高速鐵路軌道電路安全預警系統設計

張菊+鄧麗敏+李文超

摘 要：軌道電路作為高速鐵路信號系統的重要組成部分，其安全性直接影響鐵路運輸的安全和效率，本文開展高速鐵路軌道電路安全預警系統的研究，實現對軌道電路工作狀況的實時監測和預報，及時預防隱患的發生，真正實現系統狀態修。

關鍵詞：軌道電路；預警；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.265

1 引言

隨著我國鐵路的飛速發展，對鐵路信號系統的安全性要求也越來越高，軌道電路作為重要組成部分，其安全性直接影響鐵路運輸的安全和效率。據調查，現場鐵路信號設備故障中軌道電路故障發生率居首位，約占信號故障總數36%，這顯然不符合現場使用需求和安全性工程理念，及時開展預警系統的設計研究工作，預防隱患的發生，真正實現狀態修十分有必要。

2 預警系統概述

預警是對故障征兆進行監測、識別、分析、判別和評價，并由此給出警示的過程，如圖1所示。

（1）信息收集過程要盡量全面，根據系統特定預警現象及特點收集所有相關信息，再運用科學的方法分析研究，篩選出合適的指標用于預警分析與決策；（2）根據經驗和理論知識確定各預警指標的閾值（即臨界值），用于系統狀態判定；（3）預警數據獲取通過數據實時采集和存儲過程實現；（4）最后通過有效的綜合分析方法，對多重信息進行分析、判斷，決策得到預警結果并輸出。

3 高速鐵路軌道電路安全預警系統設計

根據高速鐵路軌道電路系統特點，由人機界面、綜合預警和數據采集子系統三部分構成軌道電路安全預警系統，如圖2所示。

數據采集子系統完成實時獲取軌道電路信息，并通過總線上傳至綜合預警子系統。預警數據的采集主要包括系統數據和環境數據兩部分，其中系統數據從信號集中監測系統獲取，環境數據需通過安裝相應的采集模塊獲取。綜合預警子系統通過智能算法對數據進行分析、處理和決策，以確定系統當前性能情況及設備狀態，最終給出相應的報警或預警信息。人機界面用于相關信息的輸入、修改，接收并顯示綜合預警子系統的輸出結果。

綜合預警子系統接收到數據采集子系統傳來的數據后，具體的處理流程如圖3所示。系統首先對數據進行存儲、處理與甄別，然后進行數據有效性判斷，如果判斷為有效信息，且其值超出報警臨界值就直接進行報警，若沒有超限就將數據送入綜合預警子系統進行進一步的運算與決策，最終得到相應的預警等級結果，并發出預警信號。

4 結論

本文針對高速鐵路廣泛使用的軌道電路系統，為切實解決現場應用中故障頻發的現狀，設計了高速鐵路軌道電路安全預警系統。預警系統能對軌道電路系統工作狀況進行實時監測，對即將出現的故障情況進行預告，真正實現狀態修，這對于保障鐵路列車行車安全、提高列車運行效率具有十分重要的意義。

參考文獻：

[1]王曉輝，劉東.城市道路交通安全預警指標體系研究[J].中國人民公安大學學報，2012（02）：58-61.

[2]曹松.鐵路行車安全預警理論與方法研究[D].北京：中國鐵道科學研究院，2011.

南京鐵道職業技術學院青年科研基金項目

項目名稱：客專ZPW-2000A/K系統安全性分析與安全預警研究

項目編號：YQ150009