摘要：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，还存在一定的不足，加强铁路信号系统的智能化探索具有十分重要的意义。通过对铁路信号系统高要求的现实需要，通过电务管理信息化建设，并采用智能、灵活的算法及故障处置流程，及时予以处置。同时提出了建立智能电务信号监测分析系统的构想，阐述了系统的分层功能和关键技术的解决方法。
关键词：铁路；电务信号监测；智能监测技术
目前，我国已经成为世界上高速铁路运营里程最长、运营速度、建设规模最大的国家，而且随着我国信息技术的不断发展，我国的高速铁路信号技术和设备逐步由原来的单一转向了综合性、系统化的发展趋势，逐步建立了高速铁路信号系统监测综合自动化系统，以切实保障列车的安全、稳定运行。
一、铁路信号监测系统技术现状
近年来我国在高度铁路信号系统技术方面也取得了一定的成就，围绕信号系统监测与维护也积极展开了很多工作，已经逐步将信号集中监测以及各种列控设备的管理与维修投入正常的使用中，但是在肯定这些成就的同时，我们还需要看到其不足，其和我国的高速铁路发展规模还存在很多不协调之处。
1、设备状态的智能分析与预测实施到位。列车在运行过程中必须要保障一切设备都处于良好的运行状态，一旦任何一个环节出现问题，极有可能造成严重的后果。因此在列车运行中，需要铁路信号各种监测设备存储和记录了大量的监测数据。但是铁路信号各种监测设备无法利用智能分析软件深度挖掘所记录的历史数据，进而也就无法准确分析道岔转辙机、轨道电路等设备的运用状况。
2、通信网管及信号设备监测数据不能共享。目前，GSM-R已成为了列车控制与调度指挥系统的重要组成部分，主要负责CTCS-3级列控系统的车-地信息传输情况。但是在高速铁路运行过程中，我们会经常遇到通信超时、脱网等状况，这直接影响到了列车控制与调度指挥系统的正常工作。由于通信网管及信号设备监测数据不能实现共享，也就无法有效分析通信信号结合部分的故障问题，例如无线电干扰、信号地面设备、传输设备问题等问题，在第一时间内无法准确确定故障原因，也制约着我国列控系统应用的进一步发展。
二、智能电务信号监测分析系统构想
为了提高铁路信号监测、综合智能分析和辅助决策能力，应当研究开发智能电务信号监测分析系统。通过对检测、监测设备进行功能完善、技术集成，形成具有综合处理功能的检测与监测平台。该系统的核心是信号监测数据智能综合分析，通过对监测数据进行对比、关联分析，实现信号设备的故障报警和故障定位，为电务调度指挥中心提供辅助决策信息如图。
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该系统结合电务生产现场维护信息和历史监测数据，进行特征挖掘和智能分析，利用“大数据分析”，实现对信号设备运用状态的趋势预测和状态预报警。同时，维护人员的处理结果可以输入到系统中，进行数据补充整理，不断完善故障模型条目，达到参照系统的自学习和自完善功能。
1、采集各种监测数据，便于集中综合分析。以现有监测系统为基础，采用各种传输方式及联网方式，把各种信号设备和相关通信设备的监测信息采集归纳，现场维护人员对各采集设备进行维护和校核，保证采集设备的良好状态和数据精度。
2、实现数据汇集存储，实现综合智能分析。仍以现有监测系统的数据存储分析为基础，加强对数据的分类存储管理，对数据进行整合分析，生成日报表、周报表、月报表及年报表，便于周期性变化对比论证。
3、引入智能诊断分析，系统专家现场多力合一。在构建数据处理平台基础上，融合各种监测数据及现场维修人员测试、检查数据及设备日常故障数据，总结、分类维修经验、标准模型和领域知识，不断优化数据分析模型，建立智能分析与故障诊断知识库，积极开发比对分析、关联分析及智能分析算法，实现综合智能分析，提高准确率。
4、融合通信网管监测信息，实现通信信号监测一体化。许多列控系统故障需要依靠信号监测系统及通信网管系统信息共享、综合分析，才能实现高效诊断与处理。因此，应当融合通信网管相关监测信息，包括GSM-R 的监测信息等，实现地面设备监测与车载设备监测、通信系统监测与信号系统监测一体化。
三、智能电务信号监测分析系统功能实现
1、实现对站场联锁逻辑关系的实时。捕获瞬态故障，提供故障报警，显示故障设备所处的位置，并检测信号关闭延迟时间，分析监测方法解锁过程。主要包括：①进路选排一致性分析与报警；②进路排列过程分析。主要包括区段空闲检查、道岔位置与转换检查、信号状态监督；③进路实时监督与分析。主要包括道岔表示监督、区段锁闭监督；④进路过车分析。主要包括道岔位置监督、区段分路不良分析，进路解锁分析；⑤区间状态与接、发车进路关联性分析。
2、道岔电路实时。①道岔表示实时监督。在没有道岔操作信息时，道岔无表示报警；提速道岔报警到分表示继电器；道岔表示电压异常波动报警；道岔表示电压时、日、月、年曲线分析。②道岔转换实时监督。道岔转换过程分析；道岔转换阻力分析。
3、轨道电路实时。轨道电路实时分析如下：①区段故障分析。空闲区段红光带分析；不平衡牵引电流导致空闲区段闪红光带故障捕捉；因轨道电路分路不良导致区段占车丢失监督。②区段质量分析。轨道电路分路不良区段分析；轨道电路区段设备质量异常分析如连接线、可调电阻接触不良；绝缘质量、器材质量异常；区段间绝缘绝缘破损预警分析；区段电压时、日、月、年曲线分析。
4、区间闭塞分区。区间闭塞分区分析如下：①根据车列位置，分析区间状态，提供故障报警；根据闭塞分区电压变化对区间过车过程及信号状态变化进行分析；根据车列位置，分析区间电压变化与设备质量变化，如电容质变。
5、故障报警及处理。当铁路信号集中监测智能分析系统确定信号设备存在故障后，系统会自动弹出窗口，并提示故障；查询故障记录，查看故障情况，或者选择能显示故障位置的图纸，方便现场排除故障和事后故障分析。同时，该系统会生成故障分析报告，并指导专人维护；系统自动记录故障发生和存在的异常状况，并提供24 h 内设备变化分析报告，这样不但能减少维护人员的工作强度，而且可以提高故障分析的质量。故障诊断功能是在故障发生后，由专家系统依据知识库，通过多种方法进行综合分析，自动给出故障原因判断，帮助信号维护人员迅速判断故障范围和故障性质，压缩故障处理时间。
结束语：
铁路信号系统在铁路建设中发挥了重要作用，不仅能够保证我国铁路运输的安全和稳定，同时还能推动我国的经济发展。尽管我国铁路信号系统检测技术尚不完善，还有巨大的发展空间，但仍不能否认其自身的作用。我国要加大对铁路信号系统检测技术的研究力度，构建先进完善的检测系统，推动铁路信号智能化电务监测系统检测工作的有序进行。
参考文献：
[1] 冯燕媛. 我国高速铁路信号智能监测系统技术探究[J]. 通讯世界,2017(12).
[2] 刘一阔. 我国铁路信号系统智能监测技术[J]. 工程技术：引文版,2018(6).
[3] 赵毅博. 我国高速铁路信号智能监测系统技术探究[J].科技与企业,2017(6).
论文作者:王宏敏1,柴晓乾2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：信号论文; 故障论文; 道岔论文; 系统论文; 设备论文; 区段论文; 电务论文; 《基层建设》2019年第28期论文;