许宁 柳昭 何德
中国铁路济南局集团有限公司青岛电务段 山东青岛 266071
摘要：铁道信号设备为我国铁路发展做出了很大贡献。虽然我国在铁路相关技术的建设方面取得了很大的成就，但是离我们理想的目标还有一定差距，工作中仍然存在着一些问题。为了解决这些问题，综合应用当今先进的互联网通信技术，设计并研发了一套比原先的监测系统更人性化、智能化的基于移动应用的铁路信号检查系统，新系统有对各种状况进行及时报警，智能化地对出现故障的设备进行实时诊断与预警，对录入的数据进行查看等传统监测系统所不具备的功能。
关键词：移动应用；铁道信号；智能监测系统
引言
目前，我国的铁路车站中，非常重视对信号设备进行集中监测，大部分车站也都车站也都配备了铁路信号集中监测智能系统，能够对信号进行自动的分析，对铁路设备进行时刻的监测，监督其运行状态，判断其是否发生故障。对于目前我国的大部分车站，虽然配备了信号监测系统，但是这种系统只能进行常规的监测，算不上智能，只能对信号进行收集，并不能对全过程进行实时的监测，得到的信号数据也只能由人工来进行分析，也就是说，现在的铁路信号监测系统没有智能化，非常耗时，不方便。而智能化的铁路信号监测系统，除了能够实时监测铁路设备的信号状态，还能够对状态数据进行自动的分析，并且通过分析，初步判断设备是否处于正常工作状态，甚至也能对设备的未来趋势做出一定的预测。监测系统的智能化，就是需要对所收集的信号数据进行分析，并且进行判断设备是否处于正常工作状态，如果不是就会发出警报，对于故障特征微弱，处于发生故障的初始阶段的设备，能够根据状态数据进行预测，发出一定的信号进行提示。
1我国铁路信号监测系统存在的问题
（1）缺乏数据共享体系
由于信号设备与通信网管之间没有建立起信息共享体系，导致故障发生时信号数据并不能充分发挥作用。我国主要通过CSM-R系统实现铁路运输的调度与控制，该系统承载着车-地传输业务。当前高铁运行中故障发生率很高，大大影响了高铁的安全运行，这种情况的出现很大程度上源于信号数据没有传输到调度控制系统，当故障发生时不能对故障原因和部位进行定位，导致故障处理非常缓慢。
（2）缺乏互联性
互联性低是我国铁路信号监测系统的一块短板，各子系统之间缺乏沟通，信息之间缺乏交流。结合我国当前的实际情况，信号集中监测系统是主要的监测系统，能够对多项设备进行全面监测。但RBC终端与DMS监测设备缺乏互通性，各项监测数据之间没有相互关联，当设备出现故障时很难做到综合分析，也无法进行自我修复。
2监测系统的设计构架
监测系统包括基础数据层、移动数据源层、云能力层和移动应用层。基础数据层正如它的名字一样，是这个系统的基础，我们这个系统所用的所有数据基本都是由该层来收集，比如一些设备运行信息等等。基础数据层还有一个功能就是将收集的数据传递给移动数据源层，进过其筛选整合，传给移动平台。所以移动数据源层就是基础数据层的接收器，它会接收从基础数据层中传来的大量的信息与数据，云能力层会对这些数据和信息进行高效的分析然后将数据与信息传入移动平台，为移动应用层提供技术实施能力的基础。移动应用层有了前三个层为它提供的数据与信息后就会以此为基准，进行进一步的管理与处理工作。
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3安全架构
3.1物理安全
为了全面保障机房网络的安全可靠性，一般来说机房需要7×24h闭路监控系统，电子巡更以及专人值守系统、IC卡与指纹门禁管理。需要按照最高标准Tier4进行实施，钢制框架结构，抗震设防烈度为8度。所有核心设施实现了2N结构，保证机房的防震、防风和防雨。防护方面，机房需要多防火、防水、防潮、防静电等基本防护功能。电压需要配置并提供稳压器和过电压防护设备，提供短期的备用电力供应（UPS设备），设置并行电力线路为计算机系统供电（2路供电），同时建立备用供电系统（发电机）。通信线路需要电源线和通信线缆隔离铺设，避免互相干扰，对数据中心的核心网络（泄露）和磁介质（损坏）实施电磁屏蔽。
3.2网络与数据安全
主要从通过对云终端的控制，对移动网络的传入与输出的把控，对移动云服务系统之前的访问的限制等方面对互联网环境下的云服务的安全性进行加强。网络审计还需要对用户设备、网络流量、用户行为等方面进行有效记录。通过互联网团队的实时侵入监测系统的安全性，根据记录的信息与数据对安全性进行系统的分析，并生成网络记录报表。审计记录保护，避免删除，修改或覆盖等。
3.3运维安全
系统运维安全需要从内部人员运维安全、第三方人员运维安全、外部政策和法规要求考虑。系统环境需要对机房物理访问、物品出入、机房供配电系统、空调设备、温湿度控制的维护记录等进行管理。系统设备需要明确设备的选型、采购、领用、发放维护人员责任、涉外维修和服务的审批、维修过程的监控等。并对通信线路、主机、网络设备和应用软件的运行状况、网络流量、用户行为等进行监控记录。
对于系统的变更、备份与恢复、安全事件的处理和应急预案管理，都需要遵循相关制度，并做好相应事件的记录和报告。
4构建智能化模型
（1）建立数据信息汇总数据库，对监测数据进行综合分析。我国当前已经建立了众多分散的信号监测点，如果利用先进的通信技术将各监测点获取的数据进行整合，就可以为总调度系统的专业技术人员提供对比分析的数据，充分发挥数据的有效价值。
（2）建立智能化数据分析处理平台，对集中后的数据进行智能化处理和分析。该平台的建立必须要以数据信息的数据库建设为基础，只有将信息集中到数据库中，才能提供全面的数据信息，智能化分析才能具备广泛性和准确性。
（3）促进通信系统和信号监测系统的一体化，将通信网管的监测数据融合到一起。当子系统发生故障时，必须通过通信网管和信号监测系统的信息共享，才能进行全面的问题分析，发现故障所在。
（4）对历史数据进行建模分析以发掘其价值。历史数据中包括了很多未知的故障信息。只有对历史数据进行建模分析才能获取经验，发现我国列车运行中经常出现的问题，并尽早做好防护工作或优化列车和辅助设备的设计，以推动铁路系统的建设。
（5）将调度系统和数据库相结合，利用数据库对各监测点的信息进行汇总和处理，为调度中心的调度工作提供数据参考，以增强调度中心的控制能力，提高铁路运行效率。
5移动客户端
在用户使用移动客户端时，需要账号密码登陆。输入已经授权的账号才可进入移动客户端的主界面。进入移动客户端的主界面后可以进行报警、预警信息、人员追踪、图纸、站场、历史曲线、通信状态以及系统状态的查看与查询。同时智能监测系统会对记录的各项数据进行统计，对一级报警、二级报警、三级报警等信息分别进行记录。当数据合理有效时，数据就会被云端的服务器收入其中，用户则可以方便的通过客户端对已经收录的数据精准快速的进行查找。该系统已在成都铁路局投入使用。
结语
正是这些现代高科技在铁道信号监测系统中的应用，使新型监测系统具备了实时报警、监测数据查看等传统监测系统所不具备的功能。再加上云端数据库会对，然后把报警记录、预警记录和历史数据生成表格信息。用户可以通过移动客户端对这些已经收录的信息进行随时随地的查看，用户可以充分享受到云端的方便与快捷，同时还可以对历史数据充分地使用。
参考文献：
[1]陈显锋，张宁.一种定制型铁路信号监测系统的设计与实现[J].铁路通信信号工程技术，2014，11（05）：75-77.
[2]郎福.铁道信号室外信息监测系统的应用[J].科技风，2011（12）：54.
论文作者:许宁,柳昭,何德
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/18
标签：数据论文; 监测系统论文; 信号论文; 设备论文; 系统论文; 信息论文; 故障论文; 《建筑细部》2019年第12期论文;