铁路信号检修作业自动化管理系统的应用研究

吕向丽 上海铁路局杭州电务段

铁路信号检修作业自动化管理系统的应用研究

吕向丽 上海铁路局杭州电务段

科学规范的信号检修作业行为是铁路运营安全的必要保障。铁路信号检修作业自动化管理系统是基于信号检修作业的管理软件，为信号设备的检修作业提供规范的、科学的管理手段，对作业任务管理，现场数据采集、各类报表汇总等提供有效支持。

信号检修作业；自动化；管理系统

1 系统开发背景

近年来，我国高速铁路发展迅速，传统的管理、维护模式难以适应铁路行业的发展需求，借助更高效的计算机管理手段显得越来越重要。通过现有的网络作为信息平台，建立多层次的设备维护中心，有效交换信息，快速检测各种设备，为铁路现代化奠定坚实的基础。

铁路信号设备是指挥列车运行，保证行车安全，提高运输效率，改善行车组织方式，实现行车指挥现代化的关键设施。

我国高速铁路区间信号设备主要采用ZPW-2000系列无绝缘移频自动闭塞设备。信号的调制方式采用FSK（频移键控），ZPW-2000有4个载频：1 700 Hz、2 000 Hz、2 300 Hz、2 600 Hz；低频（调制频率）有18个，从10.3Hz以1.1Hz等间隔增加至29 Hz。将智能操作系统与电特性测试结合起来应用于铁路信号的检修和测试中，可以显著提高工作效率和测试精度，提高铁路维护和维修的技术水平。

2 系统工作原理

利用服务器将需要巡检的任务下发到移动终端，巡检人员携带移动终端到达现场扫描巡检设备的标签，即可弹出该设备需要巡检的任务，包括巡检内容，操作步骤，所需工具等，巡检完成后系统自动保存。同时需要进行铁路信号测量的，也可利用该设备进行数据测量，测最的数据存储在设备中，巡榆完成后回到值班室连接到服务器自动将数据提交，以减少巡检人员的工作量，提高工作效率，实现自动化的铁路任务巡检。

具体作业流程如图1所示。

图1 铁路信号检修作业自动化管理系统作业流程图

3 系统架构

“铁路信号检修作自动化管理系统”由服务端、客户端、智能终端三部分组成。智能终端包括系统模块、人机交互模块、铁路信号测量模块和通讯模块。服务端主要是提供远程数据存储以及数据查看；客户端主要是自动生成任务，下发任务，根据终端数据生成各种报表以及问题库；智能终端根据接收到的任务以及扫描到的RFID信息来开启任务，并通过测量模块返回测量数据,并跟客户端进行数据交互。系统操作流程图见图2。

图2 系统操作流程图

4 系统功能特点

通过服务端管理系统的任务模块，工区工长制作年月表后自动生成月度计划表及周表，计划表和周表都可添加段和车间发派的临时任务。由此产生的每日的具体任务下派到信号工的移动终端。信号工通过移动终端外出作业采集到的作业数据返回到报表查看模块。具体功能特点如下：

（1）自动生成计划表

一年制作一次年月表，通过该年月表自动生成月度计划表、周表和每日任务，大大减轻工人负担。

（2）一键派发当天任务

任务自动分配到该设备的责任人，工长只需点击发派即可将当日任务自动发派到信号工。

（3）不合格任务自动归纳问题库

系统通过作业测量的结果判断该数值是否在合格范围内，如不在该范围，归纳至问题库并生成新的任务，直至该任务合格，规范化了作业。

（4）完成情况自动生成

根据终端返回的数据，服务器端管理系统自动生成月度计划完成情况、工作日志、巡检记录卡等等，既减轻了信号工工作量，又提高数据的可靠性。

（5）数据共享

工区的作业数据可通过局域网技术，共享到车间和电务段。工区提交了当天的作业数据，车间和电务段马上就可以在自己的办公电脑上查看到。

5 系统的应用情况

目前，传统的铁路信号巡检工作完全是通过巡检人员携带通用的信号设备巡视测试卡，按照测试卡上罗列的相关任务进行作业，作业完成后需要手动填写到相应的测试卡中。通常在作业之前会根据相关的任务选择携带相应的仪表和工具，对于工具清点同样也需要手动操作。可见在铁路信号检修作业中存在大量纸质化作业易造成浪费也不易长久保存，人为读取测量数据易带来人为误差，测试数据需手工抄录、管理未实现电子化、不利于数据的检索共享、综合分析，携带的工具进行清点时易出现遗漏工具在维修现场的情况等诸多不足之处。铁路信号检修作业自动化管理系统提出了基于物联网的管理系统方案，解决了现有巡检测试流程的不足。该系统分成作业任务标准化管理系统和作业过程标准化管理系统两部分，为信号设备的检修作业提供了规范的、科学的管理手段，是对作业任务管理，现场数据采集、各类报表汇总等提供有效支持的管理工具。此系统于2 01 3年6月起在杭州电务段上虞北车间现场试用，系统使用方便，工作稳定可靠，符合铁路高速发展及信息化的要求，具备推广应用前景，其经济社会效益十分可观。在工区班组层面，显著降低了日常劳动强度、规范了日常作业流程；在车间、电务段管理层面，极大提升了过程控制管理水平。系统应用达到预期技术指标要求，受到现场试用人员的好评。

（1）安全效益

安全管理工作是铁路运输安全稳定的重中之重。铁路电务工作人员在日常作业过程中需完成检修、巡视、测试等多项工作，将基于物联网的自动化巡检系统和铁路信号测试结合于一体，可以显著提高巡视检修工作效率，保障作业人员劳动安全。该系统通过智能终端设备对作业过程中使用的工机具进行统一管理，有效防止工机具遗落在线路上的问题发生，对保障铁路运输生产安全具有重大意义。

（2）社会效益

随着我国铁路的快速发展，正越来越广泛地采用以微处理器和电子器件为核心的技术，相应地对信号设备的维护和管理提出了更高层铁路信号检修作业自动化管理系统一效益报告次的要求。该系统可实现月计划表、任务计划表的自动生成，一键派发当天任务，不合格任务自动归纳问题库，完成情况自动生成，数据共享，铁路信号巡检任务自动下发到巡检终端，自动／手动开启作业任务，铁路信号自动测量、自动保存、自动生成报表，作业完成的任务自动提交，可独立使用的信号测量仪表等多项功能。采用WEB技术，借助电子标签及网络，以达到作业安排自动化，作业流程标准化，班组台账电子化，大大减少现场工区工长的工作量，提高段和车间的工作效率，也进一步提升了电务企业的现代化管理水平。

（3）经济效益

铁路信号检修作业自动化管理系统可完成用户定义的自动化巡检功能和铁路信号测量功能，并提供友好的人机交互界面。测试智能巡检终端运行Android智能操作系统，拥有极高的灵活性与扩展性，用户可根据不断变化的需求，方便灵活地制定测量工作。智能终端整合了多项功能，降低了系统的开发和维护成本；通过应用程序的设定，可以合理安排日常测量工作，提高了工作效率。系统可使测量人员从繁复的仪器堆中解放出来，而且还可实现自动测试、自动记录、自动数据处理、自动生成报表，真正意义上实现金自动化的信号邀检，从而有效节约劳动力成本，具有良好的经济效益。

6 系统的展望

基于物联网的铁路信号检修作业自动化管理系统的应用刚刚开始，总公司也把物联网在信号作业及安全防护领域的研究列为重大科研项目（详见《2014年中国铁路总公司科技研究开发计划课题指南》，课题编号：2014X003），随着高速铁路的迅速发展以及信息化的要求，还有很多工作要做，这里仅对本系统有待于进一步研究的内容做一介绍：

（1）硬件结构方面：可考虑采用工业防护等级，虽然系统成本高，但符合工业环境要求，使得系统工作寿命内平均维护成本低廉、性能更高。

（2）人机交互方面：由于全国的铁路局各自的需求存在差异化，很难使用统一的人机界面，因此需要从全局考虑如何做到快速满足用户的所有需求，减少二次开发。

责任编辑：许耀元

来稿日期：2016-11-23