高速铁路信号设备动态管理方案研究

方明亮 胡恩华 魏盛昕 涂鹏飞

高速铁路信号设备动态管理方案研究

方明亮 胡恩华 魏盛昕 涂鹏飞

摘 要：介绍一种用于高速铁路信号设备的动态管理方案;首先介绍了动态管理方案的主体框架;然后重点介绍了这种方案的管理流程;最后举例阐述了这种方案的使用效果。通过对高速铁路信号设备动态管理方案的研究，为电务维修体制的转变提供了参考。

关键词：高速铁路;动态管理;电务维修

方明亮：沪昆客专有限公司湖南分公司 高级工程师 410008长沙

胡恩华：卡斯柯信号有限公司 高级工程师 200071 上海

魏盛昕：卡斯柯信号有限公司 工程师 200071 上海

涂鹏飞：卡斯柯信号有限公司 工程师 200071 上海

当前，我国已进入高速铁路时代，随着运输向着高速、重载方向发展，信号设备也朝着信息化、智能化、网络化的方向快速发展。为此，高速铁路信号设备安全技术保障、动态实时维护管理的需求日益紧迫。基于此现状，迫切需要一套能够对高速铁路信号设备状态进行全天候实时监控、智能故障诊断、动态维护管理的完整解决方案。

目前，普遍使用的信号集中监测系统是电务维修作业必不可少的辅助平台，借助该平台可实现信号设备的采集数据收集、初步报警分析等功能，但由于其对于报警的分析不够深入全面，因此无法完全智能化地实现故障定位或预警提示。基于这种现状，在实际的电务工作中，大多还是采用按计划进行的静态维护管理方式。

随着基于信号集中监测的智能诊断系统的推广，可以逐步解决上述的部分问题。该系统通过对信号设备状态进行24h不间断的数据分析，自动判断出信号设备的异常或故障，从而减轻了信号维护人员的工作强度，实现了自动智能化诊断工作。由此，可以进一步研究如何更有效地利用智能诊断的结果，将其作为指导高速铁路信号设备维护管理的基础，替代既有的、静态的、基于计划的维护方式，逐步发展为基于信号设备状态的动态管理维护方式。

本文的主要目的是介绍一种高速铁路信号设备动态管理方案，通过该方案可以更实时高效地对信号设备进行基于状态的管理维护，同时具有一定的扩展性和灵活性，能够为今后的铁路管理维护方式提供有益的参考。

1 方案架构

本方案的主体架构是基于信号集中监测系统，同时结合智能诊断系统的诊断结果，利用动态维护管理子系统，完成后续的基于信号设备状态的信息化维护管理方案。系统的整体架构如图1所示。

图1 高铁信号设备动态管理方案架构

1.1 车站层

车站层系统主要实现单站的数据采集、智能诊断和单站涉及的维护管理工作，侧重于对于单站信号设备运用状态的动态统计、完整的故障处理流程、实时维修经验指导、交接班管理等内容。车站层维护管理的主要使用人员为车站的电务维护人员。

1.2 终端层

终端层系统主要实现全站的数据调阅、智能诊断汇总和全站涉及的维护管理工作，侧重于对于全局车站的信号设备运用状态的动态统计、应急预案管理、故障的远程指导定位、维修经验库的维护升级等内容。终端层的维护管理主要是工区、车间、分析中心等地的电务维护人员。

2 动态管理流程

面向高速铁路信号设备的动态维护管理流程主要包含三方面内容，分别为：车站层的故障处理提交、车站层的状态维护管理和中心层的决策分析管理。主要流程图如图2所示。

图2 高铁信号设备动态管理流程图

本方案关注的重点是智能诊断报警出现后的动态维护管理过程，该过程依据信号设备的运用状态信息作为动态管理的基础，通过对异常或故障状态信号设备的分析处理和基于全站设备的统计归纳信息，由中心层统一进行决策分析，进而完成后续的维护管理。

2.1 故障处理流程

故障处理的目的是为了及时对信号设备的异常状态进行分析、排查，了解异常发生的原因，进而处理解决该故障，保证行车的安全。故障处理流程如下。

1．故障动态展现。通过图形化的展示方式，明确告知故障设备所在的地理位置，帮助维护人员压缩查找目标故障设备的时间，通常可以定位到板卡级的故障位置。

2．故障详细分析。通过故障摘要、故障再现等图表形式，结合故障原因库和维修建议库的信息，形成全面完整的故障分析场景，辅助指导维护人员进行详细的故障分析，利用既有的故障经验库信息能够高效地进行故障匹配。

3．故障处所定位。当采集点信息足够时，通过智能诊断能够直接定位到故障点或故障回路，此时通过动态的设备原理图对故障处所进行高亮显示，极大地压缩了故障处理时间。

4．故障处理提交。当确定了故障的真实原因后，可对该次故障的处理过程进行提交，提交的结果将会记录到故障经验库中，从而能够促进故障经验库的不断累积，为今后的故障处理提供更有力的支持。若当前故障还无法进行有效处理，则该次故障将会记录至设备问题库进行统一管理。

2.2 状态维护管理

状态维护管理的目的是为了对全站的信号设备状态进行统计归纳，通过统一的形式呈现给维护人员，维护人员只需要根据信号设备状态的统计信息即可指导维护作业。

状态维护管理流程如下。

1．设备状态汇总。将车站所有信号设备整体运行状况的汇总信息呈现给维护人员，维护人员根据该汇总信息实际指导现场进行动态维护及管理，通过该汇总信息能够有效减少电务维护人员的调阅时间，同时全面了解全站信号设备运用状况，为基于设备状态的动态管理方式提供了基础信息。

2．交接班管理。结合设备状态汇总的维护信息，在预先设定的交接班时间点自动推荐维护人员进行交接班信息的填写，该功能在车站层与中心层实时同步，将单日交接班的交流过程信息化，实现了交接班的动态追踪管理。

3．“天窗”修计划。根据设备状态汇总信息，进行“天窗”修计划的申请提交工作，该计划是基于当前信号设备的运用状态，而不是基于计划修的时间，因此有助于实现状态修的维护计划。“天窗”修计划由中心层的“天窗”修管理进行统一安排。

2.3 决策分析管理

决策分析管理的目的，是在全面掌握信号设备状态及运用情况的前提下，在中心层综合汇总相关信息资源进行全面决策分析，从而形成具有参考指导价值的管理内容或计划，为电务维护管理工作提供帮助。

通过车站层实时上送的信号设备状态汇总信息，结合故障处理意见及交接班信息等内容，可以动态地实现适用于电务维护管理的决策分析信息。该决策分析主要实现的功能如下：

1．应急预案管理。当全路车站中存在信号设备的异常故障状况时，需要根据具体的影响范围制定紧急的应急预案。中心层设置有专用的应急预案管理库，该库可根据当前发生的信号设备故障状态关联需要发布的应急预案内容，实现基于信号设备状态的动态应急预案管理功能。

2．“天窗”修管理。根据全路车站信号设备的运用状态，动态制定“天窗”修计划，重点针对存在预警隐患的设备进行基于状态修的检修计划，通过中心层对各车站“天窗”修的集中管理，可以更有效地实施基于设备状态的检修模式。同时，可以结合高速铁路“天窗”维修的特点，进行定时段“天窗”维修计划设置。

3．设备问题库管理/故障处理库管理。对于车站层在短时间内无法解决的信号设备问题，通过填报提交后，将纳入到中心层的设备问题库进行统一管理。对于车站层已经处理的故障，可以结合车站层填报的处理原因，归总纳入到中心层的故障处理库管理中，为以后的故障处理提供帮助。

4．备品备件管理。当车站的信号设备发生故障时，可直接在中心层的备品备件管理中查看当前是否有备件可供替换，可以使信号设备的故障信息与备品备件直接实现动态的无缝管理，能更有效地实现设备生命周期的维护管理过程。

3 使用案例

以下通过一个实际案例来说明高速铁路信号设备动态管理方案的使用过程，进一步了解该方案的运作方式。

当智能诊断系统诊断当前发生了异常故障后，在实时报警信息中会提示出当前故障设备的相关信息，通过对故障信息链接的点击能够进入故障处理流程，在该流程中能进行故障的详细分析及处理提交，如图3所示。

图3 故障处理

在故障处理流程中，可以进行故障曲线的分析、故障回放的分析等，图3中根据故障信息能够直接定位到具体的故障处所，并以红色高亮显示。该设备原理图，能够明确地发现故障回路，压缩了故障处理时间。

对车站的状态维护管理，可以获取车站全部信号设备的运行状态，以设备运行状态汇总的形式呈现，如图4所示。所示。

由此可见，3个子流程都始终围绕着信号设备运用状态的变化信息进行流转，这种方式也正是顺应了状态修维护方式的要求，由信号设备状态来驱动电务的维修作业，有助于更高效，实时动态地完成电务维修工作。

图4 设备状态汇总

由图4所示报告，能够动态地对信号设备进行维护管理，同时可以完成交接班管理及“天窗”修计划相关的功能，如图5所示。

最后，在中心层通过信号设备状态的汇总信息，实现了决策分析管理相关的功能，如图6、7

4 结束语

面对铁路大发展的背景，如何更有效地对信号设备进行维护管理，尽可能地减少电务维护人员的工作强度，成为了一个迫切需要解决的问题。本文探讨了一种高速铁路信号设备动态管理的方案，通过该方案能够有效地实现基于信号设备状态驱动的维护管理方式，结合状态修的理念进行信号设备故障的闭环处理，从而达到了高效维护管理的目的。

［1］中华人民共和国铁道部.信号维修体制改革实施意见，1997.

［2］中华人民共和国铁道部.铁运［2008］142号 铁路信号维护规则技术标准.2008．

［3］胡志强，赵旋．新形势下电务维修体制改革模式的探讨［J］.铁道通信信号，2005(8)．

Abstract:This paper introduces a dynamic management scheme for signalling equipment of high speed railway．First，we describe the main framework of this scheme and focus on its management process．Further，we give an example to explain the effects of this scheme．By studying the dynamic management scheme for signalling equipment of high speed railway，we provide some references for the transformation of maintenance system of signalling and communication．

Key words:High speed railway;Dynamic management;Maintenance system of signalling and communication

2012-11-01

(责任编辑：张 利)