摘  要：在新时代下，我国积极发展铁路建设，使铁路行业智能化和自动化水平大幅提升，在目前的铁路作业中，对普速铁路信号设备的状态监测需求越来越大，所以信号集中监测系统应运而生。普速铁路信号集中监测系统成为确保行车安全的重要行车设备，对于保障信号检测设备稳定运行有重要意义。文章结合现场施工经验，分析了普速铁路信号集中监测系统工程应用情况，提出了日常维护的关键内容。

关键词：普速铁路;智能化;集中监测;行车安全

中图分類号：TP277    文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）18-0149-03

Abstract： In the new era， China is actively developing railway construction， which has greatly improved the intellectualization and automation of the railway industry. In the current railway operations， the demand for state monitoring of normal speed railway signal equipment is increasing， so the centralized signal monitoring system has emerged as the times require. The normal speed railway centralized signal monitoring system has become an important driving equipment to ensure the safety of driving， and it is of great significance to ensure the stable operation of the signal detection equipment. Combined with the on-site construction experience， this paper analyses the engineering application of normal speed railway centralized signal monitoring system， and puts forward the key points of daily maintenance.

Keywords： normal speed railway; intellectualization; centralized monitoring; driving safety

0  引  言

近年来，我国铁路发展迅猛，信号系统越来越智能化以及自动化。在普速铁路现场应用的各种类型的信号设备是否能够稳定、高效的运行已成为影响列车安全、高效、精确运行的关键点。于是，铁路电务管理部门需要对现场信号设备的运行状态进行实时了解和监督，这样才能够方便现场维护人员能够及时、准确的判断现场故障点，进行符合现场需求的应急处置和故障排查，这就对铁路现场使用的信号集中监测系统提出了更高、更全、更智能的要求[1];同时，信号集中监测系统是否具备管理、监测、展现、分析、统计和查询现场信号设备状态的功能，是提高现场电务部门维护水平和保障运营安全的关键因素[3]。

根据参考文献，了解了现阶段行业研究重点，其中文献2研究了信号集中监测系统的主要技术特点，提出了信号检测未来的发展方向，为信号监测能够发挥最大作用提供了有力的建议及措施。文献3介绍了信号集中监测系统具体组成及作用，分析了在电务段使用中存在的隐患、不足等问题，并提出了对应的解决措施[2]。文献10介绍了信号集中监测系统发展历程以及主要作用，研制了一种新颖的设备原型和组织架构，指出了系统未来发展方向。以上文献均偏重于设备技术研究，并未对工程应用进行全面的介绍，本文结合日常应用情况，通过分析研究信号集中监测系统在普速铁路电务段的应用情况，进一步分析信号监测系统的工程应用特点和维护需求，为后续深度智能化发展提供借鉴。

1  系统基本结构及应用

1.1  系统总体结构

信号集中监测系统采用了网络化以及模块化的结构，方便结合现场实际情况进行灵活配置，可以分为集中或分散设置用来适应不同的信号系统要求，是一种信号设备的综合集中监测管理平台。信号集中监测系统主要总体结构如图1所示。

1.2  系统应用

信号集中监测系统的故障处理过程在现阶段电务系统现场应用中较为复杂，大多数情况的处理方法需要其他的系统进行配合，存在数据孤岛，故障处置流程单一，维护信息化程度弱，以人工分析和判断故障为主，急需通过知识原理处理现场故障、智能化算法或完善的处理故障体系来实现运维管理。

（1）车站监测网：由监测站机、数据采集以及通信设备组成车站监测网。车站的集中管理设备即站机系统，通过采集的信息进行数据分类和处理、存储，通过监测网将现场设备状态信息上传至远程监测管理平台，具有良好人机交互。整体设计灵活而且具有扩展性，方便后续车站设备更新换代却不影响既有设备。

（2）电务监测子系统：主要包括通信前置机、各类服务器以及数据库等。其关键功能有接收、存储数据、发送命令、数据查询、反馈信息等操作功能，是全部数据信息的综合管理枢纽。

（3）铁路局电务监测子系统：其监测范围内的各电务监测子系统与上级监测系统和下级监测系统进行通信与数据交换。主要设备有各类服务器、监测终端机和各类工作站等，管辖多个电务监测子系统。

（4）国铁集团电务监测子系统：可接受所有下级信息，供技术人员操作查询，是监控系统核心，属于顶端管理层。

（5）广域网数据传输子系统：分为基层网以及上层网。在基层网即车站与电务段间的网络采用的组网方式为环形组网方式，具体为以5至12个车站为一个环形网络。同时以大于等于2 M通道抽头方式与电务段星型连接。电务段与铁路局、国铁集团上层网采用不低于2 M通道星型连接的组网方式[5]。

1.3  系统监测对象

信号集中监测系统监测的设备很多，如联锁设备、列控系统、电源屏、组合架、轨旁设备等，具体分为模拟量信息、开关量信息以及与具备自诊断功能的设备进行通信等三大类，监测对象如图2所示，从而实现对现场环境状态进行综合监测采集、监控和展示[4]。

2  系统工程应用中面临的问题

随着国内普速铁路的快速发展，对车站智能运维提出了较高的要求，在实际应用中传统的信号集中监测系统也逐渐表现出了一些不足和问题，主要体现在以下几方面。

2.1  故障分析与诊断处理水平较低

目前，信号集中监测系统的故障处理过程在电务系统现场应用中还处于比较低级的状态，以状态展示为主，信息化程度低，大多数情况需要人工进行故障判断和分析，缺乏智能化的故障诊断功能。

2.2  监测范围需要扩充及细化

虽然目前监测系统已经较为全面，但是一些关于信号系统的视频监控信息、安全数据信息、板卡级信息等不在监测范围，所以还需要通过灵活性和可扩展性的设计尽量可以使系统监测到更多现场设备信息，同时对于已经在监测范围内的设备，还需要进一步精细化。

2.3  现有的采集方式存在问题

新增较多的配线，提高了成本。例如采集信号机的电流时，需要对控制电路进行电缆绕线，增加了电缆破损的风险，同时对五线制三相交流控制电路进行信息采集时，由于端子不在同一组合里，需要在不同组合采集，配线较多。再如由于交流转辙机的电源都是独立电源，所以增加现场采集设备，使得对设备运维工作量增加[4]。

2.4  监测功能需要扩展

目前主要检测范围为现场的信号设备，对电务系统级设备的监测较少。同时，众多的子系统如轨道电路故障监测、区间逻辑检查设备监测等也逐渐开始应用。但是由于每个监测子系统的使用的网络标准和平台不一致，这样使得每个监测子系统只能在站段局部使用，其现场监测信息也无法和其他子系统交互，存在数据孤岛。所以如何构建统一的信息平台，实现生产和管理的资源整合，是未来监测系统信息化建设发展方向。

3  主要解决措施

3.1  完善监测系统分析能力

现阶段的功能主要集中于现场设备状态的监控和显示，缺乏统一的协同分析能力，其中目前的展现形式较为机械化，本质上是信号集中监测系统自身智能分析的存储的案例经验库、知识点等有一些欠缺，不能灵活的应对现场复杂的信号设备产生的异常数据曲线、报警信息等，还需进一步完善。后期需要从信号系统的整体情况，综合性的分析和比较，提供对故障现象的分析，例如针对现场道岔失表示等故障，可以结合电源屏、表示回路中的电路情况、以及动作回路中的电流电压情况，进行数据收集和智能分析，为维护人员提供较清晰的故障分析原因和指明大致的故障点，协助现场人员快速实现故障定位和处理。

3.2  增加監测系统的功能

在既有基础上，拓展监测系统的功能也是非常有必要的。例如由于自然环境（冰雪、石渣、岩体脱落）的影响，有时会造成道岔尖轨与基本轨之间卡组，所以增加尖轨视频监测也很重要。其次监测系统中还可以增加动态环境监测、列控轨道电路维护机信息监测、按钮操作监测和板卡级监控等功能[5-7]，增强现场设备可维护性。

3.3  电务综合监测及管理

将构建一个包括国体集团、铁路局和电务段、工区和设备供应商在内的电务综合管理平台[7]。通过该平台对电务部门的各种信息资源整合，也可与其他部门进行信息交互。管理平台将电务段设置为所有监测数据的数据中心，电务段数据中心将所有的作业管理等信息整合汇总，包含设备管理、生产管理、应急指挥、经营管理、网络办公、系统维护等内容，所有的管辖范围内的应用终端可以WEB方式进行远程访问[8，9]。通过电务综合监测及管理平台对现场监测信息进行收集整理并分析，对传统的作业操作方式以及作业操作过程进行一些创新和优化，提高站段作业效率，有力推动铁路电务信息化建设，整个平台的管理功能如图3所示。

3.4  加强维护人员的管理

配置专业信号人员，对监测系统需要进行定期的维护和管理，机器总会产生问题，如系统中文件发生故障（数据传输过程中乱码），导致工作人员接收不到现场实时正确的信息;或通信通道发生故障，造成工作人员与现场状态不能同步，对车站作业造成很大影响;或监测设备与现场设备信息传输故障等等。因此，要配备专业的维护人员，根据反馈的状态信息及时分析和处理相关故障，做到应急事故的高效、准确和及时的处置。在整体日常维护过程中，需要根据车站规模、检测系统运行情况，合理调配信号人员[6-8]。

3.5  增强跨专业的技术融合

往往现场出现某一种故障都是由于多种信号设备之间的相关影响和故障叠加导致的，所以需要增强监测系统之间的信息融合，打破各个具备自诊断功能设备的信息壁垒，实现关键信息共享并利用大数据处理和分析，结合以前的经验内容，通过技术分析实现对现场故障点的分析[9]。例如道岔失表示故障，有可能是电源屏某模块故障导致的表示电压不足，又有可能是室内道岔表示控制回路的故障，也有可能是室外转辙机的机械故障，是一种多原因的综合故障，需要监测系统中各个不同的监测模块进行综合比较和联合分析，才能够快速地找到具体的故障原因。

4  结  论

信号集中监测系统作为重要的机电设备，其工程应用情况对国内普速铁路的发展具有积极意义。本文通过介绍信号集中监测系统在普速铁路电务段的应用情况，进一步分析了信号监测系统的工程应用问题，对日常的专业维护提供了有效保证，也为未来信号集中监测系统的发展提供了借鉴作用。

参考文献：

[1] 刘贺军，胡亚峰.铁路信号集中监测系统研究 [J].铁路通信信号工程技术，2013，10（5）：20-25.

[2] 郭亚萍.电务段信号集中监测系统的维护探讨 [J].数字通信世界，2019（10）：243.

[3] 焦阳.微机监测采集原理及调试维护要点 [D].北京：中国铁道科学研究院，2017.

[4] 付冬琴.论铁路信号集中监测系统的应用与发展 [J].中国新通信，2018，20（16）：116.

[5] 王晓鹏.铁路信号集中监测系统的分析与运用 [J].人民交通，2019（6）：71-72.

[6] 李变芳.信号集中监测系统的运用和管理 [J].太原铁道科技，2013（1）：46-48.

[7] 李鸿强.试论铁路信号集中监测系统的应用与发展 [J].中小企业管理与科技（下旬刊），2016（2）：212.

[8] 陶俊宇.信号集中监测系统的研究和应用 [D].北京：中国铁道科学研究院，2021.

[9] 任小东，张永丽，牛旭龙.铁路信号集中监测系统安全隔离机制研究 [J].铁道通信信号，2020，56（3）：22-24.

作者简介：韩东辉（1972—），男，汉族，内蒙古包头人，中级工程师，本科，研究方向：铁道信号及自动控制。