高速鐵路信號監測分析及精細化管理的思考

林紹剛 余衛巍 甘勝強

(武漢鐵路局信陽電務段， 信陽 464000)

高速鐵路信號監測分析及精細化管理的思考

林紹剛 余衛巍 甘勝強

(武漢鐵路局信陽電務段， 信陽 464000)

目前信號監測分析系統功能較全面，但監測分析管理粗放化，沒有充分利用現有監測手段指導日常維修。文章通過高鐵區域分析中心建設，主要從監測報警門限標準提高、問題綜合分析精準定位、作業過程卡控等方面入手，充分發揮綜合監測系統功能和分析作用，以達到高速鐵路信號維修精細化管理的目的。通過精細化管理，發揮了信號設備集中監測分析的作用，及時發現設備隱患，預防信號設備故障，提高作業效率，做到作業過程可控，探索了高速鐵路信號維修由“計劃修”向“狀態修”模式轉變的途徑。

高速鐵路； 監測分析； 精細化

1 前言

京廣高速鐵路全線開通后，根據實際情況(管轄鄭武高速鐵路線272 km線路，含4個中間站及14個中繼站)，我們及時成立了高速鐵路區域分析中心，配備專職人員進行監測分析，在中心職能、分析方法、作業卡控上進行了重點實踐，通過三年來高速鐵路區域分析中心有效運作，發現并處理了設備隱患47個，預防了大量的信號設備故障，充分發揮了高速鐵路區域分析中心的作用，確保了京廣高速鐵路信號設備的安全運行。

2 高速鐵路區域分析中心工作職能

高速鐵路區域分析中心主要工作職能有：

(1)查詢分析各種監測終端，上報管內信息分析存在的問題；

(2)負責管內信息分析問題的追蹤；

(3)配合安全生產指揮中心對管內設備異常報警信息及預警信息進行分析及處理；

(4)負責管內維修及施工作業的全過程盯控；

(5)負責中繼站室內信號設備維修工作。

3 高速鐵路區域分析中心工作流程及工作要求

京廣高速鐵路鄭武段主要使用河南輝煌科技10版集中監測、ZPW-2000軌道維護機、LKD2-H型列控維護機、道岔缺口視頻監測系統、環境監測視頻系統等多種監測監控系統。

高速鐵路區域分析中心實行全天24小時實時分析盯控。通過日常監測分析，發現問題，督促落實問題處理，形成閉環。同時通過日常中繼站設備的維護和問題處理，反過來驗證監測分析結果的正確性，提高了高速鐵路區域分析中心分析人員的分析水平，形成良性循環。

為更好的利用監測系統，發揮監測系統的強大功能，結合京廣高速鐵路維修的實際現狀，發現問題，處理問題，將設備隱患消滅在萌芽狀態，防患于未然，確保京廣高速鐵路信號設備安全運行，我們將精細化管理理念引入到日常分析與維修工作之中。首先全員樹立“高速鐵路無小事”，“高速鐵路零缺陷”的目標理念。著重以預防故障，消滅隱患入手，提前發現設備存在的隱患。在現有監測報警標準上提高了要求，從源頭盡早發現問題隱患。再者，重視過程的管理，不管是維修作業過程，還是設備使用中產生的漸變，做到全過程盡在掌握之中，為日常工作決策提供詳實的參考。第三，突出以分析結果指導日常維修工作。大數據分析的結果是維修作業效果的最直接體現，找到數據分析與作業(問題處理)的相關性關系，可提高維修的針對性，提高人員作業效率，起到事半功倍的效果。以下，重點介紹一下我們在報警門限設置、綜合分析、作業卡控上進行的一些嘗試與實踐。

4 高速鐵路區域分析中心的工作實踐與經驗

4.1 監測報警門限的精細設置

以前沿襲普速線信號微機監測系統設置經驗，所有電壓電流監測曲線上下限均為日常實際值的±15%進行設置，經過實際運行分析，此種設置已不適合高速鐵路的安全運行要求，不便于對設備性能變化趨勢的掌握，不利于在設備隱患初期就被及時發現，不利于實施狀態修模式。根據設備日常實際運用情況，按照監測分析精細化的要求，我們有針對性的進行縮小報警上下限范圍，以便于及時發現設備的初期隱患，略舉如下：

(1)電源屏輸出列控電源電壓報警上下限設置為±2 V，電流報警上下限設置為±0.1 A。

電源屏輸出電壓、電流值日常相對穩定，通過分析曲線變化能夠及時發現設備存在的問題，如圖1所示。通過電流分析發現中繼站電源屏輸出電流從日常10 A下降至8 A，監測報警。根據電工原理，說明設備負載發生變化，經查找發現列控電源板TM451內部短路造成列控機柜I路電源總保險掉下(該保險未納入熔絲報警，無報警)，列控系統單系工作，由于中繼站為無人值守站，每月巡檢一次， 一旦另一系再發生故障，將導致該站列控系統整體癱瘓，通過監測分析及時發現設備重大隱患。

圖1 電源屏站內2 000 A電源6輸出電流發生變化

(2)道岔功率曲線以及缺口范圍設置

設置ZYJ7型道岔參考功率曲線及設置上限0.59 kW，通過道岔實時曲線與標準參考曲線進行比較(如圖2所示)，超過上限或與參考曲線存在較大誤差必須在天窗點進行查找原因。

設置道岔表示電壓上下限為±0.5 V，超出范圍即報警進行處理，如圖3所示。

道岔缺口視頻監測系統廠家提供的ZYJ7-J1道岔缺口標準為：(1.5±1.2) mm，高速鐵路區域分析中心根據無砟道床穩固，道岔運行相對穩定等特點，將監測標準提高到(1.5±0.5) mm，即道岔缺口發生微小變化就能夠較早發現，更好的預防設備故障。

4.2 利用多種手段進行綜合分析，精確定位設備隱患

4.2.1 精確定位ZPW-2000A發送器故障

日常監測中發現ZPW-2000A電源1電壓達到24.38 V(如圖4 所示)，明顯超出其他電源1.8 V，通過查看曲線，電源電流緩慢上升，較平時略高，如圖5所示。說明此電源所轄負載發生變化。 結合ZPW-2000A維護機(如圖6所示)。查看此電源所轄的ZPW-2000A發送器功出電壓，發現其中一個ZPW-2000A備用發送器電壓異常(每束ZPW-2000A電源管5個軌道區段的發送器工作)，經現場檢查發現，該問題發送器表面溫度達到65攝氏度以上(設備異常發熱，說明設備性能發生變化)，當即更換后相關曲線恢復正常。說明通過綜合分析，能夠精確定位，找到隱患問題所在。

圖2 故障時道岔動作及功率曲線

圖3 故障時道岔表示電壓曲線

圖4 通過監測發現電源屏輸出電壓超限

圖5 通過監測發現電源屏區間2 000 A電源1輸出電源電流超限

圖6 通過ZPW-2000維護機查看發現備用發送器功出電壓波動設備隱患

4.2.2 精準定位列控設備采集問題

2014年以來，列控系統多次發生因軌道繼電器接點接觸電阻超標造成驅采不一致，導致軌道電路紅光閃帶故障。為吸取教訓，高速鐵路區域分析中心通過遠程登錄列控維護機，定期分析列控維護機監測信息，查看列控采集通道狀態數據，各種板卡運行狀態及通信狀態，發現異常代碼信息(代碼02)如圖7所示。通過采集通道狀態代碼代表的采集設備含義，精確定位采集點，在集中監測沒有報警的情況下，及時發現列控驅采不一致問題，實際是軌道繼電器接點接觸電阻超標造成列控采集不到接點信息問題，通過分析，精準定位，共計更換21臺JWXC-1700型軌道繼電器， 及時消除列控驅采不一致問題，有效的預防了軌道電路紅光帶故障。

4.2.3 通過綜合分析，快速判斷

充分利用ZPW-2000A設備故障分析“五點法”，重點分析軌道電路發送、接收、送受端電纜側、小軌電壓等曲線，快速查找軌道電路電壓波動點。

4.3 根據季節性特點，適當調整設置上下限

高速鐵路中ZPW-2000A軌道電路因季節影響道床電阻會發生變化，每年的5月中旬至下旬，軌道電路電壓整體下降，主軌出電壓最高下降50MV，到9月中旬至下旬，電壓又會回升(隧道內軌道電路除外)，高速鐵路區域分析中心根據此變化規律，每年進行適應性報警門限設置，大大減少報警分析的工作量。

4.4 通過標準提高，消除設備隱患苗頭

目前，鐵運[2012]305號《高速鐵路信號維護規則》(試行)中規定信號電纜絕緣阻值不小于1 MΩ的標準，由于京廣高速鐵路開通較晚，電纜絕緣性能較好，本著高速鐵路高標準的要求，在日常分析中，發現信號電纜絕緣迅速下降并小于20 MΩ時，組織技術人員處理并分析原因，通過標準提高，多次發現軌道電路防雷網絡模擬盤絕緣特性不良、箱盒密封不嚴進潮等設備問題。

圖7 采集通道異常時的采集信息

4.5 在監測系統增加三級報警語音功能

由于分析人員每天需要分析大量的監測數據，為了不遺漏重點信息，及時發現信號設備的電氣特性變化，增強敏感性，我們將監測系統的三級報警增加了語音報警功能，及時提示分析人員進行分析設備變化狀態。

4.6 卡控作業過程

高速鐵路的作業安全尤其重要，如何確保作業安全，做好防松、防脫、防遺漏工作，高速鐵路區域分析中心除了負責日常的監測分析外，還有一項重要工作就是作業全過程卡控。

作業過程中需要道岔設備調整時，現場作業小組負責人向高速鐵路區域分析中心申請后方可進行調整，分析中心對調整前后的設備狀態進行監控分析對比，發現問題，立即通知現場處理。維修作業需要打開設備箱盒時，也須向高速鐵路區域分析中心進行報告，由分析人員進行記錄，曾經發生一起因職工進行電纜盒集中檢修后未蓋嚴箱盒，雨后箱盒進潮造成電纜絕緣下降的問題，高速鐵路區域分析中心通過分析迅速定位了問題處所，及時處置了隱患，為吸取教訓，制定了打開箱盒報告的制度，當作業后設備發生特性變化時能夠分析作業方面可能造成的原因。作業中如需轉換作業地點時，由作業負責人對工具、材料、儀表清點情況報區域分析中心記錄，起到互控作用。

5 結束語

京廣高速鐵路全線開通后，本著實現高速鐵路維修管理精細化，我們在強化高速鐵路分析功能、作業卡控功能上進行探索，通過充分發揮高速鐵路區域分析中心分析、監測監控作用，做到提早發現問題，及時處理問題，預防故障發生，探索了由傳統計劃修模式向狀態修模式的轉變，提高了現場作業效率，形成新的維修模式并取得良好的效果，確保了京廣高速鐵路信號設備的安全穩定運行。

[1] 鐵總科技[2014]172號，鐵路技術管理規程(高速鐵路部分)[S]. Tie Zong Ke Ji [2014]No.172,Regulations of Railway Technical Management (High Speed Railway part)[S].

[2] 鐵運[2012]305號，高速鐵路信號維護規則(試行)[S]. Tie Yun[2012]No.305,Regulations of Maintenance of High-speed Railway Signaling(Trial) [S].

[3] 中國鐵路總公司.CTCS-3級列車運行控制系統[M].北京：中國鐵道出版社，2013. China Railway Corporation.CTCS-3 train Operation Control System [M].Beijing:China Railway Publishing House,2013.

[4] 中國鐵路總公司.ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統[M]. 北京：中國鐵道出版社，2013. China Railway Corporation.ZPW-2000A Automatic Block System[M].Beijing:China Railway Publishing House,2013.

[5] 運電高信函[2015]343號，高速鐵路信號作業指導意見[S]. Yun Dian Gao Xin Han [2015]No.343,High Speed Railway Signal Operation Guidance[S].

[6] 中國鐵路總公司.鐵路信號集中監測系統應用與維護技術[M].北京：中國鐵道出版社，2013. China Railway Corporation.Application and Maintenance Technology of Railway Signal Centralized Monitoring System[M]. Beijing:China Railway Publishing House,2013.

[7] 中國鐵路總公司.列控地面設備典型故障案例[M].北京：中國鐵道出版社，2013. China Railway Corporation.Typical failure Case of Ground Control Equipment[M]. Beijing:China Railway Publishing House,2013.

Analysis on High Speed Railway Signal Monitoring and Consideration on Delicacy Management

LIN Shaogang YU Weiwei GAN Shengqiang

(Wuhan Railway Bureau Xinyang Communication and Signal Division，Xinyang 464000,China)

At present, the function of the signal monitoring system is more comprehensive, but the monitoring analysis management is extensive, people can’t make full use the result of monitoring system to help the daily maintenance .Through the construction of center of analysis for High-speed railway, give full play to the function of monitoring system, and adapt to the requirements of the fine management of high-speed railway signal maintenance. Mainly from the monitoring alarm threshold, the standard to improve the comprehensive analysis of the problem and accurate trouble positioning, control the operating process, to achieve the Fine management. Through fine management, play the role of centralized monitoring and analysis of signal equipment, timely detect the hidden dangers, prevent signal equipment failure, improve work efficiency to achieve the operation process can be controlled, to explore the method of transforming the high-speed railway signal maintenance to the state maintenance.

high speed railway; monitoring and analysis; delicacy

2015-12-29

林紹剛(1977-)，男，助理工程師。

1674—8247(2016)02—0050—04

U284

A