摘要：铁路信号微机监测系统通过监测电务、通信、工务、电力、车务等结合部设备，为故障及事故分析提供了可靠的数据依据，运用微机监测系统真实再现事故发生的整个过程，可彻底分清事故责任，真正起到了行车设备“黑匣子”的作用。
关键词：铁路信号；集中监测系统；分析；运用
1我国铁路信号监测系统存在的问题
1.1缺乏数据共享系统
信号设备与通信网络管理之间缺乏信息共享系统，一旦发生故障，信号数据不能充分利用。我国主要通过CSM-R系统实现铁路运输调度与控制，该系统承载着车地传输服务。目前，高速铁路运营中的高故障率严重影响了高速铁路的安全运营。这种情况很大程度上是由于故障发生时，信号数据没有传送到调度控制系统，无法定位故障原因和位置，导致故障处理非常缓慢。
1.2互联互通性差
互联互通性低是我国铁路信号监测系统的短板，各子系统之间缺乏通信，信息之间缺乏通信。根据我国的现状，信号集中监测系统是主要的监测系统，可以对多种设备进行综合监测。但红细胞终端与DMS监控设备不可互操作，且监控数据之间不存在相关性，设备故障时难以进行综合分析和自修复。
1.3缺乏智能化分析和管理
分析微机监测系统的模拟量数据采集缺乏，需要对电压、电流进行实时采集和处理，一般要求只采集其中一个电压、电流。虽然只有一个参数可以完成故障报警、事故调查、回放和证据收集，但很难实现智能诊断和分析，这也是从故障修复、计划修复向状态修复转变困难的重要原因。只有提供实时、完整的大数据，结合专家诊断数据库，开发新一代智能诊断分析系统，才能实现铁路信号设备集中监测和智能诊断分析的初衷和目标。
1.4系统运行缺乏协调性
主要表现为电力调度指挥检测系统之间缺乏集成，故障检测分析与过程监控、施工规划和结果处理无关。与国外相比，我国缺乏完整、高效的综合调度系统，监控信息不能集中在系统中，无法对列车运行状态进行分析。
2铁路信号集中监测系统应用
2.1分级报警为了减少设备故障的发生
铁路信号设备太多，不可能同时将这么多设备连接到中央控制器上，必须进行分级调节，这意味着将间隔很近的设备连接到一个小控制器上，然后汇聚到一个中型控制器上然后形成整个大型中央控制器。这种分级设置具有减少线路敷设、避免信号冲突、方便管理等优点。同时，当一台设备出现故障时，控制它的小控制器首先发出警报，然后中、大控制器都会发出警报，不同的中控制器也会发出警报，这使得工作人员能够及时得到故障警报。对于不同的故障，控制器会发出不同的报警指令，如当设备电气参数超标时，控制器会发出三级报警；当列车发生故障时，控制器会发出两级报警；当列车发生严重事故时，当列车的安全受到威胁时，会发出一级警报。
2.2监测对象
在铁路信号集中监测系统中，监测对象主要包括开关量、模拟量和信号设备，其中信号设备具有自诊断功能和电源屏、外电网综合质量，转辙机和轨道电路是模拟量的组成部分，列车信号机的加速道岔、操纵台状态、按钮状态、关键继电器状态、断丝状态等监控开关量构成开关量智能电源屏，道岔缺口ZPW-2000、TDCS/CTC、有源应答器、列控中心、计算机联锁是具有自诊断功能的信号设备。
2.3构建一体化监测平台
（1）电力综合监控平台。在电力库生产布局不断变化和铁路信息化发展需要的背景下，CSM将逐步拓宽监控范围。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此时，CSM将以建设数据中心的理念为基础，在原有功能的基础上，新的综合监控平台将包括各种通信设备和各种信号，平台的运行将在防灾的基础上基于多个子系统系统、BME、DMS、安全信息网、RBC和道岔融雪系统、通信设备和信号设备的管理和维护。（2）电力综合管理平台。该平台属于电力综合管理平台，涵盖电力段、铁路局、铁路公司、设备厂等。在这个平台中，数据中心是电气部分，包括各种电信号的日常管理和维护数据。当系统被远程访问时，终端可以应用于WEB服务器。在平台有效运行的背景下，有利于提高运输生产效率。
3信号集中监测系统的发展趋向
3.1基于仿真的系统级故障诊断
铁路信号系统由不同的子系统和设备组成，不同的单元之间通过业务信息进行连接。在电气特性上没有很大的联系。研究不同单位的业务功能，收集核心业务数据，建立业务系统，是进行系统故障分析的前提。基于仿真的系统故障分析是通过数学模型对信号系统进行仿真，然后将模型的状态与信号系统的实际状态进行比较，找出系统存在的问题。所涉及的数据模型分析了业务系统的不同单元及其之间的关系，能够反映实际系统的核心特征。通过对信号系统运行的研究，得出信号系统是一个离散事件系统，即在某些离散时间点上的状态变化。仿真的完成需要事件推送，如路段占用率、线路暴露率等，其发生时间与实际系统相互影响。当仿真系统的运行状态与实际系统不同时，应根据时序和判断原则对故障进行识别和研究。
3.2基于机器学习的设备级故障诊断
信号设备故障诊断的本质是不可预测性和难易性。监测中的外部噪声等客观条件往往具有不可预测性。信号设备包含多个部件，各部件的电气功能不同，设备的运行条件和承载业务也在不断变化，难以形成高效合理的系统。解决这些问题的基本方法是围绕已知数据展开，利用概率和分析，利用机器学习技术找出已有知识，然后利用这些知识对不确定数据进行分析。特征挖掘是最重要的任务之一，它需要不同设备的知识，使得所挖掘的特征与故障类型密切相关，并且特征之间是相互独立的。机器学习技术是基于概率的，它研究特征数据，智能地建立科学的概率系统和处理算法，并进一步改进参数，从而在统计层面上找到合理的分析结果。转辙机是一种复杂的故障设备，其监测主要由动作功率、变化方向和动作电流组成。利用有关的观测资料和以往的经验，对转辙机的故障进行了分析，取得了很大的成果。系统智能设定阈值，对初始电流和功率曲线进行分割，再根据动作频率进行分段。对于不同的区段，采用不同的信号分析方法，挖掘出合理的统计特征供分析数据使用，采用后验概率密度分布列出故障研究结果。该系统可智能地更新不确定故障自学习和现有故障类型，以满足交直流转辙机的要求，包括单机多机、双机多动态运行。
3.3电力业务综合监控平台的开发
将扩大信号集中监控系统的范围，建立覆盖所有信号和通信设备的电力业务综合监控平台，是系统深入发展的主导趋势。不同的信号设备和相关的通信设备与大系统密切相关，独立的信息不便于系统故障分析。另外，如果维修单元是为单一类型的设备单独组装的，维修人员要对各种维修终端进行分散维修，这给控制和维修带来很大困难。相对于现有功能，平台应该是TSRS和车载ATP信号设备的输入，也是安全数据网络和视频监控设备的输入。
3.4电务综合管理平台
将通过组织平台电务部门的各类信息系统，杜绝信息孤岛现象。在此平台的基础上，对铁路电务信息进行分析，以完善铁路电务的运行环节，提高铁路电务的管理水平，促进铁路电务信息化建设。
4结语
综上所述，铁路信号集中监测系统在铁路电气部门的应用，可以有效地提高运营效率，促进铁路运输领域的信息化建设和发展。有关部门要从现行铁路信号集中监测系统的特点和铁路运输业未来发展的需要出发，建立综合监控平台和电子政务综合管理平台，为中国铁路运输的全面发展打下良好的基础。
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论文作者:张林波
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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