浅析铁路信号系统智能监测技术的应用

黄立民+冯嘉腾

摘 要：近年来，我国的铁路事业发展迅速，建设规模不断扩大，通过技术手段极大地提高了列车的运行速度，智能监测技术在铁路信号系统中得到了广泛应用。铁路信号系统通过应用智能监测技术，能够有效加强对列车运行状况的实时监测，提高铁路信号系统的智能化水平，从而保证铁路运行的安全性与可靠性。本文简单分析了我国铁路信号系统监测技术的发展现状，并探讨了其中的几项关键技术及其在铁路信号系统中的具体应用。

关键词：铁路；信号系统；智能监测技术

中图分类号： U284 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）28-141-2

0 引言

随着科学技术的不断进步，信息技术逐渐被广泛应用到铁路行业。铁路信号系统作为铁路现代化建设的重要组成部分，还存在一定的不足，加强铁路信号系统的智能化探索具有十分重要的意义。智能监测技术是铁路信号系统朝着安全、可靠、网络化及数字化方向发展的重要途径，能够有效确保行车安全、强化信号设备管理，提升铁路信号监测设备应用质量。我国铁路部门要结合铁路运行实际状况，充分利用智能化监测技术以及控制设备建设现代化铁路信号系统，对信号设备的运行状态进行全面、科学的动态监测和记录，为铁路部门掌握铁路运行状况及分析事故提供有效参考。

1 铁路信号系统监测技术发展现状简析

1.1 GSM—R通信监测系统

GSM—R通信监测系统主要包括通信接口监测和GSM—R网管监测两个重要组成部分。通信接口监测是对GSM—R网络关键接口的实时监测，其主要工作任务是对网络接口信令和业务数据信息进行监控和记录，同时综合分析和总结网络异常事件，为GSM—R系统用户提供在线历史数据查询和网络状态监测服务；GSM—R网管主要具有重要的管理功能，涉及配置、报警、故障等多个方面，实时监测和控制铁路信号系统运行状态，进而为列车的安全、稳定运行提供可靠保障。

1.2 信号集中监测系统

信号集中监测的体系架构特征为三级四层，能够实现信息存储、状态重现、监测及报警等功能。信号集中监测系统通过CAN总线实时联系各个信号设备的开关量信息和电气参数模拟量信息，这些信号设备包括电源屏、轨道电路、信号机、信号电缆等。此外，该系统还可以利用通信接口连接TCC、CBI、ZPW2000轨道电路等设备的维修机，从而获取相关信息。监测人员可以通过信号集中监测系统监测现场设备工作状态，并作出相应诊断，确保设备的稳定运行。

1.3 列控监测检测子系统

列车监测子系统是列车安全运输的重要保障，能够实时采集和处理不同程度的数据信息。将车载司法记录器安装在列车上，对列车相关运行安全数据进行记录操作，例如列车司机动作状态、输入信息等。在RBC监控室设置RBC维护终端，从而实现对RBC系统工作状态以及CTC系统通信状态的检查。该系统应用危机连锁电务终端诊断计算机连锁系统故障，利用临时限速服务器管理和维护TSRS故障。

2 铁路信号系统智能监测技术的应用概况

2.1 智能化监测系统的基本构架

在铁路信号系统中应用智能监测技术，从而形成智能化的监测系统。依据铁路运行的实际情况，智能化监测系统的基本构架可以分为车站、电务段、电务处三个层面，各部分的功能如下：对于车站层面，智能化监测系统对其进行全方位、多角度的监控，整合各种数据信息，同时传递给电务段；对于电务段层面，智能监测系统将车站传递过来的数据进行转化，为电务段的操作提供依据，同时实现了智能化故障报警功能，并向电务处传递报警信息及分析数据；对于电务处层面，在获得电务段传递数据的同时，对GSM—R、DMS等系统的检测数据进行整理，将这些数据信息统一到电务处数据库，为其他相关工作提供参考，充分发挥智能监测技术在信号设备维护方面的指导作用，推动智能化监测系统综合化、智能化、信息化发展进程。

2.2 建立智能化监测模型

铁路信号系统通过应用智能监测技术，可以建立智能化监测模型，具实现了以下几种功能：第一，汇总各类监测数据，方便对此类数据的综合全面分析，铁路信号系统包含很多的设备，需要采用先进的数据处理技术和通信传输技术对所有设备数据进行整合，工作人员通过比较分析这些数据，对设备运行状态进行及时掌握，从而调整设备实现更加合理的应用；第二，建立信号数据综合处理平台，充分融合信号系统设备的监测、现场数据，使得铁路信号数据实现智能化分析，对这些数据进行分类汇总，从而建立数据库；第三，发挥历史监测数据的作用，电务段在对设备进行运行状态分析与预测的时候，可以借助信号系统中监测到的历史数据以及设备的检查和维修记录提供有效参考，同时可以建立相应模型分析设备运行可靠性，实现对设备的状态特征的全面掌控，为现场设备的智能化分析与状态预测提供保障；第四，加强与调度控制中心的配合，通过智能化的监测模型可以整理出各种故障事故数据、设备运行状态信息，为调度控制中心制定运行方案、调整列车运营提供可靠依据，同时使得调度控制中心的应急处理能力提高，能够针对各种运营问题进行有效的处理和监督控制，实现对运行设备以及现场作业监控，并对设备报警信息进行闭环处理。

3 铁路信号系统智能监测技术的具体应用

3.1 建立监测数据集

电务段需要进行智能监测的数据种类繁多、数量庞大，主要涉及从地面设备到车载设备、从单元设备到系统的数字量、模拟量以及开关量。在应用智能监测技术的过程中，要对共享数据以及存储数据进行重点的监测，一方面，深入分析发生信号故障的情况下所产生的相关监测数据，通过对比、关联形成系统的数据集，为车—地综合分析提供参考；另一方面，充分运用预警算法、趋势分析、维护管理等方面的技术，建立事故预警、设备趋势分析、铁路生命周期管理所需要的数据集。通过建立科学、全面的共享监测数据集，提高铁路监测维护的效率。

3.2 存储与共享机制

在铁路信号系统中，数据中心最关键的功能就是数据共享，为各个车务段以及上级信号处理中心提供科学、完善的数据信息，并为车载监测和地面监测等系统提供全面的数据传输和分析服务。根据铁路信号系统的经济性要求，结合检测设备的布置情况和数据容灾，经过深入研究，制定铁路段各个基站控制系统的数据存储和分配策略，并通过透明化的共享机制，使得数据的利用情况更加的清晰化。此外，各个监测子系统在数据库的结构和性质等方面存在不同，所监测到的数据一般具有半结构化的特征，加强监测数据的存储和集成共享是智能监测技术应用的关键。

3.3 智能化分析技术

智能化分析技术主要包括设备间的信号逻辑故障分析以及单项设备的专项故障分析，具体分析如下：第一，设备间的信号业务存在联锁关系，对其进行故障分析，主要采用对比分析和综合关联分析的方法，对铁路信号专业领域的相关专家的理论经验和知识技巧进行收集、整理，实现故障诊断专家系统的建立，从而提高推理和判断工作效率；第二，对于单项设备的故障分析，设备的故障情况往往通过监测信息进行反映，可以利用时频分析、谱分析、自适应滤波、状态估计等现代化的信号处理技术，根据监测数据对状态趋势进行预测，分析出故障的相关特征，从而进行故障检测与诊断。

3.4 规范化和标准化操作

铁路信号系统智能监测技术监测的数据范围较广，对其进行规范化、标准化管理具有十分重要的作用。其中，最基本的工作就是对电务设备和数据进行规范化命名。建立数据中心处理平台的前提工作就是对监测数据进行综合整理，制定科学、完善的玷污监测数据规范和标准，以满足铁路信号系统的应用要求，进而实现数据的自动采集和关联、模型的自动同步等。

4 结束语

总而言之，铁路信号系统是铁路建设的重要组成部分，在科学技术不断进步的背景下，我国的铁路信号系统在技术和设备方面也在不断的进行完善，从传统单一的特点转变成系统化、综合化的优势，应用智能监测技术，建立铁路信号智能化监测系统，从而保障铁路列车运行的安全性、稳定性，促进铁路事业的快速发展。

参 考 文 献

[1] 刘大为，郭进，王小敏，陈建译，杨扬.中国铁路信号系统智能监测技术[J].西南交通大学学报，2014，05：904-912.

[2] 蔡永寨.浅析我国铁路信号系统智能监测技术的应用[J].山东工业技术，2016，07：152.

[3] 赵毅博.我国高速铁路信号智能监测系统技术探究[J].科技与企业，2015，06：76.

[4] 郭亚龙.我国铁路信号系统智能监测技术[J].通讯世界，2015，11：49-50.

[5] 陈鹏.关于信号微机监测技术在铁路信号系统应用的研讨[J].中国科技投资，2013，26：71.