神华准能大准铁路公司 内蒙古鄂尔多斯 010300
摘要：我国铁路当前的运营里程已超过10万公里。随着铁路运营里程的快速增长，促使铁路行车速度的不断提升，动车、高铁等应运而生。列车运输速度的不断提升对列车的安全性、稳定性提出了更高的要求。因此，对铁路的信号系统进行实时监测就非常重要，只有运用智能型的信号监测系统，高速铁路的安全才会有保障.
关键词：铁路信号系统；智能监测系统；应用
随着科学技术的不断进步，信息技术逐渐被广泛应用到铁路行业。铁路信号系统作为铁路现代化建设的重要组成部分，发挥着不可替代的则用，但是仍然存在一定的不足，因此，加强铁路信号系统的智能化探索具有十分重要的意义。智能监测技术是铁路信号系统朝着安全、可靠、网络化及数字化方向发展的重要途径，能够有效确保行车安全、强化信号设备管理，提升铁路信号监测设备应用质量。我国铁路部门要结合铁路运行实际状况，充分利用智能化监测技术以及控制设备建设现代化铁路信号系统，对信号设备的运行状态进行全面、科学的动态监测和记录，为铁路部门掌握铁路运行状况及分析事故提供有效参考。
1 铁路信号系统监测技术的发展现状简介
1.1 我国铁路信号系统监测技术的发展现状介绍
铁路信号集中监测系统采用“三级四层”体系结构，通过通信总线以对轨道电路、信号机以及转辙机等设备的开关量信息和模拟量信息进行采集，实现各层子系统的独立和互联，同时将维护工作按职别的维护重点分散到各个层级。铁路局、电务段采用交换机组网，车站局域网采用集线器或交换机组网，电务段子系统作为整个网络系统信息和服务的汇集，形成整体的网络结构。CSM整合了原有的基础监测模块和智能分析模块，在实时监测的同时，利用内嵌的“专家知识库”，同步进行数据自动分析。运用数学建模、模糊分析、知识库搜索等多种技术，实现设备劣化的提前预警和设备故障的精确定位。逐步过渡到信号设备“状态修”和最大限度地压缩设备故障延时，为电务安全生产提供技术支持。CSM的功能实现是基于车站设备运行的状态数据之上，系统所需要的状态数据除由自身的采集机提供之外，还需要从其他系统获取，故CSM在设计之初已预留与其他系统的接口，以实现各系统间的信息共享。目前与CSM接口的系统有计算机联锁系统、分散自律调度集中系统、列控中心系统、ZPW-2000A监测子系统、智能电源屏以及灯丝报警系统。除了当前已接入的接口外，CSM还预留了与RBC、安全信息网、防灾系统、道岔融雪等系统的接口。
1.2 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。总的来说，国外铁路信号系统监测主要在两个方面表现出了明显的优势。首先是可以通过中央控制调度中心，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调控。其次，不仅对室内的信号系统进行了全面监测，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。
2 我国铁路信号系统监测存在的问题
2.1互联性较低
我国铁路信号系统监测存有的主要问题为较低的互联性，各个系统数据互通性较差，信息关联性不足。信号集中监测系统为信号监测的主要系统，其能够全面对道岔、信号机、轨道电路等设备进行实时监测，通过总线通信技术对各种采集信息进行分析处理。但由于集中监测系统与各采集模块以及通信技术的兼容性、互联互通程度较低，进而导致其监测数据综合性、关联性不足，不能综合对比分析设备，在故障发生时，无法对故障发生位置、原因进行快速定位，且不能自我诊断、修复故障。
2.2数据共享不足
无法数据共享的原因为信号设备、通信网管数据共享难度大，在故障分析中致使信号数据无法有效利用。现阶段，主要利用GSM-R系统实现铁路运输调度!控制，其负责车一地信息传输作业。以我国铁路监控系统现状分析，通信故障产生机率较大，这直接影响着列车行驶的安全性、稳定性。产生此类问题的主要因素在于数据共享程度不足，在通信故障发生后，无法及时定位、判定故障，进而对故障处理工作速度造成极大的影响。
2.3智能化程度较低
设备状态无法实现智能化分析预测为智能化程度较低的主要表现。我国铁路信号系统需进行海量历史监测信号数据的存储，但缺少有效处理、分析此类数据的软件，无法对此类历史数据进行充分挖掘，也无法对铁路信号系统发展建设进行有效指导。除此之外，也无法通过此类数据对信号系统各类设备运行方案与优化功能进行充分发挥。
3 我国铁路信号系统智能监测技术的应用
3.1建立监测数据集
电务段需要进行智能监测的数据种类繁多、数量庞大，主要涉及从地面设备到车载设备、从单元设备到系统的数字量、模拟量以及开关量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在应用智能监测技术的过程中，要对共享数据以及存储数据进行重点的监测，一方面，深入分析发生信号故障的情况下所产生的相关监测数据，通过对比、关联形成系统的数据集，为车—地综合分析提供参考；另一方面，充分运用预警算法、趋势分析、维护管理等方面的技术，建立事故预警、设备趋势分析、铁路生命周期管理所需要的数据集。通过建立科学、全面的共享监测数据集，提高铁路监测维护的效率。
3.2 智能化分析技术
智能化分析技术主要包括设备间的信号逻辑故障分析以及单项设备的专项故障分析，具体分析如下：第一，设备间的信号业务存在联锁关系，对其进行故障分析，主要采用对比分析和综合关联分析的方法，对铁路信号专业领域的相关专家的理论经验和知识技巧进行收集、整理，实现故障诊断专家系统的建立，从而提高推理和判断工作效率；第二，对于单项设备的故障分析，设备的故障情况往往通过监测信息进行反映，可以利用时频分析、谱分析、自适应滤波、状态估计等现代化的信号处理技术，根据监测数据对状态趋势进行预测，分析出故障的相关特征，从而进行故障检测与诊断。
3.3 智能化的监测模型
智能监测技术在我国铁路信号系统监测中进行实际应用，需要构建智能化的监测模型，用以明确实际应用方向。根据实际情况来说，智能化监测模型需要具备以下几个方面的基本性能。（1）能够将各种监测数据进行汇总，以便通过这些数据进行综合全面的分析。在目前已经具备的监测系统基础上，通过全新的通信技术以及数据传输手段将铁路信号系统中各种通信设备以及信号设备的数据进行整合，控制中心的工作人员可以利用这些数据对设备之间的运行状态进行对比，分析其存在的关联性，优化设备使用。（2）建立信号数据的综合处理平台，实现铁路信号数据的智能化分析。在此基础上，需要将信号系统各种设备的监测数据和各种现场数据进行融合，对这些数据所涉及的知识领域、模型以及相关经验进行总结分类，构建数据库。（3）将通信网管的实时监测信息数据进行融合，促进通信信号监测向一体化发展。许多子系统发生的故障需要通过通信网管以及信号监测系统共享信息进行综合对比分析，才能及时发现故障并进行分析处理。所以，需要努力促进信号监测一体化发展，实现各系统设备的一体化。（4）深入挖掘历史监测数据背后的价值，对其进行深入处理分析，整理出铁路信号系统常发故障的位置、原因、时间节点等基本信息。再根据这些深层次信息建立故障演化模型，以促进设备故障的智能化分析预测。（5）将调度中心与监测系统进行结合，通过监测系统对信号数据进行处理分析，为调度中心的各项工作提供有效的参考信息，强化调度中心的处置能力。通过这一方式强化发现问题解决问题的能力，将铁路信号系统的故障降至最低。
3.4 规范化和标准化操作
铁路信号系统智能监测技术监测的数据范围较广，对其进行规范化、标准化管理具有十分重要的意义。其中，最基本的工作就是对信号设备和数据进行规范化命名。建立数据中心处理平台对集中监测数据进行综合整理，制定科学、完善的电务监测数据规范和标准，以满足铁路信号系统的应用要求，进而实现数据的自动采集和关联、模型的自动同步等。
3.5 存储与共享机制在铁路信号系统中，数据中心最关键的功能就是数据共享，为车务段以及上级信号处理中心提供科学、完善的数据信息，并为车载监测和地面监测等系统提供全面的数据传输和分析依据。根据铁路信号系统的经济性要求，结合检测设备的布置情况和数据容灾，经过深入研究，制定铁路段各个基站控制系统的数据存储和分配策略，并通过透明化的共享机制，使得数据的利用情况更加的清晰化。此外，各个监测子系统在数据库的结构和性质等方面存在不同，所监测到的数据一般具有半结构化的特征，加强监测数据的存储和集成共享是智能监测技术应用的关键。
3.6 智能化监测系统基本架构
根据实际情况而言，智能监测系统是一个应用于车站、电务段和电务处的三级平台。在车站这一层面，通过智能监测系统对车站进行全方位监测并且同步实现数据整合，再将整合后的数据上传到电务段。在电务段这一层面，将车站上传的监测数据通过处理转化为电务段数据，为相应工作提供最基本的数据参考，在电务段实现故障智能化报警与分析，并且同步将故障报警和分析数据上传到电务处。在电务处这一层面，除了接收来自电务段的数据之外，还可以获取 GSM-R、DMS、RBC 以及 TSRS 等系统的实时数据，进一步将这些数据进行整合形成电务处数据中心，为相关工作打下坚实的数据基础。
智能化监测系统主要具备四个方面的特点：
（1）通过一体化建设实现信息数据的统一存储和共享。
（2）具备很高的电务设备故障分析处理能力，能够迅速高效地地故障作出反应。
（3）可以对历史信号监测数据进行深度处理分析，对故障演化趋势作出分析与预测。
（4）监测系统与其他各系统形成了深度互联，优化了监测系统各项能力，提升了故障处理和调度工作的效率。
4 结语
综上所述，本文主要在分析目前我国铁路信号系统监测技术组成基础上，指出了其中存在的主要问题，并简述了铁路信号系统智能监测技术的应用，以期更好的适应现代高速铁路的快速发展节奏，但是这个构想的真正实现还需要我们进一步的努力。
参考文献：
[1] 蔡永寨.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，2016（7）.
[2] 杨立彪.浅谈铁路信号系统智能监测技术的应用[J].工程技术：全文版，2016（12）.
论文作者:蒋建波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/9
标签：数据论文; 系统论文; 设备论文; 信号论文; 铁路信号论文; 故障论文; 电务段论文; 《基层建设》2017年第29期论文;