大数据时代铁路信号智能监测技术及其应用思考

陈智

（南宁轨道交通集团有限责任公司，广西 南宁 530000）

一、铁路信号智能系统概述

在大数据时代下，我国的铁路工程也更加智能化和数字化，在铁路建设中也更加深入地应用铁路信号智能监测技术来构建智能系统，不断完善铁路信号系统，加强不同信号设备之间的协调配合。应用铁路信号检测系统主要表现在列车监测和信号集中监测两个方面，对于前者来说，应用此系统可以监测列车的行驶情况，也就是汇集列车运行中不同方向的数据。比如将行车记录仪安装在列车上来全范围监测列车影响，并且与列车实时通讯，掌握列车员的动作和信息等。对于后者来说，在铁路信号系统中的应用，重点对系统三级四层结构组成开展集中监测，也就是采集电缆和电源等设备的运行数据，获取相关资料并分析掌握列车实时运行情况，及时发现列车故障隐患并开展检修工作，保障列车的安全和可靠运行。

二、铁路信号微机监测系统的功能

（一）优化信号监测采集点

铁路信号微机监测系统要想充分发挥其功能就离不开对数据的有效采集，通信信号、控制信号等各种内容都属于重要的数据信息，信号微机监测系统需要对运行中产生的数据进行测量。在实际运用过程中，个别设备配置在列车的节点当中，而这些设备功能时常会与信号监测设备的功能发生重复，弱化微机监测设备的功能，使铁路信号微机监测系统难以全面发挥其作用。因此，优化信号监测采集点的工作是十分重要的。

铁路信号微机监测系统的数据采集工作通常是和其他设备相互配合共同完成的，在对数据的采集和传递方面，部分较为先进的铁路信号监控系统已被列控设备代替。因此，铁路信号微机监测系统在数据采集方面的功能，时常局限在复制传输数据中的开关量与模拟量这方面，而其自身很多功能难以得到有效发挥。为了改善这种情况，可以采用分区分块的方法设置铁路信号的采集点，将收集到的信号归属到相应的区域，并对采集区所采集到的相关信号进行同步传递。

（二）完善处理低频信息的功能

相对于高频信号，低频信号的隐蔽性更强，观察难度更大。分析其在铁路信号微机监测中的表现，我国对于运行中铁路低频信号的处理是不够完善的，迫切需要依赖新技术、新科技，实现对已有设备功能的拓展，使低频信息和实际信息全面结合，进一步提升我国铁路系统的稳定性。为此，要想方设法理清各个参数之间的联锁关系，保证数据信息关联准确。同时，要注意将低频信息纳入监控中心管理范围，并以此为依据开展对数据的汇总与分析，帮助工作人员及时发现问题、处理问题。

（三）合理设置各监测模拟量的参数

对运用中的铁路的各种监测模拟量的相关参数进行合理设置，能够有效提升监测设备监测数据的可靠性、准确性与真实性。由于微机信号监测系统能够及时对大量的关键数据做比对分析，可以在第一时间发现故障、减少损失。如果所设置的各个监测模拟量能够达到最佳界值，必然会在很大程度上增加铁路信号微机监测系统的可信度。从另一角度来说，合理设置各监测模拟量的参数，必然会大大提升运行中铁路的安全性和铁路基础管理的水平。

三、铁路信号智能监测技术应用的完善对策

（一）解决监测数据共享问题

数据监测中心在铁路信号系统中主要起到数据实时共享的作用，将科学和完善的数据信息提供给各个列车以及上级部门，并且将全面的数据分析结果和完整的数据链条提供给车载和地面监测系统等，保障全面掌握列车实时运行情况和各路段情况。为此，铁路监测机构就需要构建合理的数据共享机制，做好对各类数据的分类和分配，实现对各类数据的高效利用。同时也要加强交通管理平台的数据共享功能，结合大数据技术的应用来构建大数据云平台，提升对各类数据资料的整理和分析效率与准确性，深入挖掘其中的有效和有价值的数据信息，及时发送和播报实时信息。

（二）解决信号系统的协调问题

由于目前铁路信号系统的监控范围进一步扩大，所收集的数据也逐渐增多，增加了数据管理难度。为了确保信号系统和调度指挥的协调性，就需要通过标准化的操作来实现规范化的数据管理，也就是按照标准统一对数据进行命名，通过数据规范化命名来防止出现数据错乱问题，以此来满足铁路信号系统的应用要求，可以实现数据的自动采集和关联。

（三）构建监测数据集并加强数据互联

铁路信号系统开展数据监测工作时包括电务段从地面设备到车载设备，以及从单个设备到总体系统等内容，因此所监测收集的数字量和模拟量比较庞大并且种类繁多，这不仅需要构建监测数据集，实时和全面监测各项数据并实现监测数据共享，而且还要通过此系统来分析监测数据，结合分析结果来构建事故预警系统，预防列车运行安全事故的发生。

四、应用微机监测加强铁路信号设备维护的有效手段

（一）提高准备工作的准确性

前期的精心准备可以提高设备的工作质量，负责人应正确认识设备管理和维护的重要性，尽可能严格控制工作过程，监督准备程序，认真分析设备的未来工作情况。包括功能要求和故障问题，以达到预防安装事故的效果。计算机联锁设备技术含量高，安全性高，为保障铁路企业财产安全，保障铁路运营安全，需要一个技术能力强的专家小组来评估设备。为保证铁路信号系统在提高设备可靠性的基础上取得良好的工作效果，有必要检查设计开发后设备或样品的质量。对于计算机联锁设备显示的能力，为了使铁路信号系统中的仪器和设备能够在专业模拟系统中发挥能力，并相互协调工作，有必要通过模拟试验进行深入验证，以便顺利实现系统的形式化操作，同时能深入了解系统的工作特性，了解系统的错误缺陷。常见或重要的问题是检查I/O 接口、机器布局位置、信号驱动条件等。采用过程模拟的方式，解决发现的问题，并及时报告，问题解决后应进行下一步的仿真操作。在仿真的过程中，设备的连接安装应根据工作结果认真完成，从而保证更好地执行软件命令，并充分给予系统详细的反馈。

（二）重视微机监测设备的日常检查维护

为了确保铁路信号的安全，应合理规划日常维护过程，严格监督日常维护行为，对计算机CPU、信号灯灯丝、按钮端子、锁芯等具体设备和部件制定详细的管理规定，使基础人员能够正确掌握维修时间和检查内容，避免在设备管理过程中盲目降低警惕，或者是未按照要求每日做检查报告。日常维护管理也要注意保证工作效率，降低消耗成本。另外制定联锁设备的使用班次和维修周期报告也是非常重要的，在完成该项工作时需要根据系统的运行方式，尽可能优化人员和资源，合理安排维修内容。比如某铁路企业采取了轮流切换设备的方式，为停止工作的设备安排维护时间，尽可能地发挥计算机故障的自我监测能力，同时为了使计算机联锁系统能实现信号控制和自动控制，增加多种传感器来检测电流和温度，该方法取得了较好的工作成效。

（三）建立数据库便于分析信息

铁路信号设备主要是信号机的基础，其功能是在列车运行过程中，辅助引导列车安全到站，维护铁路正常运营，确保列车的安全操作。为了实现这一目标，必须保证控制信号水平。信号机具有更易感知的铁路交通指挥控制功能，能保证列车的正常运行。为提高信号检测工作质量，对信号设备检测技术的研究与开发就显得尤为重要。实时数据信号机能够有效地采集铁路运行过程中的实时数据，信号设备的数据信息有助于维持信号设备的工作效率，同时微机监控技术可以实时检测多种信号设备，它还可以更好地完成存储和传输的有关操作，可以根据用户的需求自由地建立数据库。

（四）解决监测数据共享问题

数据监测中心在铁路信号系统中主要起到数据实时共享的作用，将科学和完善的数据信息提供给各个列车以及上级部门，并且将全面的数据分析结果和完整的数据链条提供给车载和地面监测系统等，保障全面掌握列车实时运行情况和各路段情况。为此，铁路监测机构就需要构建合理的数据共享机制，做好对各类数据的分类和分配，实现对各类数据的高效利用。同时也要加强交通管理平台的数据共享功能，结合大数据技术的应用来构建大数据云平台，提升对各类数据资料的整理和分析效率与准确性，深入挖掘其中的有效和有价值的数据信息，及时发送和播报实时信息。

五、结语

为了保证铁路安全、稳定的运行，利用铁路信号微机监测系统，可以及时采集运行过程中的信息数据，在系统内部分析、判断，明确各个环节与设备是否存在故障。通过电压曲线和道岔电流曲线，还能及时发现当前铁路运行状态下的安全故障，由系统发出预警，通知检修人员解决安全故障隐患，保证铁路运行在安全状态之下，发挥微机监测系统的优势，做好铁路运行安全检修工作。