信号集中监测系统在信号设备故障诊断中的应用

2018-01-30李晗

中国设备工程 2018年12期

李晗

（中交机电工程局有限公司武汉技术中心，湖北武汉 430060）

随着我国经济的发展，基础设施建设也在不断加速，尤其是我国的铁路建设更是有了迅猛的发展。每年节假日铁路都承载着巨大的客运任务，那时候，若是调度出现暂时性运转失灵，则很容易出现事故在铁路网中同时运行着数以千计的列车，要想保证每辆列车安全稳定的运行，就必须保证铁路信号的实时监测和采集，进而汇总计算，对列车进行实时调度，所以说铁路的信号设备是保证列车安全运行的重中之重，必须予以重视。近年来科技的快速发展也使得很多新型的智能化信息设备逐步应用于铁路信息监测中来，可以对信号设备进行完备的监测，这是信号集中监测系统发展的一个重要里程碑，对于铁路信号设备的维护也具有非常重要的意义。

1 信号集中监测系统在铁路信号设备维护中的重要作用

铁路信号包括很多种运行参数，例如列车的实时车速，距前车的距离和天气因素等等，铁路信号设备便是对这些信号进行采集然后转化为数据。传统的方法对信号设备进行精确性的检验比较困难，因而一些设备出现故障时，人为检测的精准度低，并不能及时发现设备的隐性故障，这将导致故障的设备仍然被当作完好的设备使用，极易导致事故的发生。信号集中监测系统简单来说就是将各种信号汇总在一起，形成一个数据整体，便于对数据进行分析，类似于飞机上“黑匣子”。它可以全天候地监测列车运行状况，对设备进行不定时的参数测试、数据查询、数据存储和数据回放等操作，进而保证了信号设备运行的透明化，也体现了铁路运行信号的数字化和智能化的特征。例如当信号集中监测系统发现铁路信号设备的数据偏离了正常的设定值，便会立即报警，有关人员可以及时检修；或者是当操作人员出现误操作，信号集中监测系统也可以及时发现并提醒，这样便能有效避免误操作带来的事故。所以说应用信号集中监测系统可以让信号设备的运行更加安全可靠，通过对信号数据的分析处理可以及时发现设备的故障，保障铁路信号设备的无故障运行，进而促进铁路的健康发展。

2 铁路信号设备常见故障

我国铁路的负荷在不断增加，不仅有大量的客运列车，还有很多的货运列车，列车的密集度很大，对铁路信号设备性能的考验也越来越大。铁路信号设备就好似列车的“检查仪”，是列车安全的保障，又好似列车的“防火墙”，及时将危险故障暴露出来。信号采集的准确性很重要，信号的传输过程也很重要，在信号传输过程中要保证信号不会被干扰，而且能够快速地传达。然而，实际上铁路信号设备会出现各种各样的故障，这些故障严重威胁着列车的安全运行。一般来说铁路信号设备的故障可以分为硬件故障、信号传输故障和数据冲突这三大类，而只有找到病根才能对症下药，接下来针对实际情况中信号设备比较常见的几种故障展开分析。

2.1 铁路信号设备器材故障

信号设备最简单的故障就是设备的硬件出现故障，而引起设备器材故障的原因可以分为两类：一是设备制造时质量不过关，二是设备使用不当。设备制造出现问题时，故障的设备一般不止一两台，批量易出现问题，那样的话设备故障比较容易发现，也可以及时和供货商联系更换故障设备。而实际上设备故障有些是由于工作人员使用维护不当造成的，例如没有对线缆进行保护，导致线缆在阳光暴晒下快速老化；或是信号设备设置于高压电附近，影响信号设备的精确度等。

2.2 信号设备维修不及时

铁路信号设备比较容易发生故障，但由于信号设备的数量较多，发现故障需要较长时间，维修也要占用较多的时间，这将导致设备故障的维修不及时。此外，铁路系统的设备维修人员业务不够熟练，专业技能不足，误操作等都会导致故障设备得不到及时的维修，最终可能造成严重的安全事故。

2.3 铁路信号故障在信号集中检测系统的现象

很多设备在运行过程中都有可能出现瞬时故障，然后瞬时恢复，就好比手机会出现短暂的死机状态，但下一秒又可以流畅运行。这些故障都是瞬时发生，瞬时恢复的，在电务领域这种故障又被叫做“软故障”，一般来说并不影响设备的工作，但是既然出现了故障便是一种隐患，对于这种故障要及时查出，及时修复，以免故障不断积累导致更大的事故发生。传统的信号设备维修方式大多是采用人工排查的方式，但这种方式对于瞬时的故障显得很无能为力，工作人员必须长时间在故障区域“蹲点”，有时候好几天才能“蹲”到瞬时故障的再次发生，加剧了工作人员的劳动强度。而应用信号集中监测系统之后，信号设备处于24小时不间断的监控下，能够捕捉到设备的瞬时故障，并能够保存故障时的有关数据，这样工作人员就能通过监测系统及时发现设备的瞬时故障，还能够获得设备瞬时故障时的各种参数。

3 信号集中监测系统在铁路信号设备维护过程中的应用

信号设备对于保障列车运行的安全性具有重要作用，而且随着铁路运输的发展，对于铁路信号设备的要求也越来越高。近些年，信息化技术的快速发展为铁路信息化管理提供了可能性，而铁路信息化的重点便是信号集中监测系统。集中监测是将多个设备的数据传输到一个中央控制器，然后可以在一台机器上对不同地点的多台设备进行实施监控，极大地提高了监测的效率。在设备出现故障时，集中监控系统可以及时发现故障所在的位置，并自动启用备用设备，确保列车安全稳定地运行。

我国的铁路设施经过新一轮的电气化改造后，大多数的火车站都已经配备了信号集中监测系统。该系统接受的信号可分为开关量信号和模拟量信号，开关量主要用于判断设备的开闭状态，而模拟量用来传输设备的一些参数，例如设备运行过程中的电压、电流、频率和温度等参数。与此同时，信号集中检测系统还可以对采集到的数据进行实时存储，便于今后的查询调用。具体来说，信号集中监测系统在信号设备维护中所起的作用有以下几点。

3.1 分级报警，减少设备故障发生

铁路的信号设备有很多，不可能将那么多的设备同时接入中央控制器，必须进行分级调控，也就是说将相隔较近的设备连接到一个小的控制器，然后小的控制器汇聚成中型控制器，最后中型的构成整个大型的中央控制器。这样的分层设置具有很多优点，比如说减少线路的铺设，避免信号冲突，方便管理等。同时，在某一设备出现故障时，首先控制它的小型控制器会发出警报，接着中型控制器和大型控制器都会受到警报，而且不同的中型控制器也能受到警报，这便于提醒工作人员及时进行故障处理。对于不同的故障，控制器会发出不同的警报指令，例如设备出现电气参数超标的情况时，控制器会发出三级警报；列车运行出现故障时，会发出二级警报；列车出现严重事故，威胁到列车的安全时，会发出一级警报。

3.2 监督设备工作状态

现代铁路运行的列车数量非常多，而维护检修不能影响列车的正常运行，所以留给设备检验部门的维护时间非常有限，应用传统的检修方法，要想完成检修工作只能加派人手。但信号集中监控系统可以对设备进行全面监控，大大减少了人员的使用。

3.3 帮助设备疑难问题分析及复杂故障处理

由于信号集中监测系统汇聚了大量的设备故障信息，那么就可以依据大量的数据分析故障发生的原因。在大量的数据面前，以往发生几率很小的疑难杂症出现的次数也会增多，那么就可以在众多的疑难杂症事例中找到其发生的原因。同样的，有了数据库，设备故障信息和维护方法都会记录下来，以后遇到此类问题便可以快速解决，节约维修时间。