張力群 胡恩華 尉大光

張力群:遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 副教授 121000 沈陽(yáng)

胡恩華:卡斯柯信號(hào)有限公司 高級(jí)工程師 200071 上海

尉大光:卡斯柯信號(hào)有限公司 助理工程師 200071 上海

現(xiàn)有的鐵路集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采集信息主要來(lái)源于信號(hào)機(jī)械室內(nèi)設(shè)備，無(wú)法反映出室外設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，尤其是對(duì)軌道電路特征信息的采集還不夠完善，采集點(diǎn)還不能滿足日益發(fā)展的綜合故障診斷系統(tǒng)的要求，無(wú)法結(jié)合室內(nèi)外軌道的情況給出綜合分析診斷。

鐵路信號(hào)設(shè)備隱患分析，依托于鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)室內(nèi)外軌道電路設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)外軌道設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和電氣特性模擬量的綜合實(shí)時(shí)顯示、歷史查詢、智能分析，并提供設(shè)備通信狀態(tài)報(bào)警、電氣特性超限報(bào)警、智能分析預(yù)警等信息，對(duì)電務(wù)綜合維護(hù)人員起到指導(dǎo)作用，使其能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、確認(rèn)故障位置、提供維護(hù)建議，進(jìn)一步縮短故障響應(yīng)和處理時(shí)間?；谑覂?nèi)外綜合監(jiān)測(cè)采集的信號(hào)設(shè)備隱患分析系統(tǒng)，是對(duì)現(xiàn)有的鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的良好補(bǔ)充，兩者結(jié)合可以使集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的智能化得到進(jìn)一步提升，也為鐵路信號(hào)系統(tǒng)從“故障修”到“狀態(tài)修”的轉(zhuǎn)變提供重要的信息依據(jù)。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

一套典型的基于室內(nèi)外綜合監(jiān)測(cè)平臺(tái)采集的信號(hào)設(shè)備隱患分析系統(tǒng)，包括:信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)既有的站機(jī)設(shè)備、擴(kuò)展而來(lái)的室外采集部分和基于室內(nèi)外采集綜合分析的智能分析系統(tǒng)等。其中擴(kuò)展而來(lái)的室外采集部分組成，參見(jiàn)圖1。

如圖1所示，室外軌道采集器包括:采集模塊、電源模塊、通信模塊。每一個(gè)室外軌道采集器針對(duì)室外軌道采集系統(tǒng)的一個(gè)采集點(diǎn)。區(qū)間所有采集點(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線先匯集到CAN-Hub，再實(shí)時(shí)上送至集中監(jiān)測(cè)站機(jī)。

圖1 基于室內(nèi)外綜合監(jiān)測(cè)平臺(tái)采集的總線圖

室內(nèi)外軌道綜合采集設(shè)備的采集位置如圖2所示，其中虛線上方圓點(diǎn)標(biāo)示的是室外采集位置，虛線下方圓點(diǎn)標(biāo)示的是為室內(nèi)采集位置。

由圖2可見(jiàn)，在信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的ZPW-2000軌道電路室內(nèi)采集(虛線下方)的基礎(chǔ)上，增加了室外(虛線上方)采集點(diǎn)，進(jìn)一步擴(kuò)展了軌道電路故障可定位的范圍，有效地延伸了對(duì)軌道電路可監(jiān)測(cè)的路徑，有利于維護(hù)人員快速、準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)，提升檢修效率。

圖2 室內(nèi)外軌道采集設(shè)備的采集位置

2 系統(tǒng)的采集、顯示與處理

室外一個(gè)采集點(diǎn)的采集項(xiàng)包括:電纜側(cè)發(fā)送電壓、電纜側(cè)發(fā)送電流、軌面?zhèn)劝l(fā)送電壓、軌面?zhèn)劝l(fā)送電流、發(fā)送端頻率、電纜側(cè)接收電壓、電纜側(cè)接收電流、軌面?zhèn)冉邮针妷骸④壝鎮(zhèn)冉邮针娏?、接收端頻率、箱盒內(nèi)溫濕度等。如表1所示。采集信息完善，能較好的反映出室外軌道電路的運(yùn)行狀態(tài)和電氣特性，并預(yù)留進(jìn)一步擴(kuò)展采集點(diǎn)的可能。

室外監(jiān)測(cè)采集到的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)CAN總線傳輸?shù)郊斜O(jiān)測(cè)站機(jī)上，按規(guī)定協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)解析，并在集中監(jiān)測(cè)站機(jī)上綜合顯示出來(lái)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息界面、特征量曲線信息界面、日?qǐng)?bào)表信息界面等，提供給電務(wù)維護(hù)人員，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)看和歷史查詢。

不僅如此，室外監(jiān)測(cè)采集到的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，還可以與室內(nèi)監(jiān)測(cè)的模擬量信息顯示在同一個(gè)綜合顯示界面內(nèi)，為電務(wù)維護(hù)人員直觀地展示了軌道電路采集維護(hù)的信息量全景，為電務(wù)人員和集中監(jiān)測(cè)智能分析子系統(tǒng)進(jìn)行更深層次的分析，提供了第一手素材。

3 隱患分析方案和流程

通過(guò)對(duì)室外監(jiān)測(cè)采集到的電氣特性特征值，如室外電纜側(cè)發(fā)送電壓或電流、軌面?zhèn)劝l(fā)送電壓或電流、電纜側(cè)接收電壓或電流、軌面?zhèn)冉邮针妷夯螂娏?，與室內(nèi)既有采集的特征值的綜合分析，經(jīng)過(guò)站機(jī)智能分析子系統(tǒng)的邏輯算法可以完成如下一些故障診斷預(yù)警功能，形成對(duì)既有智能分析故障診斷功能的良好補(bǔ)充。

表1 室外軌道采集內(nèi)容

表2 智能分析預(yù)警信息

圖3 智能分析故障預(yù)警流程圖

在室內(nèi)外采集通道均有效的狀態(tài)下，智能分析系統(tǒng)對(duì)相關(guān)采集，啟動(dòng)如圖3所示的智能分折邏輯流程，對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行智能分析預(yù)警。

站機(jī)智能分析系統(tǒng)對(duì)相關(guān)采集進(jìn)行分析與判斷后，會(huì)針對(duì)不同的采集部位給出相應(yīng)的智能分析預(yù)警分析結(jié)果，其分析預(yù)警信息如表2所示。

上述報(bào)警產(chǎn)生后，集中監(jiān)測(cè)站機(jī)還將在設(shè)備示意圖中使用紅色警示線標(biāo)識(shí)故障段，為維護(hù)人員提供直觀的故障位置信息。通過(guò)智能分析子系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)外軌道特征值的比對(duì)和分析預(yù)警，大大擴(kuò)展了系統(tǒng)對(duì)軌道電路故障點(diǎn)的定位范圍，為電務(wù)維護(hù)人員迅速發(fā)現(xiàn)故障、克服故障提供了便捷有效的手段。

4 結(jié)論

綜上所述，一套典型的基于室內(nèi)外綜合監(jiān)測(cè)平臺(tái)，采集的信號(hào)設(shè)備隱患分析系統(tǒng)，能夠有效地將信號(hào)集中監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)范圍，從室內(nèi)擴(kuò)展到信號(hào)室內(nèi)外，不僅僅對(duì)室內(nèi)，同時(shí)通過(guò)室外軌道采集設(shè)備，對(duì)室外軌道電路的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和電氣特性進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的采集，結(jié)合鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)的智能分析子系統(tǒng)，為信號(hào)設(shè)備的維護(hù)人員提供實(shí)時(shí)詳盡的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而且能通過(guò)集中監(jiān)測(cè)智能分析系統(tǒng)的分析算法，提供智能預(yù)警信息，提高了對(duì)故障設(shè)備維護(hù)的響應(yīng)速度和故障位置定位的精確程度，最終能夠提高信號(hào)設(shè)備維護(hù)的工作效率。該系統(tǒng)還進(jìn)一步豐富了鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能。

［1］王保紅．利用微機(jī)監(jiān)測(cè)手段處理高鐵軌道電路故障一例分析［C］．鄭州鐵路局“十百千”人才培育助推工程論文集．2011.

［2］蔡紅標(biāo)，張雄．ZPW－2000移頻軌道電路室外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)［J］．鐵道通信信號(hào)，2013，6．

［3］方明亮，胡恩華，魏盛昕，涂鵬飛．高速鐵路信號(hào)設(shè)備動(dòng)態(tài)管理方案研究［J］．鐵道通信信號(hào)，2013，3．