微机监测在驼峰信号的应用

摘要 : 微机监测系统在驼峰信号中的应用对驼峰场中的信号设备有着无可替代的作用。本文从监测组成、对象、方法、采集、实时性、接口、数据上传、和资金投入等各个方面,简要剖析并解决了微机监测系统在驼峰信号的应用中暴露出的一些问题。从建国以来我国铁路技术并没有跨时代的发展,这与设备的迅速发展产生了矛盾。无论哪里的设备需要维护或者检修又或者保养等,都是利用工区的工人按《维规》要求进行巡检作业的工作形式,这不仅仅是使工人的工作强度增加,而且很多时候是因为频繁的开箱检查,以及工区信号人员人员的不小心,留下了安全隐患。我国目前现场工区的工作要求还是定时给设备进行维护保养,当设备并没有什么损坏,只是到了更换时间,进行了不必要的更换,这造成了极大的浪费。德国制作的S700K转辙机可以做到50年不开箱正常运行,出现故障时让厂家来进行维修,这或许是我们现在做不到的,但是利用微机监测技术可以向“状态修”靠拢,减少人力成本。另外,现场设备通常都是分为很多的区域来进行维修工作,维修工作有重叠的部分,一旦出现事故,就容易导致责任混乱,你推给我我推给你等。微机监测系统的应用可以使责任到人。

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 引言

微机监测系统是保证行车安全、加强现场设备的维护管理尤其是各个部门管理重叠的部分、监测信号设备是否正常运行的重要设备,他的作用就好比飞机上的黑匣子一样,可以记录设备的所有情况。融合的现代各种技术手段,监测并记录设备运行状态、统计分析相关数据、加强设备管理,为信号维护管理部门掌握设备当前状态、进行故障分析、指导现场作业和管理提供科学依据,从而提高效率和维护水平。

行车的安全性和列车运行的效率是铁路运输的根本目标,而铁路信号设备是保障列车安全运行和提高运行效率的根本设施。但老式信号设备与如今的高科技设备相比而言有以下的缺点,一是没有办法智能的分析出设备的电气特性有没有符合相关规定,二是没有记忆功能,不能按照人的要求来进行回放历史行车的相关信息。想用高科技技术来弥补之前设备的缺点是铁路人员梦寐以求的。

1.1  微机监测的发展

微机监测系统的发展历史实际上就是计算机技术的发展过程,前后经过了几十年的探索,最早开始于1985年,几个铁路分局开始在微机监测的领域进行探索。到了1996年初具规模前后大概有20多家参与研制的单位。不过也是因为种种原因,系统的可靠性不高,采集不准确。各个路局各有各的版本,网络也不普及,所以也没有集中联锁。

到了九十年代末期,随着计算机技术和网络技术的逐步成熟,铁路信号微机监测系统也就逐渐成型,我国于1997年研发了第一代TJWX-97型微机监测系统,通过铁路局在各大铁路线上推广开来。到了2000年,顺应时代洗去了上一代产品的经验研发了TJWX-2000型微机监测系统,这时开始了全路推广,至此微机监测系统正式登上铁路的大舞台。从2000年开始,随着铁路的不断提速,旧的系统无论从性能还是速度方面都跟不上设备的更新换代,TJWX-2006型微机监测系统应运而生,极大缓解了电务系统的压力。从2003年开始中国进行高速铁路的建设,截至2015年底中国高速铁路运营里程超过1.9万公里。高铁和既有线是完全不同的两种模式,所以为了适应高速铁路的发展GSM信号集中监测系统被研发应用。

1.2  铁路信号微机监测系统

微机监测系统是使用计算机技术的一种信号系统,他的TCP/IP协议的广域网模式由车站采集系统、上层网络终端、(包括车间机、电务段监测终端、铁路分局监测

系统的基础是车站采集系统,所有的原始消息来源都是由他提供。对信号设备所提供的信息应正确、牢靠,并对列车运输条件的记录是准确无误的。所以,站机以及采集机的运行状态应该是平稳的、不变的,完全吻合微机监测系统的要求。车间机是用来办理和查看在该站的管辖权的数据。

微机监测系统的枢纽是安装在电务段中心的服务器管理系统,是用来把管内各站的微机监测数据进行汇总以及管理管内各站段网络通信。铁路总公司、铁路局是铁路上层的组成部分,所以他们的网络终端具有现所有终端机的功能。

信号微机监测系统通过广域网数据传输系统把车站系统、电务段系统以及上层网络连接起来。如图一

 

图一 信号微机监测系统

根据铁路现如今的情况,设计了信号微机监测系统的网络结构,不同的网络结构会有不同的效果。沿线的铁路线路,每个车站段的管理区域范围都很大,差不多有数百公里,而相邻的车站有时仅距几公里,一个铁路线路的通信资源肯定不是无穷无尽的,采用星型拓扑结构的话,就会占用了为数不多的通信资源,还有线路过长的话还需要增加线路中继器,这样就会非常浪费;使用总线结构的连接方式,虽然占用的资源比较少,但仍需要增加线路中继器,来增加数据传输的距离。所以如果没有必要的话,两站尽量不要设置过近。

1.3  微机监测系统的特点

1.3.1  微机监测的优点

(1)系统充分考虑并融入了高可靠采样电路。使检测设备和被监测设备之间有了一个良好的电气隔离性,不会互相之间有电气干扰。从而加强了整个系统的安全性和可靠性

(2)系统加强了采集数据的综合分析与展现,并将智能分析与故障诊断融入了系统的核心,使既有纷繁复杂且耗时耗力的统计分析维护工作变得从容且简便,是电务维护人员的维护效率和效果大大提升

(3)实时性增强:解决了人工分析数据实时性低,不能够根据微机监测实时数据变化及时发现设备隐患的问题。

(4)劳动强度减轻:改变了微机监测海量数据人工分拣的模式。由过程数据分拣向分析结果判断转变,特别是在数据关联性分析以及对历史数据分析方面。

(5)分析质量提升:改变了由于个体差异引起的分析结果差异。有系统级诊断数据库比对的模式保证问题的正确引导。

1.3.2  如何检测信号设备运行状态

通过微机监测系统对信号设备进行实时监控(如图二),不定时查看各种曲线图来半段设备运行状况,充分了解设备使用情况,提前发现设备的安全隐患,把危险消灭在萌芽之中。保障信号设备运行正常。

案例一、应该充分利用监测系统提前发现故障隐患,发挥微机监测在平常维护过程中的重要作用,防患于未然,把故障隐患消灭在萌芽之中,保障现场人员的安全。2015年1月19日,微机监测员按照作业要求日常查看微机图表时,发现1-J道岔的电流,出现很大的不同,与以往的数值来看,要高上不少,并且根据图表得出他的尖轨到基本轨的转换时间也大大增加了 (标准是6.5秒),具体情况可能是岔尖里有异物卡主或者有摩擦,经信号人员去室外检查发现,1-J道岔滑床板因下雨刮风,是周围沙土石块黏在了滑床板上,导致转换时间延长,且电流不平稳。信号人员进行了涂油擦拭,联系市内进行复查试验后,确定良好交付使用。避免了一起可能发生的道岔故障,提高了安全效率。图三中可以看出1-J道岔转换的电流较为平缓平滑,符合标准。图三中,电流有明显波动,说明道岔的转换力度增加,道岔中间有摩擦力。两图对比明显可以看出图四的刚启动时的电流迅速增高,动作过程中波动明显。

案例二2014年1月17日,工区值班人员早上发现微机监测有红光带报警,报警时间为凌晨5点23分。奇怪的是现在从控制台看并没有红光带。回放中查看发现红光带持续时间约为1小时。向车站要点勘察之后并没有发现故障原因。几天后又出现红光带报警,值班人员立刻向车站要点进行故障处理。经工区人员查看发现这种钢轨的容易磨损产生非边,加上凌晨的水雾大,是薄冰覆盖到了钢轨上导致分割绝缘不理想。,联系工务人员切除非边,打磨道岔并重新更换绝缘,之后没有出现过这种状况。

案例三2010年12月23日,工区值班人员查看移频接受电压月曲线时发现:18G-接收器电压的月曲线的最低值和之前相比低了很多,达到了警戒值。通过日报表查看日曲线图发现日曲线图成矩形波动。判断出设备存在安全隐患。立即向车站要点,1小时后工区人员回复说18G的送端第三个电容断线,更换后18G-接收器电压日曲线恢复正常,月曲线非常平稳,没有出现波动。

案例四2013年4月20日,现场值班员观看Q2G电压曲线图,发现Q2G限入电压发生多次波动,从930mV升至985mV又降至930mV。而此前电压稳定在990mV。开始并没有发现电压的升降规律,后经对比站场图发现电压的升降情况跟随者列车的运行产生变化。现场检查后发现该区段一个补偿电容接触不良。

这几个案例可以反映出只要安装了微机监测系统,就可以实时的反映出设备的运行状态,在故障出现的萌芽期进行消灭,从而保证行车安全。

图二 微机监测站场图

1.3.3  微机监测的技术特性

(1)微机监测系统采用can总线技术、传感器技术和计算机技术、通信技术、数据库技术和软件工程综合了多种技术的精华。他能在不影响设备使用的情况下进行一系列的工作,包括对设备的性能测试等,可以很快发现故障或者对即将发生故障的设备进行预警,当电气性能过低或者过高时报警响铃,尤其发生违章作业进行故障点封连,甩开连锁时及时通知车站值班员,避免违章作业的发生。

(2)微机监测系统有着记忆存储的功能,能记住设备的动作程序,并可以通过“自己”的分析来判断来是不是出现了突发的状况,让设备故障。让“隐藏故障”无可遁形,为工作人员提供便利。还可以进行历史回放,为事故责任进行定责,避免纠纷。

(3)电务系统的设备会和其他系统的设备管理重叠,一旦出现事故就很难划分责任。微机监测系统可以对任意系统进行检测,如电力供电,行车操作,道岔电气特性和机械特性等结合部进行监测,记录。

(4)微机监测系统可以实现“三级四层”的全部联网,并可进行信号设备的网络诊断,网络管理和网络维护。这样设置便于管理维护,实现一层一层的管理检测。

(5)微机监测系统是信号维修体制改革的重要技术支撑,如今我国铁路发展十分迅速,设备更新换代,单发展过快带来的问题就是管理体制的落后,现在的管理体制是远远没有跟上设备的更新换代,过多的没有必要的开箱维护也会造成设备的故障隐患,所以信号设备实现向状态修靠拢是我们努力的目标。

1.3.4  微机监测系统的作用和意义

(1)为信号设备状态修提供可靠依据

(2)帮助维修人员缩短故障延时

(3)有利于分清故障责任

(4)便于维修管理和信息共享

(5)使集中维修成为可能

(6)便于和其他系统相结合


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