王歡 張繼承

摘? 要：集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是鐵路信號(hào)設(shè)備安全的重要保障，是信號(hào)設(shè)備實(shí)現(xiàn)“預(yù)防修”和“狀態(tài)修”相結(jié)合的必要手段。但是隨著大量設(shè)備接入集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，造成報(bào)警頻繁，信息量多、準(zhǔn)確性低。針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)監(jiān)測(cè)信號(hào)設(shè)備的運(yùn)用狀態(tài)，將采集數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，篩選有效報(bào)警信息，發(fā)揮監(jiān)測(cè)故障預(yù)警優(yōu)勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備隱患，確保信號(hào)設(shè)備安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，有效保障高鐵行車(chē)安全。

關(guān)鍵詞：集中監(jiān)測(cè);數(shù)據(jù)分析;報(bào)警處理;軌道電路;道岔

中圖分類(lèi)號(hào)：TP274.2? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）16-0028-03

Application of Data Analysis in Centralized Signal Monitoring and Alarm

WANG Huan，ZHANG Jicheng

（Xian High Speed Railway Infrastructure Section of China Railway Xian Group Co.，Ltd.，Xian? 710016，China）

Abstract：The centralized monitoring system is an important guarantee for the safety of railway signal equipment，and a necessary means for the signal equipment to realize the combination of “preventive repair” and “condition repair”. However，as a large number of devices are connected to the centralized monitoring system，it causes frequent alarms，large amounts of information，and low accuracy. In response to these problems，by monitoring the operating status of the signal equipment，comparing and analyzing the collected data with historical data，screening effective alarm information，giving full play to the advantages of monitoring failure early warning，timely discovering and handling equipment hidden dangers，ensuring the safe，reliable and stable operation of signal equipment，Effectively guarantee the safety of high-speed rail traffic.

Keywords：centralized monitoring;data analysis;alarm processing;track circuit;turnout

0? 引? 言

信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是監(jiān)測(cè)高速鐵路信號(hào)設(shè)備狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患、分析故障原因，加強(qiáng)設(shè)備結(jié)合部管理、反映設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)提高設(shè)備維護(hù)水平和維護(hù)效率的重要信號(hào)設(shè)備。信號(hào)集中監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)對(duì)象為道岔、軌道電路、信號(hào)機(jī)、電纜對(duì)地絕緣、漏流等地面設(shè)備及聯(lián)鎖、列控、TDCS/CTC、電源屏等信息設(shè)備，同時(shí)還與防災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)接口監(jiān)測(cè)[1]，并具備三級(jí)報(bào)警功能。

在實(shí)際工作中，根據(jù)《鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則》及《信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)維護(hù)管理細(xì)化措施》高鐵信號(hào)設(shè)備實(shí)行段、車(chē)間、工區(qū)三級(jí)調(diào)看分析制度，每日對(duì)管轄范圍內(nèi)各站所有正線(xiàn)設(shè)備（含區(qū)間）集中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全面調(diào)看分析，分析數(shù)據(jù)處理報(bào)警信息、監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ級(jí)施工及垂直天窗作業(yè)情況和現(xiàn)場(chǎng)故障信息，重點(diǎn)分析監(jiān)測(cè)異常數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、質(zhì)量。及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，防止設(shè)備故障。

但是在日常的監(jiān)測(cè)調(diào)看分析中發(fā)現(xiàn)，某些設(shè)備在同一時(shí)段報(bào)警，以及在一段時(shí)間內(nèi)頻繁報(bào)警等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，尤其是新開(kāi)通線(xiàn)路或者新接入設(shè)備報(bào)警有時(shí)可達(dá)每天數(shù)百次。監(jiān)測(cè)設(shè)備多，干擾信息多，報(bào)警數(shù)量大，處理難度大等問(wèn)題日益突出，迫切需要對(duì)信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警信息進(jìn)行全面梳理、分析、優(yōu)化、處理。

1? 系統(tǒng)報(bào)警存在問(wèn)題分析

信號(hào)集中監(jiān)測(cè)分析的主要數(shù)據(jù)對(duì)象分為狀態(tài)量、模擬量和曲線(xiàn)三大類(lèi)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，狀態(tài)量批量報(bào)警多是由于特定因素導(dǎo)致，如外電網(wǎng)斷相會(huì)導(dǎo)致外電網(wǎng)超限以及電源屏的一系列報(bào)警，網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)異常導(dǎo)致設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)頻繁報(bào)警等。

模擬量超限報(bào)警信息多，主要集中在電源屏、軌道電路、信號(hào)機(jī)等設(shè)備，如上、下限設(shè)置選擇標(biāo)準(zhǔn)不合理、不統(tǒng)一或配置錯(cuò)誤導(dǎo)致的報(bào)警;信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與其他信號(hào)設(shè)備和子系統(tǒng)接口配置文件不一致造成報(bào)警[2]。

曲線(xiàn)對(duì)于道岔異常不能自動(dòng)報(bào)警，需分析人員逐條調(diào)閱曲線(xiàn)進(jìn)行分析。由于高鐵道岔動(dòng)作頻繁，分析人員需要調(diào)閱的曲線(xiàn)數(shù)據(jù)量大，容易忽視對(duì)隱患曲線(xiàn)的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。

段、車(chē)間和工區(qū)通過(guò)建立監(jiān)測(cè)調(diào)看分析臺(tái)帳，瀏覽分析電源屏電壓、日?qǐng)?bào)表、日曲線(xiàn);軌道電路電壓、日?qǐng)?bào)表、日曲線(xiàn);道岔功率、動(dòng)作電流曲線(xiàn);電碼化電壓（包括電流）日?qǐng)?bào)表;信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電流日?qǐng)?bào)表;軌道電路相位角日?qǐng)?bào)表;移頻發(fā)送、軌入電壓日?qǐng)?bào)表;ZPW2000設(shè)備的主軌、小軌電壓日?qǐng)?bào)表及日曲線(xiàn);環(huán)控設(shè)備日?qǐng)?bào)表;站機(jī)與服務(wù)器通信狀態(tài)檢查，對(duì)產(chǎn)生的報(bào)警和預(yù)警信息逐條進(jìn)行記錄。從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、報(bào)表曲線(xiàn)、報(bào)警等信息中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題原因，記錄處理結(jié)果并將處理前后的數(shù)據(jù)對(duì)比。每天處理重點(diǎn)報(bào)警信息，監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，遇到特殊情況，如管內(nèi)有涉及聯(lián)鎖試驗(yàn)的重點(diǎn)作業(yè)及施工時(shí)，增加調(diào)看分析次數(shù)，并由集中監(jiān)測(cè)中心對(duì)天窗結(jié)束后的第一趟列車(chē)的列車(chē)進(jìn)路鎖閉、信號(hào)開(kāi)放、軌道電路電壓及碼型等信息進(jìn)行追蹤盯控分析。

2? 報(bào)警信息數(shù)據(jù)分析及案例

對(duì)各站的信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警信息按電源屏、道岔、軌道電路、信號(hào)機(jī)、外電網(wǎng)、聯(lián)鎖、列控、CTC等設(shè)備分類(lèi)，建立設(shè)備電氣特性數(shù)據(jù)、曲線(xiàn)等分析表，通過(guò)和報(bào)警數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析選取設(shè)備電特性閾值，設(shè)置報(bào)警曲線(xiàn)和設(shè)備運(yùn)行參考曲線(xiàn)，及時(shí)“預(yù)警”設(shè)備故障隱患。

2.1? 電源屏報(bào)警情況分析

以西安北站為例，對(duì)電源屏引入電源電壓與電源電流進(jìn)行分析。

電源屏引入電源電壓：通過(guò)對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)分析，正常情況下電源屏引入電源電壓變化幅度較小。通過(guò)將報(bào)警閾值范圍調(diào)小，使監(jiān)測(cè)預(yù)警更加靈敏，達(dá)到預(yù)防效果。

電源屏引入電源電流：結(jié)合電源屏實(shí)際負(fù)載確定引入電源電流的上、下限報(bào)警閾值[3]。由于異常情況的發(fā)生多由電流上升引發(fā)，需更加注重上限閾值的選取，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患。

2.2? 軌道電路電壓報(bào)警情況分析

軌道電路調(diào)整電壓：將軌道電壓日?qǐng)?bào)表中電壓調(diào)整最高及調(diào)整最低與前期數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，出現(xiàn)紅色報(bào)警或最高、最低值相差較大（大于2 V）的區(qū)段，根據(jù)發(fā)生時(shí)間分析日曲線(xiàn)。

軌道電路分路電壓：將軌道電路月曲線(xiàn)中分路不良曲線(xiàn)與正常電壓分析比較，發(fā)現(xiàn)分路殘壓高的（出現(xiàn)報(bào)警或大于3 V），及時(shí)進(jìn)行分析處理。

區(qū)間設(shè)備發(fā)送電壓：比較移頻發(fā)送電壓日?qǐng)?bào)表中最大值與最小值數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有報(bào)警或相差較大（大于5 V）時(shí)，需進(jìn)一步分析日曲線(xiàn)。

案例分析1：咸陽(yáng)秦都站ZPW2000軌道電路主軌電壓超限報(bào)警，通過(guò)調(diào)看101DG日趨勢(shì)曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)，101DG接收入口主軌電壓在21：57：29由357 mV下降至348 mV，22：10：05電壓由348 mV下降至318 mV，共下降40 mV左右，如圖1所示。101DG接收入口主軌電壓正常的范圍為341 mV～375 mV。

同時(shí)發(fā)現(xiàn)10961AG電壓由439 mV下降至422 mV，下降17 mV左右，也為超限報(bào)警狀態(tài)，查看站場(chǎng)圖發(fā)現(xiàn)，101DG與10961AG為相鄰軌道電路，電壓同時(shí)出現(xiàn)下降，初步分析判斷為分割絕緣問(wèn)題，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)101DG/10961AG南股軌端絕緣3.8 Ω，聯(lián)系工務(wù)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行更換后軌端絕緣24.5 Ω，電壓恢復(fù)正常，防止了故障的發(fā)生。

案列分析2：楊凌南站10608G-ZJS分路殘壓出現(xiàn)報(bào)警，查看日曲線(xiàn)，根據(jù)報(bào)警時(shí)間定位分析10608G-ZJS的接收電壓日曲線(xiàn)，分析發(fā)現(xiàn)車(chē)列出清瞬間，電壓瞬間變化，占用時(shí)分路殘壓為零。同時(shí)10620G-ZJS調(diào)整最高出現(xiàn)報(bào)警，根據(jù)報(bào)警時(shí)間定位分析10620G-ZJS的接收電壓日曲線(xiàn)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)車(chē)列出清瞬間，電壓瞬間變化，出現(xiàn)超高報(bào)警，判斷為有瞬時(shí)干擾造成。通過(guò)對(duì)10620G-XJS和10608G-ZJS小軌接收電壓的調(diào)看，發(fā)現(xiàn)小軌接收電壓不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)20 mV波動(dòng)，對(duì)此共性問(wèn)題，用移頻表監(jiān)測(cè)仍然有電壓波動(dòng)，重點(diǎn)對(duì)室內(nèi)外接地點(diǎn)進(jìn)行檢查，定性為輕車(chē)跳動(dòng)影響，并列入檔案，對(duì)以上區(qū)段問(wèn)題繼續(xù)追蹤。

2.3? 道岔電流曲線(xiàn)報(bào)警情況分析

西安北站道岔采用ZDJ9型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)，其直流電機(jī)動(dòng)作電流基本曲線(xiàn)主要分為4個(gè)區(qū)：

解鎖區(qū)：道岔啟動(dòng)時(shí)電流較大，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)32.9°后帶動(dòng)齒條快完成解鎖。

動(dòng)作區(qū)：道岔解鎖后，完成空動(dòng)距離，帶動(dòng)轉(zhuǎn)轍設(shè)備動(dòng)作。

鎖閉區(qū)：尖軌到位后，啟動(dòng)電路斷開(kāi)，道岔鎖閉，一般鎖閉電流比動(dòng)作電流略大。

緩放區(qū)：道岔鎖閉后，由于繼電器1DQJ具有緩放作用，所以，出現(xiàn)一段為零的直線(xiàn)。

分析道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)使用過(guò)程中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：道岔啟動(dòng)峰值高，說(shuō)明啟動(dòng)電路有短路或半短路情況;解鎖電流大，分析鎖閉圓弧缺油、解鎖時(shí)有卡阻、壓力大、摩擦電流大或道岔重等;動(dòng)作電流大，分析是轉(zhuǎn)換阻力大，如滑床板臟，吊板、桿件蹭枕木，別卡、袖套缺油銹蝕或轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部機(jī)械部件缺油有摩卡現(xiàn)象;鎖閉電流較大，分析是密貼過(guò)緊、尖軌夾異物、吊板、上臺(tái)困難、尖軌入基本軌刨切槽時(shí)卡阻等。

案例分析1：17：01：05調(diào)看臨潼東站8#X3道岔啟動(dòng)曲線(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)道岔反位到定位曲線(xiàn)不良，如圖2所示。立即申請(qǐng)要點(diǎn)上道處理，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，8#X2左右均有0.6 mm吊板現(xiàn)象，8#X3至8#X4、支距跟端均有大于1 mm吊板。處理方式為工務(wù)8#X3前后水平落1 mm，密檢器及其以東四塊枕木水平調(diào)整1 mm。調(diào)整后8#X2及8#X3后吊板現(xiàn)象消失，芯軌整體動(dòng)作均勻，電務(wù)調(diào)整8#X3密貼定位加半圈，處理后調(diào)看曲線(xiàn)良好，如圖3所示，有效預(yù)防了道岔故障發(fā)生，保障了行車(chē)安全。

案例分析2：西安北站146#道岔故障報(bào)警，調(diào)看曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)定位向反位扳動(dòng)時(shí)，道岔轉(zhuǎn)到底近10秒后才給出道岔表示，檢查室外設(shè)備良好，檢查室內(nèi)斷相保護(hù)器吸起在道岔轉(zhuǎn)到底時(shí)近10秒不落下，經(jīng)調(diào)看電流曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)有兩相電源在道岔鎖閉后仍有電流存在，判斷為道岔啟動(dòng)電路中混入了其它電源。經(jīng)檢查，微機(jī)監(jiān)測(cè)電纜絕緣測(cè)試采集線(xiàn)上混入了自閉電源，造成道岔鎖閉后，電機(jī)電路中有電流存在，斷相保護(hù)器不落下而導(dǎo)致表示電路遲遲未能構(gòu)通。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，此處使用的新型的斷相保護(hù)器為斷相保護(hù)線(xiàn)圈與停止繼電器合二為一的設(shè)計(jì)，根據(jù)其原理，判斷為啟動(dòng)電路中混入的其它電源對(duì)斷相保護(hù)器的時(shí)間電路的干擾，使斷相保護(hù)器延遲落下，通過(guò)這個(gè)故障也檢驗(yàn)出了新型的斷相保護(hù)器存在抗干擾性較差的缺陷。

3? 結(jié)? 論

通過(guò)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析采集電壓（或電流）的數(shù)據(jù)波動(dòng)幅度、曲線(xiàn)的波動(dòng)變化、波動(dòng)情況出現(xiàn)的頻率及當(dāng)時(shí)站場(chǎng)的狀態(tài)等，判斷設(shè)備運(yùn)行狀況，排除篩選錯(cuò)誤信息。通過(guò)集中監(jiān)測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)、曲線(xiàn)分析進(jìn)行報(bào)警信息的處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備問(wèn)題及設(shè)備隱患，掌握設(shè)備薄弱環(huán)節(jié)，克服設(shè)備缺點(diǎn)，確保高鐵行車(chē)安全。

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作者簡(jiǎn)介：王歡（1985.04—），女，漢族，河北深澤人，畢業(yè)于石家莊鐵道大學(xué)，信號(hào)專(zhuān)業(yè)工程師，碩士研究生，研究方向：交通信息工程及控制;張繼承（1978.09—），男，漢族，陜西鳳翔人，信號(hào)專(zhuān)業(yè)工程師，正科級(jí)，本科，研究方向：鐵道信號(hào)。