铁路信号集中监测系统的分析与运用

武文龙

中国铁路北京局集团有限公司天津电务段 天津 300140

高速铁路和城市轨道为人们的出行提供了便利，尤其是铁路信号系统在技术和设备方面都出现了新的发展趋势，对保证交通运行的安全和提高运行的效率具有重要的作用。为此，管理部门应该掌握铁路信号集中监测系统，及时发现系统在运行过程中出现的问题，采取具有针对性的措施解决。

1 铁路信号微机监测系统与功能

1.1 微机监测系统

微机监测系统运用互联网技术、计算机设备进行数据处理与存储，使微机、存储、监控等设备能够集成整合，分析、加工处理铁路信号，凭借系统逻辑能力自动分析铁路运行数据。微机监测系统中运用到传感、计算机、通信、现场总线与智能技术等，能够更加全方位地实施铁路运行过程监测，详细记录铁路运行信号，分析故障信息，一旦发现安全故障可以及时预警，为铁路系统电务运行提供条件。

1.2 微机监测系统功能

在铁路运行中，微机监测系统能够采集开关量、模拟量的数据信息，并且将其储存到系统中绘制成图，一旦发现故障信息便会立刻发出预警。采集的铁路运行数据也可以被编制为报表与状态表等，为数据后期的加工处理提供便利。同时，利用系统数据实时传输的功能，可以为网络传输信号与监控所得数据。除此之外，微机监测系统还能进行人机对话与时钟校对，确保铁路系统在要求的时间范围内安全运行。该系统的具体功能主要有两个。①监测铁路信号。利用微机监测系统可以实时监测铁路信号变化，发现信号中潜在的危险信息。以往采用的信号监测方法，只是具备数据短期储存功能，时间较长的数据无法在综合分析中运用，更不能发现其中存在的问题。利用铁路信号微机监测系统，能够解决传统监测方法存在的问题。凭借计算机在信息储存方面的优势，采集实时铁路运行设备运行数据，展开动态监测。采集到的大量数据能被全部储存，作为铁路运行状态分析的依据，按照数据变化以及分析结果便可以了解当前设备是否故障。若发现设备存在异常，便可以及时通知检修人员马上处理，以免安全事故发生危及铁路安全运行。②监测信号状态。利用计算机检监测铁路信号状态，能够持续性的掌握铁路信号情况，监控所得数据上传到计算机系统，保证铁路运行数据的完整性。同时，计算机采集数据比较客观，很少会因为人为操作导致失误，加上数据具有连续性，因此数据分析之后便可以了解存在的变化。铁路运行数据经过对比，使检修人员更加深入地了解铁路运行状态，发现其中是否存在安全隐患，若有安全隐患便可以及时将其排除。

2 铁路信号集中监测系统展望

2.1 故障诊断方法

①传统诊断方法。以技术人员为主要操作者，凭借其技能和经验探寻故障的发生机理，是较为常见的故障诊断方法，但其精准度不足，且人力资源投入量较大。②信号处理法。基于设备运行数据构建信号模型，可实现对信号的分析，从中提取具有参考价值的信息，包含振幅、频率等，由此展开故障诊断工作。通过信号处理法的应用，可有效缩短故障诊断的时间，效率有所提高。③模型解析法。以数学模型为主要工具，围绕选定的诊断对象展开数理统计、函数解析等操作，从中判断被测信息，以便分析故障。但需强调的是，数学模型容易受到信息不全面等因素的制约，由此出现构建难度大、精准度不足的情况，得到的故障诊断结果也易出现精度不足的现象。④人工智能诊断方法。以遗传算法、模糊逻辑等现阶段前沿技术为支撑，再结合具有可行性的传统技术，以更加智能化的方式完成故障的识别、分析及预测操作，是较为主流的方法，也是重点发展方向。

2.2 基于机器学习的设备及故障诊断

信号设备故障诊断存在着不确定性和复杂性，在诊断的过程中可能会受到外界因素的影响，存在很大的不确定性。此外，信号设备由大量的元件组成，然而每个元件的电机性能也存在明显的差异性，同时也会随着外界环境发生变化，不能建立平稳的模型。相关的研究显示，采取机器学习技术的方式能够挖掘隐藏的知识，之后通过这些知识来预知未来的数据，是解决该问题的重要途径。监测系统采集到的原始数据的噪音性比较明显，不能直接用于诊断和学习，需要进行进一步的处理，能够在一定程度上抑制噪音和降低维度。在特征提取的环节，应该应用设备领域的专业知识，将设备的提取和故障类型紧密联系，同时还应该保证特征之间的相互独立性。采取机器学习技术的方式能够对特征数据进行分析，从而找到最佳的概率模型和求解算法，不断优化参数。此外，转辙机是故障类型比较复杂的信号设备，主要的监测量包括动作电流和功率等。需要对转辙机故障诊断进行研究，取得的效果比较显著。对于各片段处理，可以通过信号处理方法来进行稳定的统计图，如电流强度、噪声水平和噪声均衡度等。

2.3 利用信号微机监测技术中道岔电流曲线来判断铁路信号的故障

在铁路运行交通系统的运行发展中，铁路信号微机监测系统中所显示的道岔电流曲线主要反映的是道岔的运行状态。但是，在铁路交通的运行过程中，由于道路交通的运行状态的不同，使道岔的状态也会有明显的差异。因此，为了能够保障铁路交通的稳定运行，必须对道岔的状态进行准确的判断，以保障铁路交通的稳定运行。通常，在当道岔的电流较高的情况下，表示当前的道岔区域处于解锁的状态，而当道岔完成解锁后，会自动进入锁闭的状态中，而在这个过程中，电流值还是较高的。当解锁区的电流出现异常变化时，表示当前道岔区可能未完成正常的解锁，而造成这种情况的原因，可能是因为道岔本身的机械阻力过大或压力过大的原因，而导致道岔不能进行正常的解锁。

3 结语

信号微机监测技术在铁路信号系统中的应用，能够对铁路交通在运行过程中，所产生的各方面的信息进行快速、准确的采集和处理，为铁路交通的运行发展，奠定相关的数据基础。同时，应用信号微机监测技术，能够对铁路电路系统中的电流变化做出实时的反馈，并结合电流变化曲线对轨道交通中的故障原因做出准确的判断，为铁路交通的发展稳定奠定了重要基础。