基于微机监测的智能分析系统应用

常海印

常海印:青藏铁路公司电务部 高级工程师 810007 西宁中国铁道科学研究院研究生部 在读研究生 100081北京

信号微机监测系统，因其采集信息全面、实时传输、数据图形化等优点已在电务部门推广应用。经现场应用实践证明，只要认真及时地分析微机监测数据和曲线，就可以提前发现设备隐患，这对做好设备预防修起到重要作用。

1 既有微机监测系统存在的问题

1．现场数据分析工作量较大。微机监测采集的数据涉及联锁、闭塞、电源屏、外电网质量、计轴、电码化及环境监测等，数据庞大，要对每站的数据进行认真分析并发现设备存在的问题，维护人员工作量较大。

2．缺乏故障精确定位功能。许多现场发生的轨道电路电气特性报警及道岔转换故障，都需要人员凭经验进行判断，分析效率低，且易出现误判。

3．缺乏故障处理指导功能。设备发生故障时，微机监测系统仅能给出电气特性曲线或数据，具体分析处理必须依赖处理人的技术水平。

4．维修管理辅助功能欠缺。日常维修管理中需要统计设备性能缺陷，以发现设备的倾向性问题，从而有针对性地开展维修工作，但现有微机监测系统中无此项功能。

针对微机监测系统的上述问题，开发了基于微机监测的智能分析系统，对数据进行智能分析，最大限度地降低人员的工作量，提高信息分析效率，解决现场维护问题。

2 智能分析系统的软件功能

智能分析系统可对故障进行精确定位，压缩故障处理时间;具备故障诊断“专家库”功能，发生故障时不断给出处理建议;对设备存在的问题按照月、季度、年进行统计分析，并按照设备类型综合分析，给出维修参考建议，以便车间、段制定有针对性的维修计划。其主要功能如下。

2.1 预警功能

预警功能是对设备出现的渐进性、潜在性、非显性、间歇性故障进行分析诊断，自动找出有问题或有故障趋势的设备 (轨道电路、道岔转换设备)，将之纳入到预警范畴中，单独制表或图，减少人工查阅所有设备特性的麻烦。

2.2 故障诊断功能

在发生故障后能够对故障进行准确的定位，或根据故障“专家库”处理建议给出查找建议，以便现场处理人员进一步分析判断。故障诊断采取了以下方法。

1．数据曲线对比分析。将设备数据曲线与正常的曲线，或者相关设备数据曲线在同一窗口内进行对比，以便分析人员对故障进行判断。图1所示为轨道绝缘挤死的故障曲线，2个相邻轨道区段12DG和14DG的轨道电压均小于该标准值，由此可知轨道电压同时发生了下降的情况，因此可以判断是由于绝缘破损导致的结果。

图1 轨道曲线对比图

2．结合进路综合判断。有些故障单靠故障时的数据曲线无法准确的判断，需要结合当时的行车情况动态回放。图2所示为11DG分路不良故障，从图中可以看出，当轨道区段正常占用时，轨道残压过高，出现了分路不良的情况。

图2 结合进路综合判断

3．“专家库”辅助判断。对部分疑难故障或道岔机械故障，可借助“专家库”进行判断分析。实现这一功能的前提是需要对“专家库”不断进行完善。图3所示为道岔定位无表示故障，系统给出了“检查整流盒”、 “检查定位移位接触器”、“检查室外定位表示接点及电路连线”3种提示，现场处理人员可根据提示逐一进行排除，直至最终排除故障。

2.3 维修管理辅助功能

图3 “专家库”辅助判断

维修管理辅助功能主要有2项:一是监督故障预警信息及故障的处理情况，提示现场值班人员及时进行处理;二是对设备运行情况按照日、月、季度、年进行统计分析，给出设备存在的问题或缺陷，以及相关的维修建议，便于维修管理人员有针对性地开展维修管理工作。图4所示为维修建议报告表，左列给出了维修建议报告，右列给出设备存在的问题及处理情况。

图4 维修建议报告表

3 智能分析系统的硬件组成

智能分析系统结构分为车站与电务段2级。在车站级，智能分析系统与既有微机监测系统通过车站局域网连接，从既有微机监测系统提取信息;电务段级，设置终端机和服务器，车站分机通过微机监测网络采用TCP/IP方式，与终端、服务器进行必要的数据交互。根据需要也可在工区、车间设置终端，由相关人员对工区、车间管辖车站进行分析。每站单独增加工控机、显示器，电务段新增服务器，用以存储分析数据。每站硬件配置标准如下:①双核CPU，主频不低于2.8 GHz;②内存不低于2 GB;③硬盘不低于250 GB;④显示器不低于19吋彩显，需要双屏显示;⑤双屏卡用于双屏显示;⑥数据传输设备为1块10M/100 Mb/s网卡，8个 RS-232串口，1块 CAN卡，1块 MO XA卡。

4 总结

智能分析系统目前已在现场试用，根据现场应用情况看，以下功能还需进一步改进。

1．故障诊断功能还需进一步完善。尤其是电路故障判断功能目前还不完善，还不能判断到具体的接点或部位。要实现这一功能，微机监测系统需要增加有关的开关量采集点，提高判断依据;而智能分析系统要完善电路图形库，以实现故障的具体定位。

2．维修管理辅助功能不够细致。目前，系统仅是对故障、报警信息进行粗略统计分析，下一步还需要完善:①对设备故障、缺陷按月、季度、年进行分析，按设备类型给出图形化的设备质量显示;②对单项设备的具体故障原因或报警原因进行深入分析，在维修建议报告中指出具体的维修不当之处，及下一步维修工作中需重点关注的维修项目;③与信号设备履历簿紧密结合，实时更新站场履历图形及数据。鉴于以上工作较为复杂，应将故障诊断与维修管理辅助功能进行分离，独立发展，各自建成专业化的分析系统。

［1］ 中华人民共和国铁道部.运基信号［2010］ 709号，关于印发铁路信号集中监测系统技术条件的通知［S］ ．2010.

［2］ 卡斯柯信号有限公司.基于微机监测的智能分析系统设计方案［R］ .2012.