铁路信号控制智能安全技术探讨

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摘 要：铁路信号是铁路行车指挥的主要设备系统，能有效提高铁路运行人员工作效率和在控制过程中的安全系数。本文就铁路信号控制智能安全技术进行了分析，提出了存在的不足和智能监测技术的有效应用。
关键词：铁路信号 控制 智能化 安全技术 应用
随着电子信息技术的迅猛发展，铁路信号控制技术实现了从机械联锁和电气集中联锁到信号微机联锁的高速发展，智能控制技术的应运而生，为铁路行车的安全提供了重要的保障。
一、铁路信号控制智能化技术概述
铁路信号系统是保障铁路通行安全的重要设备，实现了铁路的统一调度和指挥，使列车得以安全运行的重要保障，也是促进运输效率和质量提升的关键和核心。铁路信号有的可以简单的理解为向行车人员指示行车条件的符号。铁路信号系统主要包括信号机、轨道电路、道岔转辙装置、控制设备、电源设备、电线路等基础设备。信号控制智能化技术涉及电子、计算机控制、电机电器、信息网络控制、机电一体化等多学科多领域的技术，通过电气自动化和智能化的应用，使系统能按照预先设定的程序来实现对机车的安全运行控制，更加安全、经济和高效，成为新形势下铁路企业提高运行效率、保障安全的主要发展趋势。随着控制智能化技术的日益成熟，铁路信号控制技术实现了从机械联锁和电气集中联锁到信号微机联锁的高速发展，为铁路行车安全保障发挥了重要的作用。
二、铁路信号控制智能安全主要技术分析
1.全电子执行单元智能控制安全技术。全电子执行单元智能控制系统主要包括信号执行单元系统和微机监测系统两部分，执行单元系统积聚着很多种类型的驱动采集模块，以双重结构形式布置，能在确保联锁机构正常运行的基础上，实时监测系统外部和系统自身设备，提高系统运行的可靠与安全。监测系统是包括通信处理机和系统监测站机两个关键部分，信号设备状态数据的采集和单元状态数据的执行是通过信号系统实现的，并实时的监测网络所接到的驱动命令和系统设备状态数据。实际上信号控制系统是一项较为复杂的技术，涉及的技术领域较广，主要有联锁执行和系统监测两大区域。一是联锁执行区域特点分析。联锁执行区域由驱动采集和网络管理两大模块构成，驱动采集模块又分为多种不同类别和功能的子模块，设备驱动子模块能根据联锁机发布的控制命令，实现对信号设备的驱动，使信号系统能够更加安全可靠的运行。网络管理模块分为联锁控制网络和系统设备监测网络两大模块，前者主要是负责管理联锁机和执行单元间的通信链路功能，使联锁系统和执行系统能始终处于一个安全通信的状态。二是监测区域。监测区域包括设备监测功能模块和监测系统两大部分。设备监测功能模块的功能主要是完成智能信号的设备输入，实现信号模块的内部自测，和对所采集信息的加工和处理；模块内部自测通过科学的分析、处理，对故障原因作出正确的判断，然后传输给监测系统，将判断故障信息显示和记录下来，为电务部门维修和处理提供方便。监测系统主要分为通信处理机、监测机、系统远程通信模块三大部分。通信处理机的功能主要是监听、记录联锁网络中的命令和状态数据，采集设备与系统模块中的状态数据，并及时传输给监测机，在人机交互页面显示，方便相关人员的及时维护。
2.三取二冗余信号控制智能安全技术分析。三取二冗余技术应用容错联锁主机系统结构，能实时在线监测系统中现有的信号设备及部分开关量，实现系统的自检。在处理联锁数据过程中比如采集信息、输入信息、储存信息时，可能会有时因设备硬件故障或干扰，导致一些数据错误，从而出现系统失败现象，危险对外输出也存在一定危险，所以必须使用合适的数据编码和差错控制技术，有效提升系统运行的可靠性和安全性。
三、我国的铁路信号的现状
1.铁路信号系统自动化水平不高。铁路实际发展过程中因为继电设备应用时体积较大，维修繁琐，设备故障不能进行预先卡控，遇到了发展瓶颈制约。随着现代微电子技术的发展，和铁路的控制性和安全性要求的不断提高，大面积应用还没有通过安全验证。目前大型集成电路、网络远程控制技术的日益成熟，已经在铁路方面有所应用，但技术要求还不够完善，大规模的综合控制体系还不能形成，还不能显著提升整体效率，资源配置也不能短时间内得到优化和完善，大面积的推广应用还需有待时日。
2.安全性得不到保障。受自动化程序的影响，行车调度中指挥工作大多还是依靠人力，还需要通过调度员对地面的控制和观察来控制列车，当前随着列车密度和速度的不断提升，行车调度指挥工作愈加繁重，容易造成疲劳，调度员指挥工作中也难免出现疏忽大意，降低工作效率，列车的安全运行难以保证。除此之外，当列车时速超过160公里时，单凭列车司机的视力很难及时准确的对前方问题做出判断，不能保证列车的安全运行。
3.管理水平不高。目前铁路系统中还缺乏先进的通信方法，导致信息传递速度较慢，也不能从整体上合理科学的分配各种资源，微机监测系统的应用，也没有从整体上发挥其功能。再加上当前现行的管理机制，导致铁路系统工作人员和管理人员责任感和紧迫感确实，责任划分不明确，致使工作效率不高，管理水平的落后一定程度上影响了铁路事业的快速和健康发展。
四、智能监测技术在铁路信号设备中的应用
1.智能检测系统具有信息检测功能，能对各监测系统监测的数据，进行科学的分析和综合处理，按照监测系统的信息依据，实现通信技术和数据传输的优化升级，为系统工作人员提供准确的数据，更好的实现信息的分析、对比和处理。
2.与通信网络管理的监测数据相结合，实现监测技术的一体化发展。当前总系统中如果一个子系统发生问题，需要依靠整个监测系统和信息监控系统进行综合处理，才能发现问题的故障原因，采取措施加以解决。今后每个子系统应该朝着一体化方向进行发展。
3.分散型向集中型过渡。通过对数据实行计算机数据融合，进行科学合理的分析，并根据需要，重新规划和设计系统总体功能，特别是对重点数据及其他指挥信息系统的接口进行完善，建立更加科学化和智能化的电务监测维护系统。
4.实时分析和监测数据，便于综合分析。利用现有的监测系统，通过多种传输方式和网络模式，实时采集信号设备和相关通信设备的监控信息，传送到数据中心，再通过数据中心工作人员，对各种监测数据进行比对分析、关联分析或综合分析，为系统的可靠运行提供坚实的数据和信息保障。
5.实现通信网络监控信息和通信信号监控的一体化发展。很多列车控制系统的故障，要依靠信号监测系统和通信网管系统的信息共享和综合分析，才能进行準确高效的诊断和科学的处理。将通信网管相关监测信息进行有效融合，将所有的监测信息形成丰富的资源库，更好的实现监测系统的一体化发展，比如地面设备监测与车载设备监测的一体化，通信系统监测与信号系统监测的一体化等等，更好的保障列车的平稳安全运行。
五、结语
铁道信号系统是铁路行车运行重要的指挥设备，自动化及智能化技术在铁路信号系统的应用，很大程度上提高了铁路行车的安全性、快捷性和高效性，促进了铁路行业的健康快速发展。今后要对其发展现状进行详细的分析和研究，采取切实有效的手段，促进智能化、信息化的实现，为提升铁路运输整体水平提供保障。
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