信号微机监测技术的发展及趋势

张凤启 上海铁路局电务处

信号微机监测技术的发展及趋势

张凤启 上海铁路局电务处

信号微机监测系统是铁路运输的重要行车安全设备。对于进一步提高信号设备的安全可靠性，强化结合部管理，改善和指导现场维修具有划时代的重要意义。随着高速铁路的发展，联锁、闭塞、列控、TDCS/CTC等信号设备随之发生技术变革，尤其重要的是随着监测对象的增加，监测信息量大幅增加，极大提高了维修人员的调阅工作量，极有可能造成因不能及时发现电气特性变化而失去预防故障机会的状况，既有微机监测系统亟待发展与提高，铁路信号集中监测特别是智能分析功能应运而出，从而引发微机监测系统从单纯的“仪表”测试功能迈向“诊断”维护功能，切实实现信号设备的“状态修”。

微机监测；CSM；分析报告；智能分析诊断

1 信号监测系统技术的发展

随着微机监测对象的增加，原微机监测系统名称变更为铁路信号集中监测系统（CentralizedSignallingMonitoring System，简称CSM）。

信号集中监测系统是面向高速铁路及普速铁路信号领域（其监测范围包括联锁、闭塞、列控、TDCS/CTC、驼峰、电源屏、计轴等信号系统和设备）的综合性维护支持和信息监控网络平台，它集实时数据采集、数字通信、数据处理、自动控制、多任务协调、图文显示为一体，为替代了早期的手工测试方式，并通过智能化的预警分析技术和故障诊断技术辅助信号设备的日常维护以及故障处理，提高电务部门维护水平和维护效率。CSM在全路大面积的推广使用，对于进一步提高信号设备的安全可靠性，强化结合部管理，改善和指导现场维修具有重要意义。CSM是电务安全的“黑匣子”，是信号维修技术的重要突破，是信号维修体制改革的重要技术支撑，是信号设备实现“状态修”的必要手段，也是信号技术向高安全、高可靠和网络化、智能化、信息化方向发展的重要标志之一。

1.1 目前监测技术的发展特点

1.1.1 设计理念发生了变化，以信号设备维护为导向进行开发设计

06监测是以“设备监测”为导向，辅助一些简单的报警，为信号维护人员提供永久在线的仪器仪表功能（代替了信号工的体力劳动）；而目前的集中监测系统，智能分析系统以“设备维护”为导向，以一位“有经验信号工”的视角，实时发现设备的故障和异常，从而大大的减轻了维护人员的工作量（减轻了信号工的脑力劳动）。符合铁路信号监测产品智能化的发展方向。

1.1.2 人性化界面显示

在实时反映被监测设备运用质量的同时，为了更直观更形象的表现设备的质量，集中监测通过系统状态图界面来实时展现站上所有被监测设备的状态。当设备出现异常时，设备状态图上的相应设备的颜色会变成黄色以进行提醒；当设备发生故障时，设备状态图上相应设备的颜色会变成红色并进行闪动提醒。同样通过设备状态图反映被监测设备的接口状态（包括通信的状态）。在设备状态图上可以进行设备监测参数的关联调阅。双击某个设备时，可以进入这个设备相关参数的关联界面，同样接口设备也能进入接口设备的相关联界面（见图1、图2）。

图1 既有线设备状态图

图2 高铁（客专）站设备状态图

1.1.3快速捕获设备异常状态

智能分析对捕捉到的异常信息采用灵活的推理控制策略，应用专家分析的手段，从一个有经验的信号工（信号维护专家）的角度进行进一步的故障诊断，以实时报警的形式为现场信号维护人员提供及时有效的诊断信息和解决问题的大致方向，能够简化维修流程或直接定位故障处所，帮助维护人员迅速发现故障点，并及时进行处理，进而缩短维修时间，提高维修效率和维修水平。

同时，系统针对历史的数据信息进行数据挖掘和智能分析，结合系统中各类实时信息和历史信息，进行设备趋势预警和预防性维修警示，从而为维护人员提供科学的养护依据。

1.2 目前监测的日常维护特点

相对既有监测的日常维护模式，集中监测主更关注电气特性管理和故障分析，同时继承了既有监测的实时监测功能。

1.2.1 便捷性电气管理报告

（1）设备运行日报告

为便于信号设备的管理维护，智能分析系统能对设备运行状态进行分析，把几日内发生的报警进行统计分析，形成分析报告，使维护人员和管理人员对站上设备的使用情况做到整体上的把握，便于掌握维修工作的重点。

设备运行状态分析功能体现在分析报告部分，界面如图3所示。

图3 分析报告

在分析报告中能对报警进行分析总结，提醒维护人员哪些报警没有进行处理；还可以对当天应该浏览但未浏览的报表进行汇总等。界面中蓝色的字体都是超链接，点击后会弹出相应的界面对超链接的内容进行处理，如：点击未处理报警时，会弹出报警处理界面；点击未浏览的报表时，会弹出需要浏览的报表。报警处理界面见图4。

（2）设备故障处理日志维护

维护人员对故障进行查看和分析后，对故障的原因和处理的方式进行选择或者编写，系统能自动统计出每种原因的频次，供维护人员参考，使维护人员有重点的排查原因。设备故障处理日志维护界面体现在报警处理界面，报警处理界面如图5所示。

图4 报警处理界面

图5 报警处理界面

1.2.2 故障分析

（1）实采设备故障分析

对智能分析诊断的结果，维护人员可借助故障分析功能，在同一界面中查看故障时刻、设备所有采集项和相关设备的采集项。把这些和故障有关的采集项放在同一界面中进行展现，使维护人员对故障的原因一目了然，提高故障分析的效率。

（2）智能接口设备故障分析

当接口设备发生故障时，接口设备示意图的背景色会根据报警的级别闪相应的颜色（当接口设备的板卡故障时也能反映到示意图上），当鼠标移动到示意图上时，会弹出接口设备状态图（见图6、图7）。

图6 微机联锁设备故障示意

图7 计算机联锁状态图

2 监测系统技术发展趋势

2.1 将逐步形成“专家知识库”

随着监测故障分析的日渐成熟和知识库的积累，将逐步形成“专家知识库”，可以对道岔类如：道岔1DQJ不励磁、道岔2DQJ不转极、道岔启动断路器断开故障、道岔动作电路断线、提速道岔断相（S700K）、道岔无表示时道岔表示断路器故障、表示电路电容断线、室外表示电缆短路或二极管击穿、道岔动作时间等故障现象进行相对客观的分析和故障定位，同样对轨道和信号机亦可形成类似的"专家知识库"，以便更利于指导维修人员的日常工作。

2.2 自定义报警平台

各路局或站段结合具体站点的实际情况，自行定义该站的报警平台，自定义报警平台（开放的平台）主要包含如下几个含义。

针对固有的报警项目，可改变它的报警级别（一、二、三级报警及预警），报警条件。每个报警项目是否发出声光报警和桌面提示以及报警记录直至所有记录屏蔽，均可自定义。可在平台的自定义报警向导指引下，新增报警流程、报警项目。

3 结束语

随着监测技术的日渐成熟和知识库的积累，专家知识库以及监测系统将逐步得到强化和完善，这将对现场信号设备维修管理提供更好的保障。在电务技术装备向高精尖发展的进程中，尤其重要的是随着机车信号、环境监测、CTC/TDCS、DMS、LAIS、视频监测、安全数据网、动环监测、综合网管等监测系统的增加，必须充分利用各监测系统采集设备提供的数据字样和相关的网络通道资源，智能挖掘各种分散孤立的海量数据，科学地整合于同一平台实现信息共享，并通过相关的监测监控分析功能对数据进行融合处理，全面实现电务设备动态监测分析、故障诊断、预警分析等功能，最终实现信号设备故障的自动报警、监测数据的实时分析、作业过程的有效监督、应急处置的智能决策将是今后监测技术发展的方向。

[1]《铁路信号集中监测系统技术条件》（运基信号〔2010〕709号文）：铁道部运输局颁布.

[2]信号集中监测（CSM）系统维护与使用手册v2.1：河南辉煌科技股份有限公司.

责任编辑：宋飞 窦国栋
来稿时间：2014-1-20