上海電氣泰雷茲交通自動化系統(tǒng)有限公司 上海 201206

前言

信號集中監(jiān)測系統(tǒng)(CSM)作為信號系統(tǒng)自動化測試與智能化維護(hù)的關(guān)鍵信號設(shè)備，在鐵路當(dāng)中有著廣泛應(yīng)用。但是城市軌道交通與鐵路系統(tǒng)有著很大區(qū)別，所以CSM系統(tǒng)在城市軌道交通系統(tǒng)中的應(yīng)用并不多。本文所提出的監(jiān)測模式打破了原模式中各在線監(jiān)測系統(tǒng)的封閉性，使用戶能夠更便捷高效地獲取信息。

1 信號監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀分析和系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)設(shè)計分析 結(jié)合城市軌道交通按線路建設(shè)、維護(hù)、管理的特點，信號維護(hù)支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計也需要圍繞這些特點進(jìn)行。在運營總部設(shè)置MSS中心，將各條線路MSS中心進(jìn)行接入，同時結(jié)合實際的運維需求，設(shè)置一定數(shù)量的信號分部與運營總部終端；每一條線路均需增設(shè)線路MSS中心，作用在于接入該線路內(nèi)的所有MSS車站分機，結(jié)合實際需求設(shè)置一定數(shù)量的信號分部或工班終端；每個車站單獨設(shè)置MSS車站分機。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計作為系統(tǒng)開發(fā)工作中的基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合城市軌道交通特點，將控制中心布設(shè)在車輛段之處，保證所有工作環(huán)節(jié)都要經(jīng)過客戶端去處理，然后將數(shù)據(jù)傳給服務(wù)器，從而提高客戶端的響應(yīng)速度。另外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)均存儲在計算機設(shè)備內(nèi)，包含設(shè)備維護(hù)檢修記錄、出廠參數(shù)等，此類信息的收集與審視都能利用數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)。結(jié)合城市軌道交通信號設(shè)備按線路管理的特點，對監(jiān)測信息的分析與審視也需要按照線路去劃分，因此也設(shè)計出來充分適應(yīng)該管理模式的信號維護(hù)支持系統(tǒng)軟件架構(gòu)。信號維護(hù)支持系統(tǒng)軟件架構(gòu)與鐵路存在極大差異，最明顯的特點就在于對軟件數(shù)量的精簡，核心應(yīng)用軟件只有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用服務(wù)器等，將鐵路系統(tǒng)中原有的通信前置機軟件、終端機軟件等去除掉。通過這樣的全新設(shè)計，強化了數(shù)據(jù)顯示的軟件功能，并且為不同用戶分配不同的權(quán)限，從而能夠?qū)徱暥嗾?、單站、全線路的信號設(shè)備監(jiān)測信息。各車站均部署了數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件，為每一個需要對信息進(jìn)行審視與分析的站點部署數(shù)據(jù)展示軟件，如車站、工班、信號與運營總部等。數(shù)據(jù)展示軟件不僅能夠與數(shù)據(jù)采集軟件集成在統(tǒng)一設(shè)備中，還能夠分別配置在兩臺機器中相互配合。這樣的軟件架構(gòu)設(shè)計，意味著維護(hù)人員能夠在任一數(shù)據(jù)顯示軟件端，對任一車站的信號設(shè)備監(jiān)測信息進(jìn)行查看與分析。

1.2 信號監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀分析 城市軌道交通信號系統(tǒng)傳統(tǒng)監(jiān)測模式主要存在以下不足：監(jiān)測系統(tǒng)較為封閉。各監(jiān)測系統(tǒng)相互獨立，相關(guān)信號系統(tǒng)的數(shù)據(jù)只存活在封閉的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中，一些用戶(如使用辦公網(wǎng)的管理人員)想獲取數(shù)據(jù)，必須到現(xiàn)場工控機上查看。隨著線路增多，及時獲取所有線路實時監(jiān)測數(shù)據(jù)將變得十分困難。數(shù)據(jù)利用率低。相關(guān)數(shù)據(jù)(如報警信息)的利用場景單一，主要應(yīng)用于響應(yīng)故障，故障處理后的數(shù)據(jù)再利用率較低；并且數(shù)據(jù)在磁盤存放的周期較長，一定程度上造成了資源浪費?，F(xiàn)場信息傳遞效率低。監(jiān)測系統(tǒng)信息數(shù)據(jù) 的傳遞方向是單方向性的，即用戶從系統(tǒng)獲取信息。故障信息與現(xiàn)場故障處理人員故障處理信息的傳遞通道上多了調(diào)度員和值班人員一環(huán)，這消耗了一定的信息傳輸時間，導(dǎo)致信息傳輸成本增大。對故障處理的指向性不高。傳統(tǒng)監(jiān)測模式下的故障處置流程主要為：值班人員通過在地鐵內(nèi)部通信軟件生產(chǎn)群上人工填報故障信息，現(xiàn)場維修人員處理后在群上匯報進(jìn)度以便相關(guān)人員跟進(jìn)。若出現(xiàn)生產(chǎn)群信息較多(特別是一定時間段多起故障發(fā)生時)的情況，生產(chǎn)群上的其他信息會對跟進(jìn)某個特定故障的用戶造成干擾。

2 信號設(shè)備監(jiān)測技術(shù)

2.1 FTGS音頻無絕緣控制電路的監(jiān)測技術(shù) FTGS是指“遠(yuǎn)程遙控音頻無絕緣軌道電路”，主要用于軌道電路的空 閑檢測和發(fā)送LZB電碼，即一方面給計算機聯(lián)鎖提供軌道區(qū)段空閑、占用信息；另一方面在軌道區(qū)段占用時，通過軌道電路發(fā)送來自軌旁ATP的報文給車載ATP設(shè)備。按照進(jìn)路方向進(jìn)行劃分，F(xiàn)TGS軌道電路可分成3個方向電路，而且軌道電路的傳送段及接收端電壓會跟隨方向電路的改變而變化，意味著就算采樣點不變，所采集到的信息有可能是接收電壓，也有可能是傳送電壓。通常來講，接收電壓僅有0.3～0.9 V，而傳送電壓則為30～80 V，有著巨大差距，因此在實際監(jiān)測中存在難度。在FTGS軌道電路采集過程中，音頻軌道電流采集單元負(fù)責(zé)對所有項目進(jìn)行監(jiān)測。具體來講，音頻軌道電流采集單元的處理工作方式為“D SP+ARM”的聯(lián)合并行處理方式，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化增益控制及數(shù)字化濾波，同時具備時頻分析、總線通信的作用，對電壓、載頻、低頻進(jìn)行實時監(jiān)測。采取動態(tài)量程的方式進(jìn)行軟件處理，不僅可以確保監(jiān)測范圍更廣，同時也可確保在信號微弱狀態(tài)下?lián)碛懈呔鹊谋O(jiān)測，具備更好的抗電氣化諧波干擾能力、監(jiān)測精準(zhǔn)度、監(jiān)測速度及安全穩(wěn)定性。為了避免出現(xiàn)同頻干擾情況，接收端與傳送端的電壓不能同時采集，而且在分開采集的基礎(chǔ)上每個音頻軌道電流采集單元所采集的兩路電壓工作頻率均不可相等。

2.2 同步環(huán)線的監(jiān)測技術(shù) 同步環(huán)線的主要作用是使列車準(zhǔn)確地停在預(yù)定的位置上，停車精度要求在±0.5m。在安裝了屏蔽門系統(tǒng)之后，同步環(huán)線對準(zhǔn)確定點停車尤為重要，一旦同步環(huán)線故障，對地鐵運營服務(wù)質(zhì)量將產(chǎn)生重大影響。在對同步環(huán)線的監(jiān)測中，主要發(fā)揮作用的是移頻采集單元，每一個移頻采集單元會對1路同步環(huán)線 的電壓、電流信號進(jìn)行檢測，與音頻軌道電流采集單元基本相同，移頻采集單元采取的也是“DSP+ARM”聯(lián)合并行，對于采集到的信息數(shù)據(jù)處理方式也沒有變化。唯一的區(qū)別在于，移頻采集單元能夠通過增設(shè)電流傳感器設(shè)備臺數(shù)的方式去增加電流信號采集路數(shù)。

結(jié)語

綜上所述，城市軌道交通系統(tǒng)中信號設(shè)備有著眾多種類，而且許多信號設(shè)備并未納入鐵路CSM系統(tǒng)的監(jiān)測范圍?，F(xiàn)如今城市軌道交通信號維護(hù)支持系統(tǒng)在眾多地區(qū)地鐵建設(shè)中得到應(yīng)用，并且得到了處理監(jiān)測項目全面、測試精準(zhǔn)度高、軟件功能強大、操作相對簡便等不錯反饋，逐漸成為城市軌道交通信號維護(hù)技術(shù)人員的關(guān)鍵工具。