中國鐵路信號系統智能監測技術研究

胡國忠

摘 要：介紹了中國鐵路信號監測技術現狀，結合國外監測技術發展趨勢和鐵路信號系統維護需求，在分析我國鐵路信號監測系統在互聯互通、數據共享、智能分析與預測等方面不足的基礎上，闡述了系統的分層功能和所涉及的共享數據甄選、數據集成模式、智能分析、接口規范等關鍵技術，提出了建立綜合智能化電務監測維護系統的構想，并給出了系統總體架構。最后，討論了系統構建過程中分層分步和兼顧現狀的實施原則，指出了監測系統與信號系統間信息安全等級劃分等需要注意的問題。

關鍵詞：高速鐵路;鐵路信號系統;電務監測;智能監測技術

引言

隨著經濟的快速發展，我國在高速鐵路方面的發展也是突飛猛進，目前信號技術已從原先的單一性轉變為現在的綜合性，并搭建了高速鐵路智能監聽自動化系統，為列車運行的安全性以及穩定性提供了重要保障。隨著鐵路需求的增加、發展規模的擴大，對信號維護工作的要求也越來越高，因此我們需要不斷完善網絡與設備，并對其進行全面的監測，從而提高智能化鐵路信號監測水平。

一、鐵路信號監測系統技術狀況

1.鐵路信息集中監測系統

鐵路信號設備的監測和維護技術是鐵路高質量發展的重點領域。我國鐵路信號設備采取的是中央統一調度的通信信息系統，它能夠實時監測鐵路軌道的電路數據，并通過計算機計算出鐵路動作狀態的數據，最后以圖像的形式顯示在調度終端。操作人員可以在調度終端實時監測到周圍環境的風速以及各類自然因素參數，實時監測鐵路鋼軌的溫度，綜合各類數據來調整列車在鐵路上的行駛速度。操作人員只需在終端實時監測列車運行狀態，并且在維修機處于報警狀態時及時的給出維修方案，有力的縮短鐵路設備故障發現和排除時間，確保列車安全穩定運行。

2.鐵路信號系統監測技術的問題

首先體現在我國信號監測系統之間缺少關聯性。實際上我國在鐵路信號監測系統問題上花了不少力氣，使得每一項信號系統監測與維護技術都能達到技術需求。但是從總體來看，這些信息系統監測技術之間缺乏一定的關聯性和綜合性，以至于監測數據的利用率并不是很高。尤其是在列車運行出現故障時，任何一項設備故障都需要由操作人員根據異常數據進行人為的進一步具體判斷。但是人為判斷具有主觀性和不確定性的劣勢。

二、鐵路信號系統智能監測技術拓展研究

1.創建綜合型的電務監測維護系統

為了實現數據監測與設備處理的聯動，應當建立一體化的電務監測維護系統，對負責監測信息的設備進行優化處理和功能完善，實現信息集成化。在智能化電務監測系統的概念中，當系統收集到各類信號監測信息和各類通訊監測信息之后在第一時間上傳到綜合電務監測系統中進行智能分析，并結合電務生產資源實時傳遞到電務調度指揮中心。在發現狀態后進行故障報警，并根據智能關聯分析結果對設備狀態進行預警。通過電務調度指揮中心為維修人員和專家系統提供解決方案，維修人員和專家系統反饋現場實施情況至狀態故障預警系統。

2.加強監測數據關聯，提高監測數據效率

優化鐵路信號系統智能監測技術關鍵在于加強監測數據的利用率，通過對監測數據的匯總和集中進行綜合分析。將信息監測系統作為基礎，將各種信號信息和通信信息匯總至后臺數據中心，由數據中心進行對比分析和智能分析。建立后臺數據處理庫，進一步加強監測信息和聯網信息的智能綜合分析。在構建數據處理庫時，不僅僅要統計各種監測數據，還要對工作人員的日常測試維修記錄、檢查檢驗數據等參數進行上傳和分析。由數據處理庫進行總結分類，并根據數據處理庫中的各類數據建立標準模型。

三、鐵路信號系統智能監測技術構想

1.系統的穩定

對數據進行規范化和標準化管理。監測數據范圍包括了各類設備運行的各個方面。在構建整個鐵路信號監測系統過程中，我們需要特別注重系統與傳感設備工作流程的標準化，流程的標準化是成為智能監測系統穩定運行的基礎，同時還需對每個設備數據進行統一規范化命名以及排序，這樣可方便我們對各項數據的綜合分析，為數據的智能采集以及數據的智能關聯提供基準。除此之外，還需要對不同類型的設備協議和數據進行統一和規范，并隨時根據系統設備運行的需要進行必要的模塊擴充與修改。

2.加強檢測技術

搭建數據處理平臺，進行綜合智能分析。在構建數據處理平臺過程中，將獲得的監測數據與現場維修人員的測試數據、檢查數據以及日常設備故障數據整合在一起，對維護經驗、標準模型和領域知識進行總結和分類，并建立智能分析和故障診斷知識庫，積極開發綜合分析軟件，從而實現數據的關聯分析以及綜合智能分析。將調度中心與監測系統相結合。利用監測系統對信號數據進行處理、分析，可為調度中心收集到有價值的參考信息，從而提高調度中心的處置能力。將調度中心與監測系統相結合，可以在很大程度上提高察覺與解決問題的能力，有效降低鐵路信號系統的故障發生率。

3.國內外信號系統監測技術現狀

總結國外發達的鐵路信號監測系統可得出以下結論 ：國外鐵路信號系統現已實現信息的集中化管理、室內外設備信號的實時監測、信號系統化智能監測。在整個鐵路信號系統中充分體現了監測信息對鐵路正常運行的指導作用。國外鐵路信號系統智能監測技術在很多方面有著較為突出的優勢。首先通過圖表的方式來對雨量、風速等外部影響因素進行監測，其次對室內的信號系統也進行了全面的監測，進而實現對軌道電路、信號機以及岔道等數據信息進行實時監測，從而合理調控列車的運行狀態。

四、結語

總而言之，鐵路信號監測系統對進一步發展鐵路建設越來越重要。現代鐵路信號系統對智能化技術要求越來愈高，以往的人工判斷故障模式已不能滿足現階段鐵路運行的需求，我們需要搭建與現代信號系統相匹配的綜合智能化電務監測維護系統，該系統的建立有助于提高鐵路信號的監測水平、綜合智能分析能力以及輔助決策能力。搭建一個先進的鐵路信號監測系統需要將技術與鐵路的運營需求相結合，提出合理的改進方法以及完善措施，重點研究系統構設計方案、智能化分析與應用技術。

參考文獻

[1]張曉.基于密度聚類算法的異常檢測[J].伊犁師范學院學報（自然科學版），2010（04）：77～79.