铁路信号集中监测系统智能化功能及应用

张赞扬

（中国铁路武汉局集团有限公司信阳电务段，信阳 464000）

1 引言

铁路信号集中监测系统是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备运用质量的重要行车设备，但随着铁路信号设备日新月异的发展，对监测系统提出了更高要求。《铁路信号集中监测系统技术条件》规定了铁路信号集中监测系统的体系结构、监测内容、系统功能及技术要求，但对电务维修智能分析及辅助决策功能未提出进一步要求。因此现有集中监测系统在智能分析、满足电务维修体制改革上越来越凸显出不足，主要表现为需要投入大量人力及时间进行人工分析且分析效率不高，对设备隐患及故障的智能分析水平不高。如何通过拓展信号集中监测更多的智能化功能，在不增加现有集中监测硬件的基础上进行软件设计，通过软件优化、拓展信号集中监测功能运用，减少分析人员工作强度从而有效提高工作效率，并实现智能分析功能是一个有待探讨的研究方向。

2 信号集中监测智能化功能及应用实例

2.1 模拟量上、下限智能设置

集中监测各类模拟量曲线对参数都可以人工设置上、下限，这样模拟量变化一旦超过所设置上、下限，就会给出超限报警，使分析人员及时通过超限报警发现设备异常。前期为使上、下限设置更为精准以便及时发现设备参数脱标，就需要专业分析人员认真比对每一项设备的模拟量历史曲线参数变化情况，根据历史曲线模拟量正常变化的最大值、最小值（且不得超出《维规》标准）进行设置，往往要完成一个站的模拟量上、下限设置历时近10天，其中一些设备参数受季节气候影响较大，分析人员要根据季节变化不断地去修正模拟量上、下限设置，这项工作耗费了分析人员的大量时间、精力，而且设置结果受分析人员业务素质不同也不尽相同，一方面因模拟量上、下限设置宽大使设备参数异常变化无超限报警，导致不能提前预防信号故障发生，另一方面因模拟量上、下限设置窄小使设备参数在正常变化范围内频繁出现超限报警，干扰分析人员的正常分析工作。

为解决该问题，向监测厂家提出了集中监测能根据模拟量参数历史变化情况自动设置模拟量上、下限的建议，监测设备厂家技术人员经过对软件的设计完善，目前已经实现了这一功能，集中监测会依据每一个模拟量参数最近30天的正常变化最大值、最小值（过滤掉了参数异常突变）给出模拟量上、下限设置建议，经分析人员确认即可切换到集中监测所建议的模拟量上、下限，而且人工可以对集中监测所建议的模拟量上、下限进行干预，这样经过集中监测智能设置模拟量上、下限既有科学依据又有时效性，有效解决了人工设置模拟量上、下限带来的问题。

2.2 区间轨道电路模拟量晴雨天上下限设置

普速线区间ZPW2000系列轨道电路都是有砟道床，天气、温度变化对道床电阻影响较大，道床电阻变化又直接影响区间轨道电路接受电压，尤其在雨天时对轨道电路影响较大。而我们平常设置的区间轨道电路接受电压上、下限是基于晴天设置的，也是为了能及时发现区间轨道电路在正常天气环境下的异常变化，可一旦到了雨天，区间轨道电路接受电压就因下雨造成的道床电阻减小而降低，一方面造成因下雨区间轨道电路接受电压的正常降低被集中监测判断为超限，致使大量无效报警信息在监测显示界面上弹出，另一方面也使其它正常的报警信息也湮没在这大量出现无效报警信息内，使分析人员难于查找、确认。

图1

为此我们建议监测设备厂家技术人员针对区间轨道电路接受电压给出两组模拟量上、下限，即：晴天一组、雨天一组。厂家技术人员依据我们给出的思路对软件进行了升级，目前已经实现了这一功能，集中监测将一个站管辖的区间轨道电路依据位置方向设定为南、北（或东、西）两大区域，针对每个区域智能识别是否为晴、雨天，如：在晴天时当莫一区域内有3/4区段的区间轨道电路接受电压下降到实时值的85%时，集中监测即可判断为该区域下雨，监测显示界面弹出该区域需切换至雨天上、下限，分析人员人工确认后即切换至雨天上、下限，同样雨天到晴天上、下限参数的切换也依此判定。这样集中监测能给出区间轨道电路接受电压两组不同的模拟量上、下限，既使区间轨道电路参数能在各种气候下得到全面监测、分析，也有效解决了分析人员因天气变化对设备分析带来的诸多影响等难题。

图2

2.3 道岔动作曲线参数超限设置

信号集中监测系统记录的道岔动作曲线能反映道岔在转换过程中道岔控制电路工作状态、转辙机运用状态，通过道岔曲线的分析，能了解道岔转换时的运用质量。如何提前通过道岔动作曲线发现道岔在转换过程中存在的隐患一直是困扰现场车间的困难问题。

为此我们联系监测设备厂家通过对道岔动作电流曲线的搬动时间、动作电流值、动作功率值进行超上限设置的方法，来发现道岔在运用过程中存在隐患。通过对道岔搬动的时间长度、电流值、功率值设置上限，道岔在搬动过程中出现超电流上限、功率上限、时长上限均会产生超限报警。因此可以通过道岔动作曲线参数超限设置的方法，提前通过超限报警的形式，掌握道岔在转换过程中存在的隐患，有效卡控道岔运用的质量，并使得现场日常维护工作更具有针对性，避免设备隐患转变为设备故障，大大降低了道岔发生故障的概率。

图3

2.4 ZPW2000A轨道状态不一致报警

在集中监测中添加ZPW2000A主轨、小轨状态不一致的判断，并输出报警的功能。通过2000A监测子系统送给集中监测的主轨状态开关量（GZ（主机轨道状态）、GB（并机轨道状态）、G（轨道状态））和小轨状态开关量（XGZ（主机小轨状态）、XGB（并机小轨状态）、XG（小轨继电器状态））状态来逻辑判断，并输出报警。若主轨状态开关量任何一个与其余两个开关量不一致时，输出主轨状态不一致报警。若小轨状态开关量任何一个与其余两个开关量不一致时，输出小轨状态不一致报警。

因此通过主轨状态开关量、小轨状态开关量状态，及开关量之间状态比对和逻辑判断，能够提前发现接收器主机和并机存在

的安全隐患，大大降低了区间轨道电路故障的发生概率。

图4

3 结束语

通过对集中监测智能化功能的试验及运用，其拓展的功能得到了监测分析人员的极大认可，也收到了极大成效。监测分析工作由分析人员不间断的对数据进行人工查看、比对，因智能化功能的拓展，集中监测智能分析替代了人工分析，分析人员只需对监测分析出来的报警信息进行重点分析即可，有效的提高了劳动效率，也更精准的通过集中监测监控信号设备运用质量。进一步的信号集中监测智能化功能还需要路局、电务段与监测设备厂家共同推进，从而使信号集中监测功能不断强大，也更加智能，也使信号集中监测能更好的为电务安全保驾护航。

[1] 中国人民共和国铁道部.运基信号[2010]709号 铁路信号集中监测系统技术条件[S]，2010.

[2] 武汉铁路局.武铁电[2016]271号 武汉铁路局智能化铁路信号集中监测系统技术要求（暂行）[S]，2016.