成渝铁路客运专线有限责任公司 四川成都 600036
摘要：电务综合监督系统作为铁路电务设备监测维护的新手段，已在成渝高铁成功应用。该系统能实时监督各类信号设备的运行状态，发现故障或异常及时报警，对电务部门及时掌握现场设备运行情况、查看和分析故障数据、指导快速处理故障、发现失修等具有重要意义，推动了成渝高铁电务监测技术向综合化、集成化方向的快速发展。
关键词：电务综合监督系统；信号设备维修；隐患及故障分析
1 引言
铁路电务设备是保障铁路列车运行安全、实现调度指挥的技术设备，由铁路电务部门负责维修维护。目前，我国铁路信号监测技术取得了很大成绩，各类系统工程监测全面投入应用，为信号设备的维修、维护提供了有力的支持。但电务人员仍需每天调看大量曲线数据，故障维修时需要调看多个系统界面，信号设备出现异常征兆时不能准确报警。
电务综合监督系统全面融合了车载、地面信号设备的监测信息，采用大数据智能化综合分析技术综合监督信号设备的运用状态，从而实现：发现故障提醒维修，发现异常提示检查，自动分析故障部位或范围，提供维修指导方法，查询、回放、数据分析方便灵活，综合展现车地信号的运行情况。该系统能够提高高速铁路信号设备运用安全性能、维护人员对故障的判断处置能力和高铁信号系统信息综合分析水平。
2 系统构成
电务综合监督系统分为车站、中心两层结构，由车站服务器、中继站服务器、通信前置机、中心服务器、显示终端等组成，通过专用2M通道、FE光接口，实现车站/中继站服务器、中心服务器、通信前置机、显示终端等设备之间的信息传输。
安装在车站、线路所信号机房内的车站服务器，分别与车站联锁、CTC站机、列控中心、轨道电路和信号集中监测接口，完成车站接口信息采集和本站的数据分析；安装在中继站机房内的中继站服务器，分别与列控中心、轨道电路、信号集中监测接口，完成中继站接口信息采集和本站的数据分析；安装在RBC机房内的通信前置机，完成RBC、TSRS接口信息采集；安装在路局调度所中心机房内的通信前置机，完成DMS、CTC中心的接口信息采集；安装在成都东RBC机房内的中心服务器，收集本线管辖范围内的车站服务器和中继站服务器、和通信前置机的数据，进行汇总分析，实现电务综合监督数据调度与中心分析功能；安装在电务段调度中心、电务处调度中心的终端，实现系统数据的集中显示、报警、查询、回放以及辅助维修等功能。
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系统功能主要分为设备监督报警、数据综合展现、报警定位分析三个部分，主要包括：
3.1 设备监督报警
系统全面监督：一是车站联锁、列控中心、轨道电路、CTC、RBC、TSRS等车站智能信号设备的主机、接口、驱采等板卡的运行状态，各信号设备间接口状态，设备内部关键数据采集和通信接口的一致性、运算逻辑的正确性；二是道岔转辙机、轨道区段、信号机、继电接口电路等设备的电气特性模拟量、开关量动作时序和逻辑状态的正确性和一致性；三是C2/C3车载列控设备运行状态和内部关键数据是否正常，发现故障或异常时结合RBC实时数据、DMS实时数据等综合分析，实现分析故障原因和范围定位。
系统报警分为一级报警、二级报警、三级预警和关注事件四类，划分原则如下：
一级报警：指由于设备硬件失效、雷电干扰、人为错误等原因造成数据保持、数据错误，可能影响行车安全的报警。
二级报警：指信号设备某个部件故障后系统不能正常工作或可用性下降，可能影响行车效率的报警。
三级预警：指信号设备电气特性发生劣化趋势或接口频繁闪断，但还没有引起设备故障的隐患预警。
关注事件：指信号设备允许操作但需要关注的场景，如引导接车、车站联锁上电解锁或非常站控模式等事件。
系统采用大数据分析技术，建立专家知识库，对道岔转辙机、轨道电路、信号机、电源屏、场联电路等信号设备的开关量、模拟量的逻辑错误、波形突变、波形波动、波形趋势变化等异常情况进行智能分析，发现异常及时预警。
3.2 数据综合展现
一是系统通过信号平面图、设备状态图、列车运行轨迹分析、动态逻辑化电子图，综合展现信号设备的运行状态和内部数据运行情况，集中显示关联的开关量、模拟量信息，并融合显示车载、地面信号各类数据；二是系统对全线中心、车站、中继站连接信号设备进行图形化，可查看实时车站列控中心、计算机联锁、轨道电路、RBC、TSRS等信号设备的主机、接口、IO等状态。
3.3 报警定位分析
（1）系统发现有设备故障报警或异常预警时，能实现故障原因分析和范围定位。一是系统对每条报警事件提供详细的报警分析和维修指导信息，报警分析明确描述报警产生的过程和相关数据；二是系统逐步建立、完善故障集合与原因集合、后果集合数据关联库表，应用各种故障诊断技术（神经网络、专家系统、人工智能等）方法进行建模，并按照模型编制计算机软件，通过软件自动或辅助维修人员逐步定位故障位置，最大可能定位故障部位。
（2）系统可根据报警分析实现各类信号数据的调看。一是系统以图形化或表格界面直观展现各类数据，并可在各界面间方便定位关联查看，减少用户手动输入操作；二是数据有异常时可区别显示，并显示正常阈值范围等信息，联合诊断故障部位，提出现场维修建议。
（3）系统可通过对电务设备长期累积的历史数据、报警/预警信息、维修情况进行统计分析，建立电务设备的健康状态模型，实现信号设备健康状态预警，指导修程、修制的改进，指导信号和通信设备的维修计划的编制，优化设备大修、中修、维修计划的制定和备品备件的配置；根据设备状态的智能分析结果，对设备进行状态趋势预测判断，通过设备预警和检修提示，实现设备从周期修到预防修的转变。
4 现场应用管理
为更好发挥成渝高铁电务综合监督系统的监督报警和维修指导作用，通过电务综合监督系统的报警驱动功能，现场人员按照《运用维护管理内容和周期内容》（详见下表）进行故障报警和日常预警等分析，从而实现了对设备状态的监督。
5 系统运用特点和关键技术
5.1 成渝高铁电务综合监督系统具有以下特点：
（1）信息集成：系统对各种电务监测子系统的监测信息进行集成与共享，减少、消除各种监测信息的孤岛现象，实现车载、地面，通信、信号，实时、非实时等各种监测、检测、设备管理信息的综合利用；
（2）综合分析：系统在监测信息集成共享基础上，通过信号逻辑分析和业务流程梳理，能够进行地-地、车-地、通信-信号的对比分析、关联分析，实现电务设备的综合诊断和故障定位；
（3）智能诊断：系统应用各种智能分析理论及工具、现场维护经验及各种信息资源，进行电务设备的异常预警、智能诊断健康管理功能，提升电务监测系统的智能分析能力和电务设备维护支持能力。
5.2 系统采用了很多最新的数据分析技术，主要包括：
（1）大数据融合：大数据融合技术重点在于解决不同层次数据和功能的融合问题。从信息分层和物理分层角度，结合既有各监测系统数据，以提升数据使用效能。既要融合地面信号监测系统，也要融合车地监测数据，并将监测数据展现、报警、预警和分析定位案例与故障定位、指导维修结合起来综合分析。
（2）智能分析技术：在系统实现过程中，采用了反馈式自学习神经网络技术、大数据分析技术、故障树分析模型，基于树和图结构的电子图纸模型等核心技术。
（3）健康预测技术：预测是对尚未发生、或者目前还不明确的事物进行预先估计和推测，是在现时对事物将要发生的结果进行探讨和研究。预测方法从本质上可以分成基于物理模型的预测、基于规则的预测和基于统计模型的预测。对于复杂的信号系统而言，需要综合使用各类健康预测技术，结合技术手段和管理手段实现信号设备健康预测。
电务综合监督系统是大数据融合、智能分析和健康预测技术的综合应用。
6 结束语
在《中国铁路总公司运输局关于做好电务系统安全监控技术体系规划和建设工作的通知》（运电信号函〔2014〕460号）指导下，成渝高铁电务综合监督系统充分利用既有的各类监测信息资源，综合集成地面-车载信号监测信息、通信-信号监测信息，搭建了一套电务监测信息分析平台，对成渝高铁电务设备运用状态监测、综合分析和智能诊断，实现设备状态监督报警、异常预警、故障定位分析和维修指导，为电务监测技术的发展和电务维护管理水平的提高提供了有力了基础，为铁路行车安全提供了保障。
参考文献
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论文作者:陈永琳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/4
标签：电务论文; 设备论文; 信号论文; 系统论文; 数据论文; 故障论文; 中继站论文; 《基层建设》2017年第20期论文;