试论铁路信号系统智能监测技术

李元琴

摘 要：铁路信号智能监测系统对铁路运行有着重要影响，关系到铁路信号数据的采集、传输等流程。当前，我国在铁路信号监测领域的成果众多，相继得到了其他国家的肯定，但仍有较大的进步空间。对此，该文针对铁路信号智能检测系统技术和现状，对构建智能化模型和建立智能化监测系统的基本架构环节进行了分析研究，提出了未来发展构想及关键点。

关键词：铁路信号；智能监测；监测系统

中图分类号：U284 文献标志码：A

近年来，我国铁路呈现爆发式的发展现象，铁路总里程已超过10 000 km，铁路安全运行速度也居世界前列。在铁路飞速发展的背景下，智能信号监测系统更加重要。建立智能化的铁路信号监测系统，是铁路安全运行的重要保障，也是我国铁路发展的重点工作之一。

1 我国铁路信号监测系统发展现状

1.1 我国铁路信号监测系统现状

CSM信号监测系统是一种四级三层结构，通过数据总线可以采集电缆、轨道、信号机等设备的工作信息，然后与ZPW-2000轨道电路等设备进行连接分析，从而获取需要的监测信息。此外，CSM信号监测系统还可用于数据的储存、状态的记录等，是一种十分便利的监测技术。

各列控子系统拥有不同的监测和处理功能。象RBC维护终端主要用于监测RBC系统的工作状态，及C3列车的运行状态，JUR司法记录器主要用于记录列车运行数据，TSRS终端则用于诊断和维护TSRS故障。不同的子系统相互协调，为列车的安全运行提供保障。

1.2 国外铁路监测系统的优势

国外的铁路监测系统优势主要体现在2个方面：一是有完善的中央调度系统，可以统一管理线路故障和信号故障，并且可以对雨量、风速等运行环境进行分析，以合理地调整运行状态；二是对列车以外的设备进行监测，象轨道电路、信号机等设备、岔道口等。相比而言，国外的铁路信息监测体系更加完善，有更好的监测效果。

2 我国铁路信号监测系统存在的问题

2.1 缺乏数据共享体系

由于信号设备与通信网管之间没有建立起信息共享体系，导致故障发生时信号数据并不能充分发挥作用。我国主要通过CSM-R系统实现铁路运输的调度与控制，该系统承载着车-地传输业务。当前高铁运行中故障发生率很高，大大影响了高铁的安全运行，这种情况的出现很大程度上源于信号数据没有传输到调度控制系统，当故障发生时不能对故障原因和部位进行定位，导致故障处理非常缓慢。

2.2 缺乏互联性

互联性低是我国铁路信号监测系统的一块短板，各子系统之間缺乏沟通，信息之间缺乏交流。结合我国当前的实际情况，信号集中监测系统是主要的监测系统，能够对多项设备进行全面监测。但RBC终端与DMS监测设备缺乏互通性，各项监测数据之间没有相互关联，当设备出现故障时很难做到综合分析，也无法进行自我修复。

2.3 缺乏智能化分析和管理

不能对设备运行状态进行分析和预测，暴露出了我国铁路信号监测系统智能化程度低的缺点。各项监测信号数据都储存在铁路信号系统的储存空间里，但却没有相关的软件对数据进行分析和处理，无法根据历史数据发现我国铁路信号监测的规律，造成铁路信号系统的建设缺乏经验积累。

2.4 系统运行缺乏协调性

协调性差主要表现为电务调度指挥和检测系统之间缺乏结合，对故障的检测分析没有与过程监控、施工计划和结果处理等环节相关联。与外国相比，当前我国缺乏综合、高效地总调度系统，各项监测信息未能集中到该调度系统中，导致无法全面分析列车运行状态。

3 构建我国铁路信号智能监测系统的构想

3.1 构建智能化模型

要想促进我国铁路信号监测系统的智能化，就必须构建智能化的监测模型，通过模型模拟信号检测分析方式，由此获得分析数据，促进智能化监测系统的建立。智能化模型的构建包括5个方面。

（1）建立数据信息汇总数据库，对监测数据进行综合分析。我国当前已经建立了众多分散的信号监测点，如果利用先进的通信技术将各监测点获取的数据进行整合，就可以为总调度系统的专业技术人员提供对比分析的数据，充分发挥数据的有效价值。

（2）建立智能化数据分析处理平台，对集中后的数据进行智能化处理和分析。该平台的建立必须要以数据信息的数据库建设为基础，只有将信息集中到数据库中，才能提供全面的数据信息，智能化分析才能具备广泛性和准确性。

（3）促进通信系统和信号监测系统的一体化，将通信网管的监测数据融合到一起。当子系统发生故障时，必须通过通信网管和信号监测系统的信息共享，才能进行全面的问题分析，发现故障所在。

（4）对历史数据进行建模分析以发掘其价值。历史数据中包括了很多未知的故障信息。只有对历史数据进行建模分析才能获取经验，发现我国列车运行中经常出现的问题，并尽早做好防护工作或优化列车和辅助设备的设计，以推动铁路系统的建设。

（5）将调度系统和数据库相结合，利用数据库对各监测点的信息进行汇总和处理，为调度中心的调度工作提供数据参考，以增强调度中心的控制能力，提高铁路运行效率。

3.2 建立智能化监测系统的基本架构

结合国外的建设经验，智能化监测系统实际上就是应用于车站、电务段和电务处的综合工作系统，三者处于不同的层面。在车站层面，智能化监测系统的作用是对数据信息进行整合和同步，将初步分析整合后的数据上传至电务段。在电务段层面，智能化监测系统则是用来将车站上传的信息转化为电务段所需要的数据，如果发现故障将自动报警，并将故障信息和相关数据上传到电务处。电务处所掌握的信息除了电务段上传的信息外，还包括CSM-R、DMS等检测系统的实时监测数据。智能化监测系统在电务处层面的作用仍然是数据汇总和转化，但难度更高，信息量更大。

由上述可知，智能检测系统的基本架构包括4个特点：一是数据的综合性和共享性；二是具有故障智能分析能力；三是对历史信息进行建模，对故障进行分析预测；四是各项系统之间存在高度的互联性，可大大提高铁路调度及运行效率。

4 构建铁路信号智能检测系统的关键点

4.1 由分散向集中，由低级向高级

首先应当将信息汇总至数据库，在此基础上对数据进行分析整合，然后要根据分析目标，手动补充相关参数，最后为电务处提供正确的调度信息。

4.2 合理分工，设立安全等级

与列车运行直接相关的设备要设立较高的安全等级，相应的信号检测工具应当与其他系统的监测工具相隔离，对不同的设备进行专业化分工。与列车运行不直接相关的辅助设备，则可以使用多功能、综合性的监测工具，相应的安全等级较低。

4.3 统一数据接口，设立数据规范格式

根据信号监测点分散、数据难以集中等客观要求，要建立统一的数据规范标准和数据传输接口，只有这样才能提高数据信息的共享性。同时，统一接口有利于模块设备的扩充，为更高级的监测系统建设奠定基础。

4.4 确保网络安全

智能化监测系统的建立必定要以网络平台为基础。网络本身安全性差，信息容易外泄。因此，必须要设置专门人员监测网络环境，维护网络安全，制定严格的安全维护措施，防止黑客的恶意进攻。

5 结语

铁路信号系统在铁路建设中发挥了重要作用，不仅能够保证我国铁路运输的安全和稳定，同时还能推动我国的经济发展。尽管我国铁路信号系统检测技术尚不完善，还有巨大的发展空间，但仍不能否认其自身的作用。我国要加大对铁路信号系统检测技术的研究力度，构建先进完善的检测系统，推动铁路信号系统检测工作的有序进行。

参考文献

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