重载铁路信号微机监测信息分析与应用

韩 文

（国能朔黄铁路原平分公司运输生产部 山西 原平 034100）

1 引言

朔黄线原平分公司2016年在宁武西站大修升级使用TJWX-2010版信号微机监测系统，该系统具备完善的信息监测功能，监测点、采集数据类型更贴近于维修所需，为分析信号设备状态提供了详实的数据信息，同时向信息处理智能化发展，报警信息及数据智能分析功能日趋完善[1]。信号设备维护人员需解读监测数据与设备状态及电路动作的对应关系，通过处理设备问题来验证设备状态与监测数据的对应关系，提升通过监测信息来预判信号设备状态的能力。

（1）信号设备维护人员要能解读信号设备监测数据与设备状态及联锁电路动作状态的对应关系，清楚信号设备电气特性数据标准，能熟练掌握信号微机监测系统各项功能及操作方法，通过数据曲线等对比分析能发现电气特性数据异常。同时要加强监测设备维护，保证监测设备运用正常。

（2）提前进行监测设备校核及数据精度校核，确保监测设备与实际设备一致，数据精度符合《普速铁路信号维护规则》的规定[2]。

（3）合理设置各类监测数据报警上、下限，实现电气特性超限及时预警。

（4）加强微机监测信息分析与应用推广交流工作，不断完善分析方法及技巧，提高各级综合分析能力[3]。

2 UM71自动闭塞设备采集原理与限值

2.1 UM71自动闭塞设备采集原理

发送器信息采集位置为发送器输出端，采用互感器穿芯的方式。采集原理如图1所示：通过综合采集器采集发送器参数有中心频率、上边频、下边频、低频、功出电压和电流等信息。

图1 发送器采集原理图

接收器信息采集位置为接收器输入变压器的输出端，即接收器的限入调整端。采集原理如图2所示：通过综合采集器采集接收器参数有中心频率、上边频、下边频和限入电压等信息。

图2 接收器采集原理图

2.2 微机监测上下限的设定

微机监测的智能分析是建立在一定的参数设置和流程设计基础上，同一设备的电气特性也有所不同，故障判断流程又是以设备的电气特性为依据。所以，微机监测的参数修改设置对正确判断设备故障，提高浏览效率，发现设备隐患十分重要。但是，当前微机监测在报警上、下限参数的设置上：一是不规范，有些监测项目没有具体的标准，只有原则性的要求；二是不科学，有些报警上下限设置过宽过大，影响查询效率，影响隐患及时发现，影响微机监测设备功能的发挥。原平分公司依据《普速铁路信号维护规则技术标准》，结合管内线路条件及运行状况等因素，科学合理的设置上下限值，并修改Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级预警和报警条件，达到不同数值给出不同级别的报警信息，实现微机监测各项功能的有效应用[3]。UM71设备发送器和接收器等监测参数上下限值如表1所示。

表1 微机监测上下限制设置标准表

3 微机监测案例分析与应用

3.1 发送器性能不良的分析及应用

案例一：2017年9月9日3时33分，北大牛站C3G红光带（曲线如图3），经电务人员检查发现C3G1区段红光带，测试该区段限入电压133 mv（正常420 mv），测试功出电压为10.44 v（正常32.8 v），判断为发送器故障，更换发送器后于3时38分恢复正常，通过微机监测曲线直观发现该时间段功出曲线为下降明显。

图3 C3G1发送器故障曲线图

3.2 接收器性能不良的分析及应用

案例二：2017年4月2日1时35分，龙宫站B5G红光带（曲线如图4），经电务人员检查发现B5G1和B5G2两个区段均红光带，由于大轨切小轨原理，故判断为B5G2区段故障，立即测试发送器功出电压49 V（正常），限入电压80 mV（正常为519 mV），再测试分线盘电压16.9 V（正常），判断故障在室内侧，此时，故障自动恢复。为进一步分析判断，只能通过微机监测曲线回放进行查看，经查看微机监测自1时10分开始接收曲线存在30～70 mv范围的波动，通过曲线总结此类故障多为容性元件不良居多，分析室内回路上只有接收器存在容性元件，遂要点更换接收器后，持续观察设备运行稳定，彻底消除故障。

图4 B5G2接收器曲线图

3.3 铝热焊焊缝拉开故障分析及应用

案例三：2018年12月8日11时53分，龙宫站B4G红光带，经电务人员检查发现B4G1和B4G2两个区段均红光带，遂判断为B4G2区段故障。立即测试B4G2限入电压35 mv，于是依次测试功出75.4 V（正常）、送端分线盘80.5 V（正常），受端分线盘0.6 V～2.1 V来回波动（正常为13.1 V），初步判断为室外故障，于是甩开受电端分线盘一根电缆芯线测试电缆侧电压为1.1～1.2 V波动，根据数据判定故障在室外，12时13分，经现场人员检查发现铝热焊焊缝拉开。相关轨道参数如图5～7所示。

图5 B4G2接收器曲线图

图6 B4G2接收器中心频率曲线图

图7 B4G2接收器低频曲线图

通过该起故障分析，焊缝拉开后曲线变化较为明显：一是接收器低频曲线呈漂移状态，幅值明显超过50 Hz，分析为50 Hz牵引电流明显窜进接收回路里；二是接收器中心频率、上边频和下边频等频率曲线明显变得较为密集。针对类似故障在甩开分线盘测试的同时可以采用CD96-3Z选频表50周交流计数档来测试50 Hz牵引电流是否窜入轨道回路，更为快捷。

3.4 道床漏泄的分析与应用

案例四：2019年4月24日，龙宫管内突降大雨导致C1G4区段限入电压短时间内大幅下降（曲线如图8），低于报警下限值，电务人员接到微机监测报警信息，立即组织人员分析查看，14时35分，接收限入电压在9分钟内由632 mv下降至265 mv，通过一趟列车运行后继续下降至237 mv，该数值已经接近UM71轨道电路的最低调整值，结合该区段多年的运行经验，综合判断初春时节降雨道床漏泄大，导致限入电压下降快且幅值大，立即组织对接收等级进行调整，电压升至335 mv，恢复轨道可靠运行。

图8 C1G4接收器曲线图

4 微机监测功能升级与补强建议

微机监测设备在日常数据分析、故障处理以及指导维修等方面发挥了关键性作用，但随着现代设备维护要求的提高，现有的监测项目和内容也暴露出在设备管理和数据分析等方面的弊端，收集了日常需要功能升级和补强的建议，以完善微机监测功能[4]。

（1）站间联系电路、熔丝报警等硅整流器电源保险管没有熔断检查和报警功能，仍是日常巡视和检修的重点，建议增加类似硅整流保险管的监测和报警功能。

（2）增加监测与其他系统功能的接口，如设备履历系统、诊断系统等，一旦设备出现问题，可以从相应系统中调出相关设备的基础信息，如设备运行数据、故障数据、图纸电路等，便于对设备问题分析处理。

（3）为确保设备良好的运行环境，电务专业拟对室外设备箱盒的温湿度以及防尘状况等项目纳入建设和整治重点，建议在微机监测上同步增加室外箱盒温湿度及尘密监测功能。

（4）对电缆间等场所的电缆外皮增加温度传感器，便于在电缆密集场所温度异常时及时预警报警。

（5）开发视频联动功能。为减少施工或外界干扰，铁路线路将逐步实现视频监控的无死角覆盖，建议增加异常曲线的分析与视频联动功能，在设备异常时，视频监控自动追踪异常设备处所，便于准确及时掌握现场设备状况，快速查找和排除故障。

（6）增加微机监测语音报警功能。通过上述案例分析，尤其是道床漏泄区段电压需及时调整，这就需要预报警信息及时传达到电务值班人员。为此，建议在行车室、班组、值班室等场所设置语音报警装置，及时快速地通知到电务值班人员。

5 提升微机监测管理

随着山区铁路科技保安等技术创新的大力投入，现场信号设备维修由原来的计划修、周期修向状态修转变，而如何提高天窗点内的作业效率，如何在有限的“天窗”点内解决更多的设备问题，就迫使我们把维修重心转移到如何高效利用微机监测上，向状态修要安全、要效率。从周期维修变为带着问题有重点的状态维修，逐步实现安全生产的高效可控[5]。

（1）压缩报警数量、提升监测设备报警精准度。对现有报警标准结合故障数据分析、牵引回流干扰、异常天气影响等进行探讨修订，完善报警机制、压缩Ⅰ级Ⅱ级报警数量、提升Ⅰ级Ⅱ级报警精准度。

（2）利用大数据分析，将管内历年设备故障障碍进行分类统计，对导致设备故障的前期报警参数进行分析比对，修正设备报警门限值及报警级别。

（3）针对牵引回流干扰区段，对牵引回流干扰导致的设备异常进行二次研判，降低I级报警数量，提升报警精准度。建立车务（道岔清扫不良）、工务（尖轨爬行、扣件封连、捣固不良等）、电务和供电（牵引电流干扰）联动机制，对异常天气导致的设备报警信息同步推送相关单位，明确报警原因，合理安排人员处置。

6 结语

综上所述，随着近年来电务设备新技术的不断发展，微机监测版本功能的不断优化升级，电务专业对微机监测数据的依赖也越来越重要。尤其在电务专业发展智能运维、智慧铁路、智能防护等大数据应用方面，微机监测监控技术的运用将更加广泛，其在铁路科技保安中的作用也必将更加突出。