理這一照明設(shè)備故障過程中，需要首先掌握照明設(shè)備的基本電氣特性參數(shù)，包括了解照明設(shè)備所采用的燈絲繼電器型號與電流調(diào)整范圍。一般來說，燈絲繼電器的電流調(diào)整范圍為100~150mA，區(qū)間照明設(shè)備的燈絲繼電器工作電流調(diào)整范圍為140~160mA，如果達不到調(diào)整范圍就說明照明設(shè)備容易出現(xiàn)燈端電壓過高或過低故障問題，所以需要對燈端電壓數(shù)據(jù)進行測試分析。在測試分析過程中需要了解燈端電壓是否過高或過低，特別是高壓所造成的燈絲斷絲問題需要格外注意，如果發(fā)現(xiàn)故障隱患情況需要對燈端電壓進行及時調(diào)整，將其調(diào)整到標準范圍。

6 結(jié)語

當(dāng)前我國高鐵車站快速發(fā)展，設(shè)備設(shè)施類型不斷豐富，在該過程中建立一套集中故障監(jiān)測系統(tǒng)體系對車站中各種設(shè)備進行運維保護是非常有必要的，它能夠在現(xiàn)場查找隱患并快速實現(xiàn)故障分析與故障處理，有效幫助車站工作人員展開設(shè)備設(shè)施維護檢修工作，將原本復(fù)雜的問題簡單化，提高高鐵行車安全、經(jīng)濟效益與社會效益。