高速铁路轨道电路安全预警系统设计

张菊+邓丽敏+李文超

摘 要：轨道电路作为高速铁路信号系统的重要组成部分，其安全性直接影响铁路运输的安全和效率，本文开展高速铁路轨道电路安全预警系统的研究，实现对轨道电路工作状况的实时监测和预报，及时预防隐患的发生，真正实现系统状态修。

关键词：轨道电路；预警；设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.265

1 引言

随着我国铁路的飞速发展，对铁路信号系统的安全性要求也越来越高，轨道电路作为重要组成部分，其安全性直接影响铁路运输的安全和效率。据调查，现场铁路信号设备故障中轨道电路故障发生率居首位，约占信号故障总数36%，这显然不符合现场使用需求和安全性工程理念，及时开展预警系统的设计研究工作，预防隐患的发生，真正实现状态修十分有必要。

2 预警系统概述

预警是对故障征兆进行监测、识别、分析、判别和评价，并由此给出警示的过程，如图1所示。

（1）信息收集过程要尽量全面，根据系统特定预警现象及特点收集所有相关信息，再运用科学的方法分析研究，筛选出合适的指标用于预警分析与决策；（2）根据经验和理论知识确定各预警指标的阈值（即临界值），用于系统状态判定；（3）预警数据获取通过数据实时采集和存储过程实现；（4）最后通过有效的综合分析方法，对多重信息进行分析、判断，决策得到预警结果并输出。

3 高速铁路轨道电路安全预警系统设计

根据高速铁路轨道电路系统特点，由人机界面、综合预警和数据采集子系统三部分构成轨道电路安全预警系统，如图2所示。

数据采集子系统完成实时获取轨道电路信息，并通过总线上传至综合预警子系统。预警数据的采集主要包括系统数据和环境数据两部分，其中系统数据从信号集中监测系统获取，环境数据需通过安装相应的采集模块获取。综合预警子系统通过智能算法对数据进行分析、处理和决策，以确定系统当前性能情况及设备状态，最终给出相应的报警或预警信息。人机界面用于相关信息的输入、修改，接收并显示综合预警子系统的输出结果。

综合预警子系统接收到数据采集子系统传来的数据后，具体的处理流程如图3所示。系统首先对数据进行存储、处理与甄别，然后进行数据有效性判断，如果判断为有效信息，且其值超出报警临界值就直接进行报警，若没有超限就将数据送入综合预警子系统进行进一步的运算与决策，最终得到相应的预警等级结果，并发出预警信号。

4 结论

本文针对高速铁路广泛使用的轨道电路系统，为切实解决现场应用中故障频发的现状，设计了高速铁路轨道电路安全预警系统。预警系统能对轨道电路系统工作状况进行实时监测，对即将出现的故障情况进行预告，真正实现状态修，这对于保障铁路列车行车安全、提高列车运行效率具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]王晓辉，刘东.城市道路交通安全预警指标体系研究[J].中国人民公安大学学报，2012（02）：58-61.

[2]曹松.铁路行车安全预警理论与方法研究[D].北京：中国铁道科学研究院，2011.

南京铁道职业技术学院青年科研基金项目

项目名称：客专ZPW-2000A/K系统安全性分析与安全预警研究

项目编号：YQ150009