中国铁路信号系统智能监测技术

中国铁路信号系统智能监测技术

作者：郭鑫

来源：《智富时代》2019年第01期

【摘 要】智能监测技术为中国铁路信号系统的发展提供了更加安全化、网络化和数字化的有利条件。本文通过对中国铁路信号系统智能监测技术进行简单的概述，指出目前中国铁路信号系统智能监测技术在我国存在的不足之处，并对智能监测技术的应用进行了简要的分析及探讨，希望能为中国铁路信号系统的进一步发展提供积极的参考作用。 【关键词】中国铁路；信号系统；智能监测技术；应用与研究

我国铁路发展在近几年出现了爆发式发展，总里程早已超过一万公里。不仅如此，我国铁路的运行速度也在显著提升，从动车到高铁，列车运行速度相对以往有了质的提升。在这种情况下，进行信号系统智能检测构建就显得十分重要，只有智能化的信号监测系统，才能保证高速铁路的运行安全。

一、铁路信号系统监测技术的发展现状简介 （一）我国铁路信号系统监测技术的发展现状介绍

CSM信号监测系统的基本架构属于四层三级的结构，通过数据总线可以对电缆、轨道电路、信号机以及转辙机等设备的开关信息和电气参数进行采集，之后再与CBI、TCC以及ZPW2000轨道电路等设备的维修机进行连接，进而可以获得这些设备的监测信息。CSM信号监测系统能够进行监测、信息采集和储存、状态再现以及报警等操作，可以十分便利的用于各种现场工作。而就列控监测子系统来说。这些子系统具有不同的数据采集功能以及数据处理功能。比如通过RBC终端进行CTC系统状态查询、RBC系统状态查询；列车上的JRU车载记录器对行车输入信息、转换信息、动作信息以及速度、输出等信息进行记录；TSRS终端进行故障诊断、管理与维护。这些不同的子系统都可以在不同的环境下发挥出不同的功能，保障列车运行各个环节工作的可靠性。网管监测主要是对系统设备进行实时状态监测，定位设备故障，实现安全管理、故障管理以及报警管理等一系列管理功能。 （二）国外铁路信号系统监测技术的发展现状介绍

从国外铁路信号系统监测技术发展来看，其具备了很高的发展水平，诸如日本的新干线。首先是可以通过控制调度中心，对通信设备以及线路信号发生的故障信息进行统一管理，同时还可以获得联锁设备的动作信息数据以及轨道电路信息数据。通过图表的方式对雨量、风速等外部影响因素进行监测，对列车的运行状态进行合理。其次，不仅对室内的信号系统

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进行了全面监测，同时对室外信号系统也实现了全面监测，能够对轨道电路、信号机以及道岔等数据信息进行实时监测。

二、铁路信号系统智能监测技术现状分析 （一）各监测系统之间缺少有效的互联互通

铁路信号系统智能监测是分为几个子系统共同运行的，在各个监测系统运行的过程中，缺少每个系统之间的数据共享和沟通，各个系统监测得来的数据缺乏相互之间的联系，对铁路运行过程中出现的各种故障预测和判定更多的是依靠人力，我国的铁路信号监测系统缺乏对联锁系统相关的信号机、轨道电路、电源屏和信号电缆等设备的电器参数和开关量信息进行监测，并通过特定的轨道电路和TCC等设备和系统的维修机相连，获取监测信息，但在运行的过程，缺少和RBC维护终端以及DMS设备的联系和沟通，每个系统的监测数据也缺乏综合性和关联性，实际应用意义大打折扣，无法实现系统中各个传感设备监测数据之间的对比分析，对数据之间的关联也无法有效分析，也就失去了智能化的意义，如果在运行的过程中发生各类故障，无法对故障的位置和类型进行准确的自动判断，对于是地面设备的故障还是车站设备的故障，抑或是RBC的系统故障都需要依靠人力进行判断。 （二）通信网管和信号设备的监测数据无法共享

智能监测技术的智能化标准之一就是各个子系统的数据共享，而在铁路信号系统的智能监测系统中，通信网管和信号设备的监测数据无法共享，所以通信信号的结合部分的故障也无法得到快速、有效的分析。GSM-R已经成为了列车控制和调度指挥系统的重要组成部分，承载了 CTCS-3级列控系统的列车与地面的信息传输业务。目前，在列车运营的过程中，通信超时或者脱网的事件时有发生，影响了列车控制系统的正常运行。由于目前我国的铁路监测系统中的通信设备数据无法流通，难以对发生故障的原因进行快速的定位和准确的分析，无法判断故障的主要来源，通信信号结合部分故障分析已经成为我国列控系统应用中的较大困难。 （三）无法实现设备状态的智能分析和预测

我国目前的铁路信号系统智能监测技术，还无法实现对设备状态的智能分析和运行状态的预测，无法较好的实现铁路系统整体状态的维修。目前，伴随着大数据技术的普及和成熟，存储了大量的铁路运行数据，但是缺乏对这些数据的有效分析和利用，没有根据这些数据开发出适用的计算方式，无法对设备的运行状态和可能发生的故障进行预测和报警，造成系统的“故障维修”向“状态维修”的过渡困难，无法全面的发挥智能监测功能。 （四）监测维护系统和电务生产调度指挥之间缺乏有机结合

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在系统运行的过程中，电务生产调度指挥系统和监测维护系统之间缺乏有机结合，目前我国铁路设备系统中现有的监测维护设备无法对铁路运行的各个环节建立有机联系，对铁路运行的过程和结果等各个环节缺乏有效的联系，无法形成综合性的利用各方面知识和数据的平台，也不利于铁路管理者实现对系统的全面掌握，无法对各个设备的运行状态进行掌握和管理，影响列车运行过程中对运行状态的全面监测，也不利于各个设备的日常维修和保护。 三、铁路信号系统智能监测技术提升和改善的措施

建立智能化的铁路信号的电务监测维护系统是一项长期的较为复杂的系统工程，不是一两年就可以完成的，要随着变化个发展逐渐推进，另外，在发展和提升的过程中，要着重加强设备的安全等级划分，有针对性的建立安全保护，建立数据间的一致性，便于统筹分析，具体包含以下几个方面：

1.从初期分散型向集中型过度。现有的铁路信号系统的监测技术还是停留在传统的人工判断故障的基础上，要实现自动化故障判断和分析，为操作人员提供辅助决策信息，要将监测系统从分散型功能逐渐向系统集中化发展。集中化管理的首要工作就是对各个传感设备的数据进行统一存储和管理，对来自各个不同设备的数据进行统一分析，并根据系统的需求建立功能划分。通过初步的系统数据集成建立之后，根据系统发展的变化和后期需求，随时调整系统的功能。

2.建立智能化分析技术。铁路信号的智能化分析主要有以下两点：首先是通过系统间各个设备之间的联系对铁路系统的故障进行逻辑性分析，包含各个设备间的对比分析，列车和地面、地面与地面、信号与通信之间的综合关联分析；第二是每一个单独的设备的故障分析，主要包含设备运行的趋势分析、设备的生命周期分析和设备的不同类型故障分析等。 四、结束语

铁路信号系统在铁路建设中具有十分重要的作用，对铁路运输安全和稳定可以起到积极的促进作用。但是我国铁路信号系统监测技术发展较为缓慢，存在一定的缺陷。因此需要着眼未来，构建智能化的监测系统，提升铁路信号系统监测工作，促进铁路建设发展进步。 【参考文献】

[1]范哲源.提速的中国铁路背景下铁路信号系统滞后的理性分析与探究[J].中国新通信，2016，18（09）：90.

[2]刘大为，郭进，王小敏，陈建译，杨扬.中国铁路信号系统智能监测技术[J].西南交通大学学报，2014，49（05）：904-912.