趙波波

中鐵建電氣化局集團(tuán)第三工程有限公司

高速鐵路信號監(jiān)測分析及精細(xì)化管理的思考

趙波波

中鐵建電氣化局集團(tuán)第三工程有限公司

高速鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)主要是通過對列車行進(jìn)中的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，從而保障動態(tài)信號信息傳輸設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備等處于安全、正常的運(yùn)行范圍，從而為列車的安全運(yùn)行提供保障。運(yùn)用高速鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)，不但可以對高速鐵路信號設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)，而且還可以保障高速鐵路、列車始終處于穩(wěn)定安全的使用狀態(tài)，從而在根本上避免和預(yù)防各類高速鐵路事故的發(fā)生。因此，隨著高速鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)水平的日益提升及其應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，其將在我國高速鐵路運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用。

高速鐵路；信號監(jiān)測；精細(xì)化管理

1 高速鐵路區(qū)域分析中心工作職能

高速鐵路區(qū)域分析中心主要工作職能有：查詢分析各種監(jiān)測終端，上報管內(nèi)信息分析存在的問題;負(fù)責(zé)管內(nèi)信息分析問題的追蹤;配合安全生產(chǎn)指揮中心對管內(nèi)設(shè)備異常報警信息及預(yù)警信息進(jìn)行分析及處理;負(fù)責(zé)管內(nèi)維修及施工作業(yè)的全過程盯控;負(fù)責(zé)中繼站室內(nèi)信號設(shè)備維修工作。

2 高速鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)主要功能

高速鐵路信號監(jiān)測技術(shù)主要運(yùn)用在高速鐵路列車新線路驗收以及線路日常監(jiān)測﹑數(shù)據(jù)收集和分析領(lǐng)域中。具體來講，高速鐵路信號監(jiān)測技術(shù)主要包含五個方面的功能：一是軌道電路方面的監(jiān)測。高速鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)對軌道電路監(jiān)測主要體現(xiàn)在對軌道電路傳輸特點(diǎn)﹑補(bǔ)充電容的監(jiān)測；二是對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理。具體指的是對軌道電路﹑應(yīng)答器報文以及信號機(jī)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲﹑創(chuàng)建以及修改等功能管理，同時還可以對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行核對，從而避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)漏洞；三是對點(diǎn)式應(yīng)答器﹑報文方面的監(jiān)測。高速鐵路信號監(jiān)測技術(shù)主要對對點(diǎn)式應(yīng)答器的運(yùn)行狀態(tài)﹑裝維以及信號傳輸頻率﹑強(qiáng)度的監(jiān)測。同時還能夠?qū)?yīng)答器發(fā)出與接收報文數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；四是LKJ與車載ATP運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測。高速鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)TP﹑LKJ的運(yùn)行狀態(tài)﹑產(chǎn)生的故障原因進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和分析。另外還能夠?qū)Ω咚勹F路列車運(yùn)行信息﹑車載ATP運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行體現(xiàn)；五是對高速鐵路列車運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析。從整體上來說，高速鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)不但可以對高速鐵路列車運(yùn)行中的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行給分析和管理，而且還可以通過回放和記錄的方式來對各項設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)評價。

3 高速鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的原理

3.1 動態(tài)信號數(shù)據(jù)的收集

首先是對感應(yīng)信號的分析處理。動態(tài)信號數(shù)據(jù)在導(dǎo)入列車感應(yīng)線圈以后，開始進(jìn)入信號調(diào)整階段。在對DSP﹑參數(shù)以及濾波等多項數(shù)據(jù)分析以后，形成列車運(yùn)行的動態(tài)主要信號，這樣可以避免多個信號并存所產(chǎn)生的互相干擾。同時，通過運(yùn)用頻譜分析技術(shù)對主信號進(jìn)行數(shù)字化的處理，從而得出信號的載頻﹑頻率，進(jìn)而分析出點(diǎn)等信息，最終實現(xiàn)對列車軌道電路傳輸特點(diǎn)的監(jiān)測；其次是對顯示開關(guān)量的分析。在列車導(dǎo)入信號點(diǎn)燈電壓以后，通過電平轉(zhuǎn)換﹑光電隔離以后，再輸入到單片機(jī)，從而再與頻譜分析中的低頻點(diǎn)燈信號匯總成信號顯示數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對列車信號運(yùn)行質(zhì)量的監(jiān)測；再次是對列車速度里程處理。列車動態(tài)監(jiān)測技術(shù)在速度里程處理內(nèi)容主要包含里程坐標(biāo)﹑GPS接收以及軸頭脈沖。GPS主要是由RS-232接口以及譯碼和定位等多項內(nèi)容構(gòu)成。在串行端口輸送到單片機(jī)以后，從而分析得出列車運(yùn)行的經(jīng)緯度﹑速度以及其他信息，進(jìn)而實現(xiàn)列車運(yùn)行的坐標(biāo)以及車站信息。軸頭速度傳感器在列車運(yùn)行后轉(zhuǎn)換成為電脈沖，并且在單片機(jī)中計算出列車運(yùn)行的具體速度；最后是是對列車運(yùn)行路況的分析。

3.2 補(bǔ)償電容數(shù)據(jù)收集

信號監(jiān)測與發(fā)送設(shè)備﹑傳感器以及感應(yīng)器等能夠?qū)Ω咚勹F路信號補(bǔ)償電容數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。具體來講，補(bǔ)償電容數(shù)據(jù)收集發(fā)送設(shè)備主要位于列車之內(nèi)，發(fā)送傳感器則位于垂直軌面列車底部，接收傳感器則位于兩條軌道中間。列車在運(yùn)行過程當(dāng)中，經(jīng)過軌道電路補(bǔ)充電容時，車輛輪對與補(bǔ)償電容﹑鋼軌形成電磁回路后，通過發(fā)射信號來構(gòu)成電磁感應(yīng)。此時，感應(yīng)器就對磁場強(qiáng)度變化進(jìn)行接收。最終在計算機(jī)的分析下，軌道電路補(bǔ)償電路動態(tài)監(jiān)測得以完成。

3.3 點(diǎn)式應(yīng)答器數(shù)據(jù)收集

點(diǎn)式應(yīng)答器在數(shù)據(jù)收集上主要是由連接電線﹑查詢主句以及車載天線三部分構(gòu)成。數(shù)據(jù)接收的設(shè)備位于列車的內(nèi)部，電線連接﹑查詢主機(jī)通過RS-485與處理主機(jī)進(jìn)行信息傳遞。車載天線通過對地面?zhèn)鬏斝盘柕姆绞?，在地面?yīng)答器激活以后，就可以將應(yīng)答器所接受的報文數(shù)據(jù)直接傳輸給查詢主機(jī)，查詢主機(jī)在對這些報文數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以后，再將數(shù)據(jù)傳輸回處理主機(jī)，以此完成點(diǎn)式應(yīng)答器數(shù)據(jù)收集過程。

4 國內(nèi)鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

上個世紀(jì)八十年代，我國學(xué)者開始對鐵路信號動態(tài)監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行研究。我國鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)在發(fā)展歷程上主要包含單一測試﹑綜合測試以及非智能測試﹑智能測試以及單機(jī)運(yùn)行和組網(wǎng)運(yùn)行三個主要的階段。當(dāng)前我國鐵路列車所廣泛的使用的是TJDX-2000A信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)。TJDX-2000A信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)主要通過對故障設(shè)備定位以及監(jiān)測資料收集分析的方式，創(chuàng)建出鐵路動態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，從而對列車運(yùn)行過程當(dāng)中的各類故障﹑突發(fā)情況進(jìn)行及時的發(fā)現(xiàn)和解決，從而提升列車運(yùn)行的質(zhì)量和效率。另外，伴隨著國內(nèi)鐵路列車信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得鐵路運(yùn)輸事業(yè)對于動態(tài)信號監(jiān)測技術(shù)的重要作用的認(rèn)識程度不斷加深，這也就為列車動態(tài)監(jiān)測技術(shù)獲得更多的認(rèn)可提供了良好的發(fā)展環(huán)境。同時，我國政府在鐵路動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用方面也陸續(xù)頒布實施了多項具體的規(guī)章管理規(guī)范，從而為鐵路信號動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的推廣以及應(yīng)用提供了良好的政策環(huán)境。

5 結(jié)論

高速鐵路全線開通后，本著實現(xiàn)高速鐵路維修管理精細(xì)化，我們在強(qiáng)化高速鐵路分析功能﹑作業(yè)卡控功能上進(jìn)行探索，通過充分發(fā)揮高速鐵路區(qū)域分析中心分析﹑監(jiān)測監(jiān)控作用，做到提早發(fā)現(xiàn)問題，及時處理問題，預(yù)防故障發(fā)生，探索了由傳統(tǒng)計劃修模式向狀態(tài)修模式的轉(zhuǎn)變，提高了現(xiàn)場作業(yè)效率，形成新的維修模式并取得良好的效果，確保了某高速鐵路信號設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]周濤.高速鐵路無線信道傳播特性、建模與測量方法研究[D].北京交通大學(xué)，2016.

[2]張曉燕.高速鐵路列控信號的電波傳播特性研究[D].北京交通大學(xué)，2013.