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摘要：近年来，我国的铁路工程建设有了很大进展，铁路地面信号技术也在不断成熟，但是随着运营需求的不断提高，仍存在有待改进空间。以平台、系统模块化为核心的铁路地面信号系统的多系统融合，有助于提升轨道交通运营管理的能力和效率。本文针对多系统融合实现方案、优点和技术制约进行了分析和研究，并对多系统融合进行了更深层次的展望，形成了铁路云的概念。
关键词：铁路；地面信号；融合
引言
铁路信号安全是保证铁路系统运营过程中安全运行的基础，随着城市化进程的不断加快和人们生活水平的提升，对高速铁路工程项目建设的需求越来越多，同样的电磁干扰环境越来越严重，已经成为制约铁路行业发展以及信号稳定的重要环节，因此，必须要加强对电磁干扰的研究，明确铁路信号运行过程中的电磁环境，通过有效的措施尽可能的减少电磁干扰对铁路线路安全的影响，保证铁路系统能够正常、安全、稳定的运行。
1高速铁路信号系统安全数据网
高速铁路信号信息安全数据网承载着信号系统安全设备间通信的职责，网络以冗余环网方式假设，网络各节点均通过工业级以太网交换机设备进行连接，网络上运行的设备包括列控中心、车站联锁、临时限速服务器、无线闭塞中心服务器。高速铁路信号信息安全数据网中各设备间通信主要以铁路信号安全通信协议RSSP-1和RSSP-2为主，设备间通信的IP地址及端口可通过高速铁路信号信息安全数据网工程配置文件中明确。
2铁路信号系统的现状
目前铁路信号系统（国铁）主要由地面设备和车载设备二大部分组成。其中，地面设备主要包括：联锁系统（CBI）、调度集中系统（CTC）、列车控制中心（TCC）、无线闭塞中心（RBC）、铁路信号集中监测系统（CSM）、临时限速服务器（TSRS）等。本文所谈的多系统融合主要指上述系统之间的系统融合（下文所提及的铁路信号系统均指铁路地面信号系统）。
3铁路信号设备故障的分类
根据多年的实际工作经验，铁路信号设备故障主要可以分为以下几种：铁路电路中的故障。包括各种电器元件发生故障、电路中逻辑关系错误导致电路故障、电路中数据信息错误导致电路故障等。另外按照铁路信号故障现象方式的不同可以将故障分为显性故障和隐性故障，其中隐性故障较难被发现和维护，通常会给铁路运行带来更大的安全隐患。根据信号故障产生的原因还可以分为人为故障和系统故障，其中人为故障多是由于操作人员的漏洞和疏忽导致的，而系统故障则是电器老化等不可避免因素导致的非人为故障。
4电磁干扰的解决对策
4.1信号处理方法
信号处理方法通常以数学方法如我们熟知的相关函数研究可测量的信号，特征量的得到方式由精确得到的结果确定，并通过应用自然科学方法克服故障问题。在一些对信号的解决中，他们有的往往是自适应性能普遍偏低，所以对硬件来讲没有较大的要求。而他们的缺点也往往十分明显，对这种方法来说普遍建议，但是却很难实现。而不足之处就是这种方式易收到信号以及其他外界干扰而导致结果出现问题，十分依赖于对外界信号的收集和处理。处理所有故障是绝对不可能的，而且有一定的覆盖范围。具有信号能力的诊断系统只能应用于判断合适的系统或相反的故障，并且容易应用于其他受试者。最近，故障检测系统已经普遍运用了很多低级一些的技术，应该得到适当的应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可以运用具体问题具体分析的方式解决一些问题，大力推广对信号收集以及处理的时间性和准确性，并大力运用到其他项目中。
4.2完善铁路信号工程施工方案
施工单位应该加强施工方案的设计管理。在具体进行施工前，施工单位应该将施工整体成本、施工环境、施工技术等进行综合考虑。信号技术人员应该从实际出发，施工时遵循科学合理的原则，保证信号施工质量。另外，在施工前，施工单位应该进行充分的市场调研，将能够对铁路信号工程施工产生影响的因素考虑周到，并提出相应的解决策略。最后，应该尽量减少施工方案变更次数，有效提升施工工程的经济效益和社会效益。
4.3网络数据分析模块
网络数据分析模块根据左右网的划分，实时获取网络数据队列中内容，根据各条链路的两侧设备类型、两侧设备IP及端口、链路通信方式、通信协议版本等参数，将散列的网络数据拆分成不同的链路数据区，根据设备间的配置参数，判断当前链路的物理通信状态，包括数据包的有无、数据包发送间隔、数据包长度等信息，通过设置的通信质量阀值，判断当前链路通道的稳定性，同时根据配置的设备间通信协议版本、协议类型及内容解析数据包中的关键数据内容，符合正常通信状态的内容存储至关键数据内容数据区，不符合正常通信协议要求的内容存储至异常数据区内。以消息方式发送给信息反馈模块进行后续处理。
5多系统融合
铁路信号系统多系统融合逐步成为未来技术发展的趋势。例如，全电子计算机联锁系统实现了联锁系统与监测系统的融合，去除了站内继电组合，减少了设备布置和组合间配线，节省了站房空间和人力、物料成本。对维护人员而言，工作量大幅减少，工作难度降低；查找故障相对变得容易，因为由原先的板卡到接口架、接口架到组合、组合到分线盘的方式变更为板卡到分线盘，减少了中间配线故障查找环节，同时故障信息由工控机进行记录，方便查询，提高了工作效率。联锁列控系统一体化成为新的发展趋势。将联锁系统和列控系统两套独立的系统合并成一套系统，减少信息互传环节以及由此导致的通信传输延迟和丢包等现象；节省了站房空间；减轻了工作人员设备维护的压力。由于联锁系统和列控系统均为SIL4级安全产品，可实现相互融合。未来，多系统融合是将所有的子系统模块集成在一个平台上，从而形成一个整合后的大系统。现场车站只有一套系统，它兼容了CBI系统、CTC系统、TCC系统、CSM系统、TSRS系统、RBC系统等的所有功能，系统之间不再存在实际的物理连接接口，在系统中各模块之间完成信息传递，减少中间环节对系统的影响，减轻系统对外部设备的依赖，为维护人员和用户提供一种更为简单有效的维护和使用体验。若要实现上述整合系统，首先需要设计一个兼容性高、易扩展、运算和存储能力高的平台；其次，在兼容平台的基础上，使各系统模块化；最后，根据现场实际运营需要、客户定制化需求等进行组合，实现各系统功能模块间的自由组合；单一模块也可实现具体功能，满足各个场景下的功能和运营需求。平台是系统融合的基础，功能模块是系统融合的必要条件，稳定高效的通信是系统融合的重中之重。因此，平台及各系统模块的代码应该是开源的，彼此之间可以复用、调用和融合，设计理念和思路趋向于一致；信息流传输应实时准确，并保留原安全功能模块要求，各模块接口之间的信息传输应按照故障-安全原则实现。
结语
综上所述，未来，产品线更为齐全的设备厂家更容易实现多系统融合，前提是平台要保持一致。若能打破系统之间的壁垒，改变系统整体设计架构，软件模式得以突破，通信方式进一步提升，则系统融合指日可待。终极思路就是：融合整合，运算中心化；摆脱既有设备束缚，提升设备效率；减少接口间干扰，提升运算能力。
参考文献：
[1]眭海燕.刍议铁路信号设备故障诊断中的常见问题[J].通讯世界，2017（14）：152-152.
[2]裴慧霞，高艳平.浅析联锁设备故障在铁道信号检测维修中的重要性[J].信息通信，2018，No.184（04）：199-200.
[3]白洁.对现代铁路信号设备维护与安全保障的分析[J].科技风，2015（5）.
论文作者:于有松
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第13期
论文发表时间:2019/12/5
标签：系统论文; 故障论文; 信号论文; 设备论文; 联锁论文; 数据论文; 铁路论文; 《建筑细部》2019年第13期论文;