信号设备故障指挥平台的研究

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第一章 研究背景
《铁路信号维护规则（业务管理）铁运[2008]142号》第四条中指出：铁路信号设备技术密集（维修困难）、科技含量高（难以掌握）、具有点多线长（管理不便）、设置分散（难以管理）、布局成网（难以掌握）、不间断运用（难以维修）、结合部多（薄弱环节多导致可靠性差）、易受外界影响（突发意外多）等特点。
上述特点是制约信号维修的难题，也是信号故障指挥信息平台研究的基本内容。
第二章 信息平台相关软件系统介绍
在信号故障指挥信息平台应用中，信号专家系统通过分析微机监测数据，发现设备异常或故障后自动通知移动信号专家系统，并将故障报警信息发送给调度指挥管理系统。
1信号专家系统
信号专家系统是一个面向信号专业的智能分析软件，使用语言方式归纳和表达信号专业人员的维修需求（知识经验和直觉）。信号专家系统的基本理念是故障预防：通过对设备电气参数变化规律、发现设备质量隐患、分析设备质量状态，提出维修指导意见，消除故障隐患的发生。
1.1信号专家系统的主要功能
1.1.1设备质量异常分析功能
设备质量异常分析功能基于“多数信号故障是有预兆的、是可以预防的”理念，通过设备质量针对每一个信号设备建立仿真模型，追踪设备每小时、每天、每月、每年的变化规律，从电气参数的微小变化，分析设备质量的变化趋势，及时进行针对性维修，防患故障发生。
1.1.2设备故障实时报警功能
对于现场信号设备瞬时故障或异常现象，信号专家系统可以及时的进行捕捉并报警。
1.1.3站场图纸查询
信息化图纸不仅便于查询，还提供了智能、快捷、准确的查询服务。通过站场平面图，可以查看设备的维修数据、通过电缆径路图可以直接看到电缆的连接方式、点击箱盒可以直接查看箱盒配线图、点击设备可以直接看到设备结线图和相关设备的电缆配线图。
1.2信号专家系统在平台中的作用
信号专家系统不仅可以实时将各种报警信息传送到调度指挥管理系统、移动信号专家系统、信号移动管理系统，还可以为故障指挥提供设备相关的实时数据。
2调度指挥管理系统
2.1调度指挥管理系统的主要功能
2.1.1实时查看功能。调度指挥系統可以实现对管内信号专家系统报警信息的管理、统计及汇总。
2.1.2图纸查询功能。可查询电务基础资料管理系统的所有图纸数据。
2.1.3故障指挥功能。根据管内信号专家系统设备报警信息，结合现场实时视频通讯功能指挥故障处理，并记录处理过程中的相关数据。
2.1.4辅助决策功能。包括故障查询、故障报告管理、故障分类管理、实时数据存储（10年），在收集管内各站点情况后，辅助做综合判断决策。通过对信号专家系统的分析结果进行统计、归纳，从管理的角度发现故障的发生、发展规律，例如故障分布与设备制式之间的关系；故障分布与维修管理之间的关系；故障分布与时间的关系；故障与管理工作变化的关系；故障分布与外界（如工务、车务）的关系。
2.2调度指挥管理系统在平台中的作用
调度指挥管理系统可接收信号专家系统发送过来的报警信息；将调度指令发送至移动信号专家系统；支持移动信号专家系统与调度指挥系统之间的视频通讯；查询故障设备相关的图纸信息；通过卫星定位查看现场人员的位置信息；自动分类汇总现场设备故障报警信息。
3移动信号专家系统
移动信号专家系统是安装在手持终端上的智能信息系统，是现场检修人员在站场、区间进行设备维护的智能辅助工具，由管内信号图纸、站场设备卫星定位、设备检修管理、故障处理、站场作业安全防护、资料档案查询等功能构成。
3.1移动信号专家系统的功能
3.1.1信号图纸智能化查询
手持终端可实现电子图纸查阅，同时提供智能查询功能，可以快速查到所需的图纸。系统将图纸与故障处理作了结合，在故障处理过程中，可随时查看设备原理图。有三种形式：在管辖示意图中打开站场（区间）图纸；在站场平面图中，选择区段、道岔等信号设备，可查询该设备基础信息、影响范围、检修记录，也可打开设备接线图；通过电缆径路图直接打开箱盒配线图。
3.1.2信号设备卫星定位管理
在站场（区间）信号设备平面布置图、双线轨道电缆径路图中对信号现场设备进行卫星定位。实现了设备地理信息与人员位置地理信息的一致性管理、设备检修、设备质量控制、电缆线路等管理功能。
3.1.3管内卫星导航
根据站场、区间设备卫星定位数据，自动生成电务段管内地理信息示意图；根据电务段管内地理信息示意图自动记录管内道路地理信息，实现管内卫星导航。
①可随时拍摄、查看、管理道路标志照片。
②导航功能可根据运行方向提供道路附近的信号设备位置信息。
③为信号故障指挥信息平台的卫星导航功能提供现场人员位置的实时信息。
3.1.4信号故障处理功能
移动应用中的信号故障处理功能，是电务安全生产指挥管理信息化的重要组成，主要包括：自动接收信号专家系统的报警信息、故障处理、人员位置上传、数据（图片）上传、视频上传、故障上报。
3.2移动信号专家系统在故障指挥中的作用
移动信号专家系统在故障处理过程中（如果有无线通信），可以实时获取信号专家系统的设备测试数据和站场行车信息，实现站场实时信息交互。
第三章 信息平台概述与使用
3.1概述
调度指挥管理信息平台主要由调度指挥管理系统、信号专家系统、移动信号专家系统等系统组成，投入现场使用后使得故障处理工作的效率、工作安全性有了显著的提高。
3.2信息平台主要功能
3.2.1发现与分析故障
信号专家系统通过对微机监测数据分析，实时捕捉故障，并根据故障设备的特点进行室内外故障判断，提供查找故障原因分析建议。
3.2.2故障自动通知
信号专家系统通过对监测数据进行智能分析，及时发现设备质量隐患或设备故障信息，自动通知移动信号专家系统、电务段调度指挥管理系统和信号移动管理系统。
3.2.3故障指挥信息化
故障处理过程中，实现了：“故障发现→调度指挥→人员位置→现场视频上传→故障处理信息共享→专家远程指挥→故障设备上报”过程的指挥信息化。
3.3信号故障指挥信息平台实例应用
以榆次西站D35信号机灭灯故障指挥处理为例进行平台功能描述
①榆次西信号工区信号专家系统发出报警“D35信号机灭灯，请注意检查。”
②调度指挥大厅值班员在“调度指挥管理系统”收到报警信息，同时榆次西信号人员持有的“移动信号专家系统”也接收到该条报警信息。
③调度主任联系现场车间，问及现场情况。
④现场故障处理人员到机械室进行检查，调度中心通过信号专家系统查询图纸确定D35信号机在室内分线盘的端子号，指挥其进行测试，电压为220V，正常，分析后得出故障点在室外。调度中心安排现场人员到室外进行测量。
⑤调度值班员根据移动信号专家系统卫星定位功能确定人员位置，根据图纸查看功能确定与D35相连的为XX-3电缆盒，指挥其在现场找到对应箱盒，再使用视频通讯功能指导其对D35相连端子进行测量，测量后显示电压正常。调度值班员安排现场人员检查信号机灯泡是否正常。
⑥检查后，信号故障处理人员发现灯泡被烧坏，更坏灯泡后，信号机正常工作。
⑦移动信号专家系统将故障情况自动上传至调度指挥管理系统。
第四章 结论
信号故障指挥信息平台的投入使用，使得故障应急处理得到了极大的改善，信号专家系统可对信号设备故障进行预警，并将报警信息发送至现场移动端和调度指挥中心，使得调度中心可对现场故障直接指挥处理，缩短了故障处理时间，推动了信号设备维修工作由“计划修”向“状态修”转变。