智能監測系統在鐵路信號系統中的應用研究

李濤

摘 要：鐵路信號系統是列車安全運營的重要保障，因此，有必要對鐵路信號系統的監測系統進行研究。本文首先提出了鐵路信號系統智能監測系統的結構，然后重點分析了各個子系統的具體應用方法。為提高鐵路信號系統的智能化管理水平、提高列車的安全運營方面都提供了重要保障。

關鍵詞：智能監測；鐵路信號；應用；

1 引言

近年來，我國的鐵路建設取得了巨大的成就，截止到2017年底，鐵路通車總里程已達12.7萬公里，位居世界第二，其中高速鐵路通車總里程已達2.5萬公里，位居世界第一[1]。隨著計算機技術和網絡技術和通信技術的迅猛發展，我國的鐵路信號技術也迎來了一個黃金發展機遇，鐵路信號系統的功能逐漸由以往的簡單化逐漸向復雜化、系統化過渡[2]，并已成為列車運營安全的重要保障。雖然我國的鐵路信號系統的技術不斷完善和提高，也圍繞鐵路信號系統開發出了相配套的鐵路信號監測系統，但是，信號監測系統仍然存在著智能化程度低、不能進行數據共享等缺陷，不能進行故障的智能分析和設備狀態變化趨勢的預測，從而對列車運營帶來了巨大的安全隱患。智能監測系統作為一個成熟的領域已經被廣泛應用到各行各業，因此，將智能監測技術應用到鐵路信號系統中，具有重要的現實意義。

2 鐵路信號系統智能監測系統的結構

根據鐵路信號設備的分布情況和對鐵路信號監測的實際需要，設計了基于智能監測技術的鐵路信號系統監測系統。系統主要由數據采集子系統、數據處理子系統、數據共享子系統、電務調度子系統等4個子系統構成。其中數據采集子系統主要用于采集鐵路信號設備的監測數據和相關通信設備的監測數據；數據處理子系統主要用來對采集到數據進行關聯分析和推理，并將分析和推理結果發送給電務調度子系統；數據共享子系統主要用于數據的共享。通過該智能監測系統，能夠對監測數據進行關聯分析與對比，實現故障信號設備的定位，并為電務調度中心提供決策信息。同時，該系統還能對歷史監測數據進行特征挖掘與分析，實現信號設備運行狀態變化趨勢的預測與預警。系統維護人員也能將故障處理數據輸入到數據庫中，不斷完善數據庫中的故障類型與條目，不斷增強系統的自學習能力。

3鐵路信號系統智能監測系統各子系統的功能分析

3.1 數據采集子系統

現場鐵路信號設備的運行數據通過CAN總線傳輸至系統服務器中，成為專家子系統的基礎數據，數據的類型可分為數字量和模擬量兩種，其中，數字量為二進制的開關量，由0和1構成，主要用來表示開關量傳感器、繼電器、限位開關等設備的運行參數；模擬量主要包括鐵路信號設備運行時的電流、電壓，環境的溫度、濕度等連續變化的參數。

3.2數據處理子系統

數據處理子系統是鐵路信號系統智能監測系統的核心。其實現的功能主要有兩個，第一，對存在連鎖關系的鐵路信號設備的運行狀況進行分析，包括故障的對比分析、關聯分析（如車與地的關聯等）；第二，對獨立的鐵路信號設備的運行狀況進行分析，包括狀態變化趨勢的分析、狀態的故障分析等。利用數據分析的結果，建立標準化的故障診斷數據庫，為智能化的監測提供依據，因此，數據處理子系統是影響智能監測的關鍵因素。為了提高數據處理的效率，提高智能監測的準確性，由于鐵路信號設備的故障與其它設備之間存在著一定的關聯性，這種關聯性可以用樹狀結構來表示，一次，可以用樹狀結構的形式來表示鐵路信號設備的故障信息，通過故障樹可以提高數據處理子系統的處理效率，便于故障的分析判斷。

3.3 數據共享子系統

數據共享子系統是智能監測系統的中心，它的本質是由一些異構性、分布式的數據庫構成的協作式數據庫系統。通過該系統能夠對分布在各地的數據庫進行訪問，同時，無需建立一個統一的數據中心，在各車站就能對各自的數據庫進行維護和更新，分散了系統風險。整個子系統中存儲的數據量可達GB級，甚至TB級。因此，數據共享子系統既能為電務段、電務處級的監測中心提供數據支持，又能為車站級的監測調度中心、車載監測系統提供數據支持。考慮到鐵路信號設備的分布情況，共享數據子系統應該側重于處級、段級的共享策略。

3.4 電務調度子系統

電務調度子系統可分為車站級、電務段、電務處三個級別。鐵路信號設備發生故障時，根據故障的大小逐級上報。但是各級的都有調度日志管理、維修保養計劃、應急搶修、調度指令下達等的權利。

4結束語

鐵路信號系統在保障鐵路安全運營方面起著重要的作用，同時也是鐵路建設的重要組成部分。隨著計算機技術、網絡技術與通信技術的不斷進步，我國的鐵路信號系統的功能也越來越強大，建立智能化的鐵路信號系統的監測系統，能夠為鐵路信號系統的安全運行提供重要保障，同時也為列車的安全運營提供了重要保障。

參考文獻

[1]宋薇.基于我國鐵路信號監測技術現狀的智能化電務監測系統研究[J].自動化與儀器儀表，2017（5）：137-139.

[2]張勤福.淺析我國鐵路信號系統智能監測技術的應用[J].山東工業技術，2017（20）：132-132.

（作者單位：北京工電大修段）