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试论铁路信号集中监测系统的应用与发展韩强

发表时间：2020/11/9 来源：《基层建设》2020年第21期作者：韩强

[导读] 摘要：近年来，我国在积极加强铁路运输业建设的过程中，该领域的智能化和自动化水平不断提升，铁路信号集中监测系统就是在这种情况下得到广泛应用的，为提升信号监测设备的运行稳定性奠定了良好基础。

        中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特电务段内蒙古呼和浩特市 010010
        摘要：近年来，我国在积极加强铁路运输业建设的过程中，该领域的智能化和自动化水平不断提升，铁路信号集中监测系统就是在这种情况下得到广泛应用的，为提升信号监测设备的运行稳定性奠定了良好基础。鉴于此，本文首先对铁路信号集中监测系统构成及应用进行了简要概述，并详细探讨了铁路信号集中监测系统的未来发展趋势，以供参考。
        关键词：铁路信号；集中监测系统；应用；发展
        1 信号集中监测系统的作用及构成要素
        信号集中监测设备是关键的行车设备。其主要有铁路局、电务段、车站监测设备等组成的监测网络系统，它的功能体现在如下几点上：第一，通过微机及时信息分析手段，开展高效监测、问题分析、智能选择；第二，通过微机大规模信息储存手段，对数据进行分析、处理和存储；第三，通过微机联网手段，提高调度指挥、问题解决和统一控制的水平。
        2 现阶段信号集中监测系统的使用现状
        电务段监测子系统为系统的核心系统，主要控制段内全部的车站节点，保存站机数据，对外传播相关指令而对站机进行管理，按照监测终端的要求进行数据传播与web服务。其能够装配数据库服务器、通信前置机、web服务器和监测终端等设备。铁路局电务监测子系统为整个信号集中监测系统的管理核心，对其中全部的电务段和车站节点进行控制，能够和电务段与铁路总公司间实现数据共享。其装配了应用服务器和联网车站，能够和不同铁路局间形成连接与数据共享。
        广域网数据传输系统主要包括铁路总公司的上层网、电务段和铁路局等。其基层采取了环形组网的形式，环路包括5到12个车站，还采取大于2M通道抽头方式来和电务段星型建立联系。上层网采取了高于2M通道星型的组网形式，每个网络节点通过TCP/IP协议与集中的数据形式建立联系。
        铁路信号集中监测系统的对象主要是由模拟量、带自诊作用的信号与开关量组成。系统能够及时的收集到信号设备的电气特点、设备情况、故障等信息，其中采取曲线等方式带来了人机交互页面，有着信息呈现、集中分析、故障分析等作用。系统能够对原始的信号设备信息进行收集和分析，还能够对不同信号子系统的维护单元进行几种整理，给电务维护人员带来一体化的集中监测与问题处理模式。
        自这一系统被使用之后，其有效的进行了故障分析与场地操作，给事故定责带来了合理的参考，在很大程度上减小了电务部门的工作困难，强化了电务维护的质量，提高了行车的安全性，从而发展成铁路信号系统的核心设备。
        随着铁路运输安全要求的不断提高，信号集中监测系统出现一些问题：第一，系统的自动化研究和故障分析水平低下。现阶段的系统还停滞在收集数据的呈现页面，设备的维护信息主要通过人工来分析和研究，未能利用系统智能化分析设备工作过程中所存在的问题。怎样把系统收集的信息进行合理的整理和研究，为电务维护人员带来有效的辅助信息与有效的处理方法，是急需要去处理的问题。第二，系统的监测规模需进一步的扩大。对于RBCHETSRS等设备来说，虽然现阶段系统存在预留接口，然而未能完成监测，车载ATP子系统的信息还没有被录入；和信号系统有关的安全数据网与视频监控系统也没有被录入到监测范围之中。对于一些已经录入到监测范围之中的信号设备，系统所收集的设备状态信息与业务信息需进行细化和延伸。第三，系统的作用需待扩展。现阶段的系统作用表现为对信号设备的监测，在电务部门的施工操作与指挥管理上力度不足。

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        3 铁路信号集中监测系统应用
        3.1信号集中监测系统
        通信网络、传输、测量和计算机等先进技术共同构成了信号集中监测系统，信号集中监测系统架构呈现出“三级四层”特点，子系统在信号集中监测系统中存在既独立又统一的关系，子系统之间可以实现有效的连接，能够确保各种信号信息被监测组网全面采集。各子系统在“三级四层”这一体系架构基础上可以向各个层级中有效分散，分散的依据是信号集中监测系统维护重点、级别和标准。
        3.2监测子系统组成
        第一，车站监测网。网络通信设备、数据采集设备和站机共同构成了车站监测网，这些基本系统单元运行中，能够实现对数据的高效搜集、归类和处理；第二，电务段监测子系统。中枢部分在铁路信号集中监测系统中为电务段监测子系统，由通信前置机、应用服务器、网路服务器、接口和数据库构成，同时还包括监测终端、网络通信安全设备、电源设备和防雷设备等。电务段监测子系统关键作用是对全段内全部车站节点进行管理，可以对站机数据进行搜集和储存，并将站机操作指令发送出去，在数据分类并提供WEB服务时需要以监测终端要求为依据；第三，铁路局电务监测子系统。全局监控中心为铁路局电务监测子系统，由维护工作站、监测终端和应用服务器构成，电务段机车站节点全部由其进行管理；第四，中国铁路总公司电务监测子系统。在铁路全线路信号集中监测系统中，中国铁路总公司监测子系统为监控核心，由中国铁路总公司监测终端和通信管理机等构成，运行中可以对全路联网车站实施管理，同时可以完成与各个铁路局之间的数据交换工作；第五，广域网数据传输子系统。该系统包含以下两个组成部分：首先，基层网，其位于电务段与车站之间，为环形组网方式，每个环路由5~12个车站构成，在同电务段进行连接的过程中以星型连接方式为主，此时需要对高于2M通道抽头方式进行利用。其次，上层网，其位于中国铁路总公司、铁路局与电务段之间，所采用的组网方式以高于2M通道星型连接为主。值得注意的是，统一的数据格式以及TCP/IP协议是各网络节点间完成通信的主要依据。
        3.3监测对象
        监测对象在铁路信号集中监测系统中主要有开关量、模拟量和信号设备等，其中信号设备具备自诊断功能，而电源屏、外电网综合质量、转辙机和轨道电路等是模拟量的组成部分，监控开关量如提速道岔分表示、控制台表示状态、按钮状态、关键继电器状态和列车信号主灯丝断丝状态等构成了开关量，智能电源屏、道岔缺口ZPW-2000、TDCS/CTC、有源应答器、列控中心和计算机联锁等属于带自诊断功能的信号设备。
        4 铁路信号集中监测系统的未来发展趋势
        电务一体化综合监测平台。在电务段生产力布局和铁路信息化发展需求不断变化的背景下，CSM会将自身的监测范围逐渐拓宽，此时会以数据中心建设思路为基础，在原有功能基础上，新的电务一体化综合监测平台会包含各种通信设备以及全部信号，多个子系统为电务一体化综合监测平台运行的基础，如防灾系统、BME、DMS、安全信息网、RBC和道岔融雪系统等，在此基础上可以统一展开管理与维护相关通信设备以及信号设备的工作[3]。
        结语
        综上所述，铁路信号集中监测系统的应用极大地提高了铁路电务部门的工作效率和质量，促进了铁路的信息化发展。随着高新技术水平的不断提高，相信在未来，铁路信号集中监测系统将会有更广阔的发展空间。
        参考文献
        [1]杨连报,李平,薛蕊,等.基于不平衡文本数据挖掘的铁路信号设备故障智能分类[J].铁道学报,2018(2):59-66.
        [2]崔勇,杨世武,刘志明,等.铁路信号电缆屏蔽及接地方式的研究分析[J].铁道学报,2017(11):77-82.
        [3]兰丽,张友鹏.铁路地面信号设备时间同步系统可靠性分析[J].兰州交通大学学报,2017(4):138-144.