鐵路信號檢修作業自動化管理系統的應用研究

呂向麗 上海鐵路局杭州電務段

鐵路信號檢修作業自動化管理系統的應用研究

呂向麗 上海鐵路局杭州電務段

科學規范的信號檢修作業行為是鐵路運營安全的必要保障。鐵路信號檢修作業自動化管理系統是基于信號檢修作業的管理軟件，為信號設備的檢修作業提供規范的、科學的管理手段，對作業任務管理，現場數據采集、各類報表匯總等提供有效支持。

信號檢修作業；自動化；管理系統

1 系統開發背景

近年來，我國高速鐵路發展迅速，傳統的管理、維護模式難以適應鐵路行業的發展需求，借助更高效的計算機管理手段顯得越來越重要。通過現有的網絡作為信息平臺，建立多層次的設備維護中心，有效交換信息，快速檢測各種設備，為鐵路現代化奠定堅實的基礎。

鐵路信號設備是指揮列車運行，保證行車安全，提高運輸效率，改善行車組織方式，實現行車指揮現代化的關鍵設施。

我國高速鐵路區間信號設備主要采用ZPW-2000系列無絕緣移頻自動閉塞設備。信號的調制方式采用FSK（頻移鍵控），ZPW-2000有4個載頻：1 700 Hz、2 000 Hz、2 300 Hz、2 600 Hz；低頻（調制頻率）有18個，從10.3Hz以1.1Hz等間隔增加至29 Hz。將智能操作系統與電特性測試結合起來應用于鐵路信號的檢修和測試中，可以顯著提高工作效率和測試精度，提高鐵路維護和維修的技術水平。

2 系統工作原理

利用服務器將需要巡檢的任務下發到移動終端，巡檢人員攜帶移動終端到達現場掃描巡檢設備的標簽，即可彈出該設備需要巡檢的任務，包括巡檢內容，操作步驟，所需工具等，巡檢完成后系統自動保存。同時需要進行鐵路信號測量的，也可利用該設備進行數據測量，測最的數據存儲在設備中，巡榆完成后回到值班室連接到服務器自動將數據提交，以減少巡檢人員的工作量，提高工作效率，實現自動化的鐵路任務巡檢。

具體作業流程如圖1所示。

圖1 鐵路信號檢修作業自動化管理系統作業流程圖

3 系統架構

“鐵路信號檢修作自動化管理系統”由服務端、客戶端、智能終端三部分組成。智能終端包括系統模塊、人機交互模塊、鐵路信號測量模塊和通訊模塊。服務端主要是提供遠程數據存儲以及數據查看；客戶端主要是自動生成任務，下發任務，根據終端數據生成各種報表以及問題庫；智能終端根據接收到的任務以及掃描到的RFID信息來開啟任務，并通過測量模塊返回測量數據,并跟客戶端進行數據交互。系統操作流程圖見圖2。

圖2 系統操作流程圖

4 系統功能特點

通過服務端管理系統的任務模塊，工區工長制作年月表后自動生成月度計劃表及周表，計劃表和周表都可添加段和車間發派的臨時任務。由此產生的每日的具體任務下派到信號工的移動終端。信號工通過移動終端外出作業采集到的作業數據返回到報表查看模塊。具體功能特點如下：

（1）自動生成計劃表

一年制作一次年月表，通過該年月表自動生成月度計劃表、周表和每日任務，大大減輕工人負擔。

（2）一鍵派發當天任務

任務自動分配到該設備的責任人，工長只需點擊發派即可將當日任務自動發派到信號工。

（3）不合格任務自動歸納問題庫

系統通過作業測量的結果判斷該數值是否在合格范圍內，如不在該范圍，歸納至問題庫并生成新的任務，直至該任務合格，規范化了作業。

（4）完成情況自動生成

根據終端返回的數據，服務器端管理系統自動生成月度計劃完成情況、工作日志、巡檢記錄卡等等，既減輕了信號工工作量，又提高數據的可靠性。

（5）數據共享

工區的作業數據可通過局域網技術，共享到車間和電務段。工區提交了當天的作業數據，車間和電務段馬上就可以在自己的辦公電腦上查看到。

5 系統的應用情況

目前，傳統的鐵路信號巡檢工作完全是通過巡檢人員攜帶通用的信號設備巡視測試卡，按照測試卡上羅列的相關任務進行作業，作業完成后需要手動填寫到相應的測試卡中。通常在作業之前會根據相關的任務選擇攜帶相應的儀表和工具，對于工具清點同樣也需要手動操作。可見在鐵路信號檢修作業中存在大量紙質化作業易造成浪費也不易長久保存，人為讀取測量數據易帶來人為誤差，測試數據需手工抄錄、管理未實現電子化、不利于數據的檢索共享、綜合分析，攜帶的工具進行清點時易出現遺漏工具在維修現場的情況等諸多不足之處。鐵路信號檢修作業自動化管理系統提出了基于物聯網的管理系統方案，解決了現有巡檢測試流程的不足。該系統分成作業任務標準化管理系統和作業過程標準化管理系統兩部分，為信號設備的檢修作業提供了規范的、科學的管理手段，是對作業任務管理，現場數據采集、各類報表匯總等提供有效支持的管理工具。此系統于2 01 3年6月起在杭州電務段上虞北車間現場試用，系統使用方便，工作穩定可靠，符合鐵路高速發展及信息化的要求，具備推廣應用前景，其經濟社會效益十分可觀。在工區班組層面，顯著降低了日常勞動強度、規范了日常作業流程；在車間、電務段管理層面，極大提升了過程控制管理水平。系統應用達到預期技術指標要求，受到現場試用人員的好評。

（1）安全效益

安全管理工作是鐵路運輸安全穩定的重中之重。鐵路電務工作人員在日常作業過程中需完成檢修、巡視、測試等多項工作，將基于物聯網的自動化巡檢系統和鐵路信號測試結合于一體，可以顯著提高巡視檢修工作效率，保障作業人員勞動安全。該系統通過智能終端設備對作業過程中使用的工機具進行統一管理，有效防止工機具遺落在線路上的問題發生，對保障鐵路運輸生產安全具有重大意義。

（2）社會效益

隨著我國鐵路的快速發展，正越來越廣泛地采用以微處理器和電子器件為核心的技術，相應地對信號設備的維護和管理提出了更高層鐵路信號檢修作業自動化管理系統一效益報告次的要求。該系統可實現月計劃表、任務計劃表的自動生成，一鍵派發當天任務，不合格任務自動歸納問題庫，完成情況自動生成，數據共享，鐵路信號巡檢任務自動下發到巡檢終端，自動／手動開啟作業任務，鐵路信號自動測量、自動保存、自動生成報表，作業完成的任務自動提交，可獨立使用的信號測量儀表等多項功能。采用WEB技術，借助電子標簽及網絡，以達到作業安排自動化，作業流程標準化，班組臺賬電子化，大大減少現場工區工長的工作量，提高段和車間的工作效率，也進一步提升了電務企業的現代化管理水平。

（3）經濟效益

鐵路信號檢修作業自動化管理系統可完成用戶定義的自動化巡檢功能和鐵路信號測量功能，并提供友好的人機交互界面。測試智能巡檢終端運行Android智能操作系統，擁有極高的靈活性與擴展性，用戶可根據不斷變化的需求，方便靈活地制定測量工作。智能終端整合了多項功能，降低了系統的開發和維護成本；通過應用程序的設定，可以合理安排日常測量工作，提高了工作效率。系統可使測量人員從繁復的儀器堆中解放出來，而且還可實現自動測試、自動記錄、自動數據處理、自動生成報表，真正意義上實現金自動化的信號邀檢，從而有效節約勞動力成本，具有良好的經濟效益。

6 系統的展望

基于物聯網的鐵路信號檢修作業自動化管理系統的應用剛剛開始，總公司也把物聯網在信號作業及安全防護領域的研究列為重大科研項目（詳見《2014年中國鐵路總公司科技研究開發計劃課題指南》，課題編號：2014X003），隨著高速鐵路的迅速發展以及信息化的要求，還有很多工作要做，這里僅對本系統有待于進一步研究的內容做一介紹：

（1）硬件結構方面：可考慮采用工業防護等級，雖然系統成本高，但符合工業環境要求，使得系統工作壽命內平均維護成本低廉、性能更高。

（2）人機交互方面：由于全國的鐵路局各自的需求存在差異化，很難使用統一的人機界面，因此需要從全局考慮如何做到快速滿足用戶的所有需求，減少二次開發。

責任編輯：許耀元

來稿日期：2016-11-23