提高微机监测应用效果的探讨

张国庆 杜建华 孙国长

提高微机监测应用效果的探讨

张国庆 杜建华 孙国长

摘 要：总结微机监测的应用，发现存在人机对话功能较差、监测点少、三级报警功效差等问题，既影响查看速度和质量，又不适应故障处理;提出如何规范状态表和对话框、备用端口动态扩容及合理设定报警上下限值等措施。

关键词：微机监测;人机对话;动态扩容;报警

铁路现场的微机监测很多已经由2000版升级到2006版，不仅设备不断升级，而且功能也不断完善。但在施工调试、日常巡视、信号故障处理过程中，仍发现了一些不足之处，经过认真分析，总结出提高微机监测应用效果的几点设想。其中，涉及的主要信号设备类型有：6502电气集中，UM71无绝缘移频轨道电路，25Hz相敏轨道电路，ZD6、ZY4、ZYJ7道岔转辙机等。

1 应用现状

微机监测的应用贯穿于电务段安全生产的各个环节，大的涉及设备故障判断处理、责任分析，小的涉及日常巡视、测试状态数据。随着微机监测的应用，设备维修周期延长，且正逐步向状态修转化，由此可见微机监测的重要作用。但在应用过程中还存在以下不足。

1.1 人工巡视工作量大

目前对工区的巡视规定：每日早、晚各一次，对轨道、区间轨道和道岔等十几类曲线无缝查看，核查报警。由于需巡视的特性曲线种类较多，且每个站对应的设备量又是一个大数目，二者级联数量平均达200多个，而每个界面只能显示一个曲线，全部巡视一遍大约需要1.5 h，可见巡视工作量之大，进而影响巡视质量。因此，需要减少工作量，规范工作流程，提高工作效率。

1.2 故障判断不方便

故障处理需要查看数据回放、特性曲线、状态表，由于各个监测数据不在同一界面，在分析判断的过程中，只能反复切换数据界面，以时间为基准，分析确定故障范围，过程繁琐，延误了对故障范围的判断，制约了微机监测的良好运用。

随着微机监测设备升级，监测点虽增多了，但对于瞬态故障的处理，监测点与需检测点相比仍显得太少，作用甚小，只能人工监视或大量更换器材。

1.3 对三级报警重视不够

微机监测的三级报警是电气特性超限报警，有的站报警数量每月达数十次，经分析测试，确认绝大多数为外界因素影响所致。这样就造成了人们对三级报警的重视不够，设备濒临发生故障的特性变化报警掺杂在其中，很容易被忽视，降低了智能功效。

三级报警的上、下限设置大多是依据规定的范围值，造成实际值与上、下限差值很大，即使设备有隐患，已发生了特性的明显变化，却仍不发生报警，所以实际中只能靠增加巡视次数来弥补。

上述是从应用角度分析得出的结论，那么从性能上看其根本问题就是：人机对话功能较差;监测点少;三级报警功效不高。

2 分析与解决

2.1 人机对话

2.1.1 数据界面过多

因为监测的数据类较多，表示形式又分状态表和特性曲线，仅一组道岔涉及的界面就有：①状态表，包括单操按钮、单锁按钮、1DQJ或1DQJF、历史记录状态表、表示电压、动作电压;②曲线，包括定位表示交流电压、定位表示直流电压、反位表示交流电压、反位表示直流电压、动作电流、动作电压等。数据界面之多令人生畏。无论是故障处理还是人工巡视，都表现出操作人员浏览工作量大，核对不方便，疲劳程度提高，漏项较多等，间接降低微机监测应用效果。

2.1.2 界面不能叠加显示

应用中为了进行相关参数比较，需要打开状态表或特性曲线等多个界面，但又存在：打开的界面如果不关闭，限定下一个界面的打开;曲线类界面是唯一的，只能显示被选择的一个曲线，也就是不能实现叠加显示，只能以时间为基准，反复交换界面，才能实现数据关联比较。

2.1.3 改进方法

针对状态表显示重点不突出、层次不明确、数据零乱;名称类、汉字等重复显示太多;同项不同列，无法迅速比较、查看等问题，采取以下措施：

1．规范状态表。①减少汉字说明，突显数据值;②特殊数据用不同颜色区分，容易进行比对;③合并同类设备的项目;④隔行显示，防止误读;⑤标注符合信号专业习惯和电的传递顺序;⑥重点突出，简化界面。举例说明见表1。

从表1可以看出，一个移频区段的数据只用一行就可以显示，而且数据显示直观、易查找。表1的界面利用单选钮选择，更清楚易查看，为故障处理创造了条件。

2．合并曲线类对话框。规范曲线类对话框类似于状态表，以单项设备为基准进行数据合并，实现数据集中显示，关联的纽带就是具体设备，如：1DG区段的电压、相位、白光带、红光带。由于道岔、轨道、区间轨道监测点多，设备数量大，二者级联形成庞大的数据群，日常故障也多发生在此三类设备中，故是问题的关键，需重点解决。

1)道岔对话框。简化后的道岔对话框包括3个界面：故障处理、电流曲线、电压曲线，利用单选钮任意选择、转换。故障处理界面见图1。

图1是利用VC6.0编程语言编程，调取电流曲线文件，并仿真其他参量值的效果图。对话框一方面用图形、数据显示各个相关参量，另一方面增加道岔组合位置、分线盘的提示内容，好似一盘棋服务于故障处理，达到综合利用微机监测数据的目的。在电流曲线界面中，可利用复选钮增加关联道岔的曲线显示，如道岔的尖、心关联，18号道岔的多动关联，以时间为基准，这样就可以很清楚地发现设备异状来自哪里。电压曲线包括表示、动作电压日曲线，在此界面中可利用复选钮取舍道岔表示定位、反位、交流、直流、动作电压的显示，起到简化界面的目的。

2)轨道电路对话框。轨道电压日曲线可选择地增加相邻区段的电压曲线显示，查看关联故障关系，解决绝缘破损等判断难题。增加本区段的白、红光带的开关量状态图，可对比出关联轨道继电器状态、判断分路不良和测量FDGJ的缓放时间。对于进、出站信号机防护的第一区段，加入信号复示器的开关量状态图，可间接测量LXJ的缓放时间。

表1 移频轨道状态表(Excel仿真)

图1 道岔对话框 (故障处理界面)

3)区间轨道电路对话框。区间轨道将一个区段的发送器、发送电缆侧、接收端分线盘、轨入和限入电压曲线一并显示 (可以选择取舍)，便于浏览，迅速捕捉异状点。UM71区段应增加G1、G2的曲线关联。

2.2 备用端口

无论集中式、分散式都有一定量的备用端口，处于闲置状态，故可以合理地动态利用，具体方法如下。

1．硬件改造。一方面设备需要检测的数据点数量巨大，而微机监测的数据采样点有限。不可能一对一监测，另一方面若增加监测点，就会造成成本提高、配线等工作量增大，所以增加监测点应有一个限度。为此可按应用类型分别确定端口监测性质，开关量按事先定义接好监测的负极JF、KF、KZ、XJF，由于无需增加硬件，故监测的数量可适当多些;模拟量包括道岔电流、表示电压、区间发送、区间接收、站内区段、电源屏的各类电压等，可按类增加少量传感器，并与端口配线。所有测试线在需要监测时再连接。

根据上述定义，可建立备用端口应用表，用于区分说明，防止应用错误。

2．软件修改。增设独立的开关量、模拟量曲线备用端口监督界面，备用端口数据在原监测界面处于封闭状态，通过选择来决定端口在备用监督界面中的显示，形成关联界面，服务于故障监测。

3．安全措施。需要监测时，技术人员按事先端口定义绘制端口应用简易电路图，双人复核，其中KZ、KF类监测点选择电源侧，最大限度保证安全。配线完成后，在站机上选择应用端口，观察显示与测试点的对应情况，实施临时监测，应用完毕及时撤除配线。

2.3 三级报警

总结管内部分车站的典型报警，分析出产生的原因主要有：区段分路不良、电化干扰、供电接安全地线 (类似封连扼流变压器半线圈)、外电网电压波动、设置报警的上下限不当 (实际值与规定值接近)、设备有隐患等。其中重点关注的就是设备有隐患的报警。

1．筛选出真正的设备隐患。区段分路不良(利用进路中区段间关联关系判定)和外电网电压波动报警所占比例较大，所以此部分只报警提示则可。电化干扰和供电接安全地线是应防范并查找原因的，与设备隐患可归为一类，不仅报警且应及时通知工区。

2．提高主要数据监测精度。实际中大多数故障是先表现出特性变化，然后变化范围逐渐增大，直至故障，提高报警精度就可尽量提前报警，赢得判断处理隐患的时间，从管内故障统计分析中发现电气故障近半数属于此类特性渐变。

对于关键设备的主要数据，如轨道电压、区间接收器电压等，根据日数据的最大偏差量 (轨道电压取3V，区间接收电压取60 mV)，确定报警上下限稍大于偏差范围，报警后应立即通知工区查找原因，在第一时间将设备隐患捕捉到。

3．实行自动为主、手动为辅设置上下限。调整关键数据报警上下限时，以各自日平均值为基准，设定等量偏差，同类型统一调整，减少工作量，提高设置的准确度。其他数据报警的上、下限不修改，保持标准值监测范围，目的是去掉关联数不修改，保持标准值监测范围，目的是去掉关联数据的连环报警，减少报警个数。

3 应用展望

如果上述设想得以开发、实施，显现的效果会十分明显，主要表现在：

1．提高浏览速度和质量，且疑难故障处理数据化，可降低对现场信号工综合故障处理能力的要求，增加了智能功效。

2．提高了三级报警的准确度、灵敏度，对设备隐患的监测更准确、及时;报警发生时立即通知工区处理，提高应对能力;可以减少工区日常巡视次数，降低职工劳动强度;另外经过界面合理组合，对特定继电器特性的精确时间分析，及时发现隐性易损部件故障点，真正为实现设备状态修创造条件。

［1］信号微机监测系统站机用户操作手册．深圳市长龙铁路电子工程有限公司．2006．

Abstract:According to a summary of microcomputer monitoring applications，some existing deficiencies，such as worse man-machine interaction，less monitoring points，ineffective three level alarm functions，will affect the speed and quality of monitoring views and not adapt to troubleshooting．We proposed some measures to regulate the status tables and dialog box，dynamic expansion of spare ports，and reasonable setting of upper and lower alarm limits．

Key words:Microcomputer monitoring;Man-machine interaction;Dynamic expansion;Alarming

张国庆：北京铁路局天津电务段 工程师 300140 天津

杜建华：北京铁路局天津电务段 助理工程师 300140 天津

孙国长：北京铁路局天津电务段 高级工程师 064000 天津

2012-09-19

(责任编辑：张 利)