大數據時代鐵路信號智能監測技術及其應用思考

陳智

（南寧軌道交通集團有限責任公司，廣西 南寧 530000）

一、鐵路信號智能系統概述

在大數據時代下，我國的鐵路工程也更加智能化和數字化，在鐵路建設中也更加深入地應用鐵路信號智能監測技術來構建智能系統，不斷完善鐵路信號系統，加強不同信號設備之間的協調配合。應用鐵路信號檢測系統主要表現在列車監測和信號集中監測兩個方面，對于前者來說，應用此系統可以監測列車的行駛情況，也就是匯集列車運行中不同方向的數據。比如將行車記錄儀安裝在列車上來全范圍監測列車影響，并且與列車實時通訊，掌握列車員的動作和信息等。對于后者來說，在鐵路信號系統中的應用，重點對系統三級四層結構組成開展集中監測，也就是采集電纜和電源等設備的運行數據，獲取相關資料并分析掌握列車實時運行情況，及時發現列車故障隱患并開展檢修工作，保障列車的安全和可靠運行。

二、鐵路信號微機監測系統的功能

（一）優化信號監測采集點

鐵路信號微機監測系統要想充分發揮其功能就離不開對數據的有效采集，通信信號、控制信號等各種內容都屬于重要的數據信息，信號微機監測系統需要對運行中產生的數據進行測量。在實際運用過程中，個別設備配置在列車的節點當中，而這些設備功能時常會與信號監測設備的功能發生重復，弱化微機監測設備的功能，使鐵路信號微機監測系統難以全面發揮其作用。因此，優化信號監測采集點的工作是十分重要的。

鐵路信號微機監測系統的數據采集工作通常是和其他設備相互配合共同完成的，在對數據的采集和傳遞方面，部分較為先進的鐵路信號監控系統已被列控設備代替。因此，鐵路信號微機監測系統在數據采集方面的功能，時常局限在復制傳輸數據中的開關量與模擬量這方面，而其自身很多功能難以得到有效發揮。為了改善這種情況，可以采用分區分塊的方法設置鐵路信號的采集點，將收集到的信號歸屬到相應的區域，并對采集區所采集到的相關信號進行同步傳遞。

（二）完善處理低頻信息的功能

相對于高頻信號，低頻信號的隱蔽性更強，觀察難度更大。分析其在鐵路信號微機監測中的表現，我國對于運行中鐵路低頻信號的處理是不夠完善的，迫切需要依賴新技術、新科技，實現對已有設備功能的拓展，使低頻信息和實際信息全面結合，進一步提升我國鐵路系統的穩定性。為此，要想方設法理清各個參數之間的聯鎖關系，保證數據信息關聯準確。同時，要注意將低頻信息納入監控中心管理范圍，并以此為依據開展對數據的匯總與分析，幫助工作人員及時發現問題、處理問題。

（三）合理設置各監測模擬量的參數

對運用中的鐵路的各種監測模擬量的相關參數進行合理設置，能夠有效提升監測設備監測數據的可靠性、準確性與真實性。由于微機信號監測系統能夠及時對大量的關鍵數據做比對分析，可以在第一時間發現故障、減少損失。如果所設置的各個監測模擬量能夠達到最佳界值，必然會在很大程度上增加鐵路信號微機監測系統的可信度。從另一角度來說，合理設置各監測模擬量的參數，必然會大大提升運行中鐵路的安全性和鐵路基礎管理的水平。

三、鐵路信號智能監測技術應用的完善對策

（一）解決監測數據共享問題

數據監測中心在鐵路信號系統中主要起到數據實時共享的作用，將科學和完善的數據信息提供給各個列車以及上級部門，并且將全面的數據分析結果和完整的數據鏈條提供給車載和地面監測系統等，保障全面掌握列車實時運行情況和各路段情況。為此，鐵路監測機構就需要構建合理的數據共享機制，做好對各類數據的分類和分配，實現對各類數據的高效利用。同時也要加強交通管理平臺的數據共享功能，結合大數據技術的應用來構建大數據云平臺，提升對各類數據資料的整理和分析效率與準確性，深入挖掘其中的有效和有價值的數據信息，及時發送和播報實時信息。

（二）解決信號系統的協調問題

由于目前鐵路信號系統的監控范圍進一步擴大，所收集的數據也逐漸增多，增加了數據管理難度。為了確保信號系統和調度指揮的協調性，就需要通過標準化的操作來實現規范化的數據管理，也就是按照標準統一對數據進行命名，通過數據規范化命名來防止出現數據錯亂問題，以此來滿足鐵路信號系統的應用要求，可以實現數據的自動采集和關聯。

（三）構建監測數據集并加強數據互聯

鐵路信號系統開展數據監測工作時包括電務段從地面設備到車載設備，以及從單個設備到總體系統等內容，因此所監測收集的數字量和模擬量比較龐大并且種類繁多，這不僅需要構建監測數據集，實時和全面監測各項數據并實現監測數據共享，而且還要通過此系統來分析監測數據，結合分析結果來構建事故預警系統，預防列車運行安全事故的發生。

四、應用微機監測加強鐵路信號設備維護的有效手段

（一）提高準備工作的準確性

前期的精心準備可以提高設備的工作質量，負責人應正確認識設備管理和維護的重要性，盡可能嚴格控制工作過程，監督準備程序，認真分析設備的未來工作情況。包括功能要求和故障問題，以達到預防安裝事故的效果。計算機聯鎖設備技術含量高，安全性高，為保障鐵路企業財產安全，保障鐵路運營安全，需要一個技術能力強的專家小組來評估設備。為保證鐵路信號系統在提高設備可靠性的基礎上取得良好的工作效果，有必要檢查設計開發后設備或樣品的質量。對于計算機聯鎖設備顯示的能力，為了使鐵路信號系統中的儀器和設備能夠在專業模擬系統中發揮能力，并相互協調工作，有必要通過模擬試驗進行深入驗證，以便順利實現系統的形式化操作，同時能深入了解系統的工作特性，了解系統的錯誤缺陷。常見或重要的問題是檢查I/O 接口、機器布局位置、信號驅動條件等。采用過程模擬的方式，解決發現的問題，并及時報告，問題解決后應進行下一步的仿真操作。在仿真的過程中，設備的連接安裝應根據工作結果認真完成，從而保證更好地執行軟件命令，并充分給予系統詳細的反饋。

（二）重視微機監測設備的日常檢查維護

為了確保鐵路信號的安全，應合理規劃日常維護過程，嚴格監督日常維護行為，對計算機CPU、信號燈燈絲、按鈕端子、鎖芯等具體設備和部件制定詳細的管理規定，使基礎人員能夠正確掌握維修時間和檢查內容，避免在設備管理過程中盲目降低警惕，或者是未按照要求每日做檢查報告。日常維護管理也要注意保證工作效率，降低消耗成本。另外制定聯鎖設備的使用班次和維修周期報告也是非常重要的，在完成該項工作時需要根據系統的運行方式，盡可能優化人員和資源，合理安排維修內容。比如某鐵路企業采取了輪流切換設備的方式，為停止工作的設備安排維護時間，盡可能地發揮計算機故障的自我監測能力，同時為了使計算機聯鎖系統能實現信號控制和自動控制，增加多種傳感器來檢測電流和溫度，該方法取得了較好的工作成效。

（三）建立數據庫便于分析信息

鐵路信號設備主要是信號機的基礎，其功能是在列車運行過程中，輔助引導列車安全到站，維護鐵路正常運營，確保列車的安全操作。為了實現這一目標，必須保證控制信號水平。信號機具有更易感知的鐵路交通指揮控制功能，能保證列車的正常運行。為提高信號檢測工作質量，對信號設備檢測技術的研究與開發就顯得尤為重要。實時數據信號機能夠有效地采集鐵路運行過程中的實時數據，信號設備的數據信息有助于維持信號設備的工作效率，同時微機監控技術可以實時檢測多種信號設備，它還可以更好地完成存儲和傳輸的有關操作，可以根據用戶的需求自由地建立數據庫。

（四）解決監測數據共享問題

數據監測中心在鐵路信號系統中主要起到數據實時共享的作用，將科學和完善的數據信息提供給各個列車以及上級部門，并且將全面的數據分析結果和完整的數據鏈條提供給車載和地面監測系統等，保障全面掌握列車實時運行情況和各路段情況。為此，鐵路監測機構就需要構建合理的數據共享機制，做好對各類數據的分類和分配，實現對各類數據的高效利用。同時也要加強交通管理平臺的數據共享功能，結合大數據技術的應用來構建大數據云平臺，提升對各類數據資料的整理和分析效率與準確性，深入挖掘其中的有效和有價值的數據信息，及時發送和播報實時信息。

五、結語

為了保證鐵路安全、穩定的運行，利用鐵路信號微機監測系統，可以及時采集運行過程中的信息數據，在系統內部分析、判斷，明確各個環節與設備是否存在故障。通過電壓曲線和道岔電流曲線，還能及時發現當前鐵路運行狀態下的安全故障，由系統發出預警，通知檢修人員解決安全故障隱患，保證鐵路運行在安全狀態之下，發揮微機監測系統的優勢，做好鐵路運行安全檢修工作。