摘要：铁路信号微机监测系统（MMS；Micro-computerMonitoringSystem）是确保行车安全、检测监视铁路信号装置质量的基础。MMS将最新传感技术、现场总线以及网络通讯等技术进行有机的结合，在同步检测监视站场信息的基础上能够精准的掌握站场装置的实时动态，进而为分析故障提供有力的依据。所以MMS逐渐成为铁路信号人员日常工作中的主要工具。
关键词：铁路信号；监测技术；系统应用
Effective application of signal microcomputer monitoring technology in railway signal system
Xin?Fei
Southern?Engineering?Co.,Ltd.,China?Railway?Electrification?Bureau?Group,Wuhan?430074,China
Abstract：The microcomputer monitoring system of railway signal is the basis of ensuring traffic safety and monitoring the quality of railway signal device.MMS combines the latest sensor technology, field bus and network communication technology, and can accurately grasp the real-time dynamic of the station device on the basis of synchronous detection and monitoring of station information, so as to provide a strong basis for fault analysis.Therefore, MMS gradually becomes the main tool in the daily work of railway signaling personnel.
Key Word:Railway signal;Monitoring technology; System application
1.TJWX2010-MMS结构设计
TJWX2010-MMS的构成主要包括车站系统、车间设备等。其将不同的采集单元整合至微电脑检测监视采集设备柜中，在此基础上加设防雷、漏流测试单元。此系统能搜集现场信号装置数值，集中处理，通过软件操作以数据体现，能够经人与设备对话的形式实施故障分析，同时相关数据都能够经Server进行传输。
1.1.系统总体结构
系统以“三级四层”网络构架为基础。信息传输网络系统依附于传输控制/网络之间互连协议的专用局域网构架。相关车站局域网间经两兆位每秒数字路径环形进行连接，隔八至十五个车站便组成一个环连接，下层Server则为单一连接，这从根本保障了系统的稳定。
（1）铁路部门电务检测监视中心配置:通信管理设备、检测监视终端。
（2）电务段电务检测监视中心配置:Server、调度指挥终端、网络维护站。
系统的结构见图1，选用客户机和服务器系统架构，核心构成部分为主站设备、终端、网络与Server。
1.2主站设备检测监视系统
主站设备检测监视系统的构成主要包括：（1）电源装置（2）中心处理设备（3）网络装置（4）信息采集Extension。其功能可以记录信号装置运行状态与相关电气特性。
电源装置系统可提供基础电源，其中涵盖了不间断电源、直流组合与走线层。
中心处理设备能够分析采集的相关数据，在此基础上对数据进行处理及传输。
网络装置主要通过网线网卡、路由以及接口转换装置所构成。
信息采集Extension能够进行原始检测监视信息的在线采集，同时可以进行预处理，其构成主要包括了前置Extension、信息采集盒与总线。信息采集盒能够对既有信号实施运算处理，在此基础上可以实现数据传输，进而确保采集的精确性。Extension中总线能够支持四条485总线与两条控制器域网总线。
其他外部系统信息端，通过综合采集Extension中的ARM控制盒端接至微电脑检测监视。
2. TJWX2010-MMS硬件设计
TJWX2010因为在硬件设计上进行了完善，因此其检测监视精度得到了显著的提升，同时其采样速度与巡测周期也得到了改善。控制器域网通信规程的框架能够从根本深化系统的时效性。采集设备在具有原来特点的基础上具备了抗干扰与自检能力。
2.1.系统主要硬件设计
MMS主要是经模拟量、开关量与相关信息予以检测监视的，可以第一时间体现被检测监视装置所存在的故障，在数据测试、录入、诊断弥补电气集中装置内质问题，深化装置平均无故障时间，降低故障难度，为“状态修”奠定良好的基础，确保了装置运行的稳定性。
传感装置对信号检测监视系统的造价与性能具有十分显著的影响。因为被采集目标的数量与类型具有多元化特性，传感装置的数量与类型复杂，所需需要对传感装置的价格进行规范。常规的传感装置虽然性能可以，但造价高。而此次研究，大部分传感装置是依附于铁路信号技术要求，与专业传感装置生产商合作开发的，因此具有较高的性价比。
信号检测监视的另一个主要特性即工程量大，配线工作繁重，怎样降低工程的工作量，这对连接件的选用与设计提出了一定的要求。
而通用产品的采购会直接影响到最终产品的质量。电源主要以威达为主，具有一定的抗干扰性。自启动内存择取KIGMAX-133。这些指定，进一步深化了工控设备的稳定性，其效果显著。电源是系统的核心内容，依附于相关资料统计，近百分之八十五的故障都与电源有关。
2.2系统采用的新技术
2.2.1.智能采集板设计
MMS系统通过搜集设备的相关参数同时可以获取站场参数，而常规的系统通常是把中央处理器、电源以及采集板安装在同一个总线板。同时以中央处理器板为控制处理中心对采集板实施控制。而TJWX2010版则择取TI的数字信号处理控制装置为中央处理器，在此基础上放置于采集板，通过此方式采集板不仅具备控制处理的能力，而且还能够提高采集板实制器域网总线通讯的有效性。所以，笔者在设计的过程中渗透了一系列的新技术，这直接提高了采集板的计算有效性，计算量具有一定的广度，且速度快。所以TJWX2010版微电脑检测监视的采集板隶属智能采集板，这从根本深化了系统的检测监视有效性。
择取智能采集板后在一定程度上深化了系统的维护能力。智能采集板出现故障，系统就能够第一时间检测到，从根本明确故障的根本因素，这样能够全面深化维护效率，而且还可以弱化因处理故障之后而出现的事故率。
智能采集板减少了对信息的采集量，但是其可以对参数予以深入的处理，而且能够实施拓展性参数计算，这在直接加强了下位设备对参数处理的有效性，所以挣脱了常规信息处理所存在的内质问题。图1、图2是智能采集板实物图与智能采集板框图。
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图1.智能采集板
图2.智能采集板构架
各智能采集板都能够经内置的中央处理器去处理站场装置所采集的参数。而显示单元可以体现同步采集状态以及采集板自身情况。在电源出现波动的状态下复位中央处理器SPI端可以作为串行同步接口使用，也能够用其加载采集设备的程序。串行通信端主要用于串口通讯接口，而且也可以加载采集设备的程序。采集单元可以使其检测监视特定装置的采集信息，所以，此区域的采集电路会依附于智能采集板功能的差异而进行改变。
2.2.2数字信号处理技术的应用
常规MMS站内区间电码与移频电码化的检测监视数据有时会失准，一般此问题出现于实测及设备测误差大的情况下。这是由于在检测监视装置时具有外界干扰，电码化区段因为其所处环境特殊，同时采集量相对较大，检测监视移频收发电压平稳。
2. 2.3采用控制器域网2.0B的通信规程
与2000型MMS控制器域网1.0协议进行对比，2.0B协议从根本深化了信息采集的同步性。因为智能采集板的使用，采集板更具独立性，这也使得各采集板都是一个控制器域网通讯的节点，而在小数据包通讯过程中，其具有显著的实时性优势。而且由于采集板的类型与数量具有多元化特性，控制器域网通讯节点不断增加，使用控制器域网2.0B通信规程后，ID位数提高至二十九位，能够有效的匹配于控制器域网节点增加的要求。
2.2.4开关量及模拟量的新技术
采集动态信号的方法，通过高速采样，在周期内采集到动态变化的信号，通过此方式采集的信号即有效信号，若在特定周期内所采到的信号全部为低或高电平，即可印证此信号处于稳定状态，反之信号则无效。
3.TJWX2010-MMS的软件设计
TJWX-2010-MMS因为应用了前沿的技术及材料，因此TJWX-2010-MMS功能优势显著，从根本深化了检测监视内容，同时一些检测监视范围外的装置都可以被全面检测监视，这直接加强了检测监视有效性，对于确保列车安全都具有实际价值。在装置检测监视上重新设计了采样电路，新采样电路系统具有完善电气隔离措施。
3.1.检测监视系统的软件设计
本文对采集设备的公共结构与中央处理器处理的设计，进而系统更精准。在开关量处理及系统操作界面上也进行了针对性的设计，进而确保使用过程中的准确性。
开关量的处理是通过读取开关量、处理样本开关量及稳定开关量所有构成。图4的主程序，读取开关量函数将其结果整合到kgl_fast_ read存储区，各运行过程都会判断位数是否为1，如果位数为1，那么在对应位逻辑计数装置加1即可。在此基础上分析有无完成120路开关量的采集，由于大多数情况下在四十毫秒内读取开关量为一百二十次。同时间隔四十毫秒运行一次样本开关量处理与稳定开关量的处理函数，而在前一函数内，首先要对逻辑计数装置予以判断，如果计数装置超过二十五，即为高电平，结果为1，反之即低电平，结果为0。最后将结果录入至Sample_kgl存储区，完成录入后将逻辑计数装置清零即可。
在稳定开关量处理过程中，将样本开关量存储区Sample_kgl内的对应位和稳定开关量存储区Stable_ kgl内的对应位进行对比。在结果存在差异的情况下对开关量计数装置加1，同时在计数装置超过5的情况下，即稳定开关量对应位具有跳变性，在此基础上对开关量变化予以相应的处理。因此至少需要5x40ms=200 ms才可判定一个确定的开关量跳变。最后将稳定的开关量结果录入至Stable_ kgl存储区即可。
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图3.开关量处理流程示意
3.2系统操作界面设计
系统主界面见图4，界面主要由菜单、标题栏、功能下拉菜单、标准工具栏、主窗口以及系统时间所组成。
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图4.系统主界面示意
系统的功能主要有电源屏检测监视、外电网检测监视、信号点灯电路、道岔启动电流检测监视、电码化检测监视等。
4.结束结
综上所述，TJWX-2010-MMS采用全分散构架，将不同的采集单元整合至微电脑检测监视采集设备柜中，在此基础上加设防雷、漏流测试单元。此系统能够经人与设备对话的形式实施故障分析，同时相关数据都能够经Server进行传输。因为TJWX-2010-MMS在硬件设计上进行了完善，因此其检测监视精度得到了显著的提升，同时其采样速度与巡测周期也得到了改善。采集设备在具有原来特点的基础上具备了抗干扰与自检能力。信息采集Extension能够进行原始检测监视信息的在线采集，同时可以进行预处理，其构成主要包括了前置Extension、信息采集盒与总线。信息采集盒能够对既有信号实施运算处理，在此基础上可以实现数据传输，进而确保采集的精确性。Extension中总线能够支持四条485总线与两条控制器域网总线。通过此次研究，对TJWX-2010-MMS的软硬进行了系统的设计，进一步实现了同步数据采集的功能，而且对相关装置都可以实施同步监测。
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