智能监测系统在铁路信号系统中的应用研究

李涛

摘 要：铁路信号系统是列车安全运营的重要保障，因此，有必要对铁路信号系统的监测系统进行研究。本文首先提出了铁路信号系统智能监测系统的结构，然后重点分析了各个子系统的具体应用方法。为提高铁路信号系统的智能化管理水平、提高列车的安全运营方面都提供了重要保障。

关键词：智能监测；铁路信号；应用；

1 引言

近年来，我国的铁路建设取得了巨大的成就，截止到2017年底，铁路通车总里程已达12.7万公里，位居世界第二，其中高速铁路通车总里程已达2.5万公里，位居世界第一[1]。随着计算机技术和网络技术和通信技术的迅猛发展，我国的铁路信号技术也迎来了一个黄金发展机遇，铁路信号系统的功能逐渐由以往的简单化逐渐向复杂化、系统化过渡[2]，并已成为列车运营安全的重要保障。虽然我国的铁路信号系统的技术不断完善和提高，也围绕铁路信号系统开发出了相配套的铁路信号监测系统，但是，信号监测系统仍然存在着智能化程度低、不能进行数据共享等缺陷，不能进行故障的智能分析和设备状态变化趋势的预测，从而对列车运营带来了巨大的安全隐患。智能监测系统作为一个成熟的领域已经被广泛应用到各行各业，因此，将智能监测技术应用到铁路信号系统中，具有重要的现实意义。

2 铁路信号系统智能监测系统的结构

根据铁路信号设备的分布情况和对铁路信号监测的实际需要，设计了基于智能监测技术的铁路信号系统监测系统。系统主要由数据采集子系统、数据处理子系统、数据共享子系统、电务调度子系统等4个子系统构成。其中数据采集子系统主要用于采集铁路信号设备的监测数据和相关通信设备的监测数据；数据处理子系统主要用来对采集到数据进行关联分析和推理，并将分析和推理结果发送给电务调度子系统；数据共享子系统主要用于数据的共享。通过该智能监测系统，能够对监测数据进行关联分析与对比，实现故障信号设备的定位，并为电务调度中心提供决策信息。同时，该系统还能对历史监测数据进行特征挖掘与分析，实现信号设备运行状态变化趋势的预测与预警。系统维护人员也能将故障处理数据输入到数据库中，不断完善数据库中的故障类型与条目，不断增强系统的自学习能力。

3铁路信号系统智能监测系统各子系统的功能分析

3.1 数据采集子系统

现场铁路信号设备的运行数据通过CAN总线传输至系统服务器中，成为专家子系统的基础数据，数据的类型可分为数字量和模拟量两种，其中，数字量为二进制的开关量，由0和1构成，主要用来表示开关量传感器、继电器、限位开关等设备的运行参数；模拟量主要包括铁路信号设备运行时的电流、电压，环境的温度、湿度等连续变化的参数。

3.2数据处理子系统

数据处理子系统是铁路信号系统智能监测系统的核心。其实现的功能主要有两个，第一，对存在连锁关系的铁路信号设备的运行状况进行分析，包括故障的对比分析、关联分析（如车与地的关联等）；第二，对独立的铁路信号设备的运行状况进行分析，包括状态变化趋势的分析、状态的故障分析等。利用数据分析的结果，建立标准化的故障诊断数据库，为智能化的监测提供依据，因此，数据处理子系统是影响智能监测的关键因素。为了提高数据处理的效率，提高智能监测的准确性，由于铁路信号设备的故障与其它设备之间存在着一定的关联性，这种关联性可以用树状结构来表示，一次，可以用树状结构的形式来表示铁路信号设备的故障信息，通过故障树可以提高数据处理子系统的处理效率，便于故障的分析判断。

3.3 数据共享子系统

数据共享子系统是智能监测系统的中心，它的本质是由一些异构性、分布式的数据库构成的协作式数据库系统。通过该系统能够对分布在各地的数据库进行访问，同时，无需建立一个统一的数据中心，在各车站就能对各自的数据库进行维护和更新，分散了系统风险。整个子系统中存储的数据量可达GB级，甚至TB级。因此，数据共享子系统既能为电务段、电务处级的监测中心提供数据支持，又能为车站级的监测调度中心、车载监测系统提供数据支持。考虑到铁路信号设备的分布情况，共享数据子系统应该侧重于处级、段级的共享策略。

3.4 电务调度子系统

电务调度子系统可分为车站级、电务段、电务处三个级别。铁路信号设备发生故障时，根据故障的大小逐级上报。但是各级的都有调度日志管理、维修保养计划、应急抢修、调度指令下达等的权利。

4结束语

铁路信号系统在保障铁路安全运营方面起着重要的作用，同时也是铁路建设的重要组成部分。随着计算机技术、网络技术与通信技术的不断进步，我国的铁路信号系统的功能也越来越强大，建立智能化的铁路信号系统的监测系统，能够为铁路信号系统的安全运行提供重要保障，同时也为列车的安全运营提供了重要保障。

参考文献

[1]宋薇.基于我国铁路信号监测技术现状的智能化电務监测系统研究[J].自动化与仪器仪表，2017（5）：137-139.

[2]张勤福.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，2017（20）：132-132.

（作者单位：北京工电大修段）