铁路信号微机监测系统在铁路运行中的应用
崔鹏涛
摘 要：我国铁路信号微机监测系统应当对监测采集点、低频信息处理功能和监测模拟量的参数设置进行优化。介绍铁路信号微机监测系统在我国铁路运行中的实际应用情况，指出铁路信号微机监测系统的常见问题，并给出相应的故障处理方法。
关键词：铁路信号;微机监测;实际应用;故障处理
引言
为了保证铁路的安全运行，要积极设计铁路信号微机监测系统，并将其应用在铁路运行中，发挥出铁路信号微机监测系统的在线实时监测作用，发现安全隐患并及时排除，为铁路安全运行提供重要的保障。在这样的环境背景下，探究铁路信号微机监测系统在铁路运行中运用具有非常重要的现实意义。
1 铁路信号微机监测系统的功能
1.1 优化信号监测采集点
铁路信号微机监测系统要想充分发挥其功能就离不开对数据的有效采集，因此，对信号监测采集点的设置是十分重要的。在铁路运用中，通信信号、控制信号等各种内容都属于重要的数据信息，信号微机监测系统需要对运行中产生的数据进行测量。在实际运用过程中，个别设备配置在列车的节点当中，而这些设备功能时常会与信号监测设备的功能发生重复， 弱化微机监测设备的功能，使铁路信号微机监测系统难以全面发挥其作用。因此，优化信号监测采集点的工作是十分重要的。
铁路信号微机监测系统的数据采集工作通常是和其他设备相互配合共同完成的，在对数据的采集和传递方面，部分较为先进的铁路信号监控系统已被列控设备代替。因此，铁路信号微机监测系统在数据采集方面的功能，时常局限在复制传输数据中的开关量与模拟量这方面，而其自身很多功能难以得到有效发挥。为了改善这种情况，可以采用分區分块的方法设置铁路信号的采集点，将收集到的信号归属到相应的区域，并对采集区所采集到的相关信号进行同步传递。
1.2 完善处理低频信息的功能
相对于高频信号，低频信号的隐蔽性更强，观察难度更大。分析其在铁路信号微机监测中的表现，我国对于运行中铁路低频信号的处理是不够完善的，迫切需要依赖新技术、新科技，实现对已有设备功能的拓展， 使低频信息和实际信息全面结合，进一步提升我国铁路系统的稳定性。为此，要想方设法理清各个参数之间的联锁关系，保证数据信息关联准确。同时，要注意将低频信息纳入监控中心管理范围，并以此为依据开展对数据的汇总与分析，帮助工作人员及时发现问题、处理问题。
1.3 合理设置各监测模拟量的参数
对运用中的铁路的各种监测模拟量的相关参数进行合理设置，能够有效提升监测设备监测数据的可靠性、准确性与真实性。由于微机信号监测系统能够及时对大量的关键数据做比对分析，可以在第一时间发现故障、减少损失。如果所设置的各个监测模拟量能够达到最佳界值，必然会在很大程度上增加铁路信号微机监测系统的可信度。从另一角度来说，合理设置各监测模拟量的参数，必然会大大提升运行中铁路的安全性和铁路基础管理的水平。
2 铁路信号微机监测系统软件设计
2.1 采集机处理
在软件设计中，系统运行后，CAN、总线、串口均开始初始化，完成后采集数据，由CAN进行初始化数据包的处理和发送，检测CAN缓冲区是否存在数据，解析命令并采集数据，由CAN发送数据，对信号状态进行检测，往复循环。在采集机处理中，先是初始化程序，并读取开关量，并实施绝缘处理和模入处理，待40ms后进行样本处理，稳定开关量，瞬间断电，命令处理完成又开始读数。
2.2 模拟量输入处理
在该模块中，首先进行模入处理，由CPU板利用总线选择A/D通信线路，实现对CPU中A/D的控制，对模入板输入模拟信号进行转换处理，储存到模拟量储存区。
2.3 瞬间断电处理
在电力外网发生故障而导致电源停电或是电压波动的情况下，信号微机监测系统会立即产生瞬间断电报警，每隔40ms进行瞬间断电处理， Sample kgl是瞬间断电储存区，数值为1，其瞬间断电计数器数值+1，当超过250时，表明还维持断电状态;若Sample kgl储存区不是1，若在5-200之间，就说明瞬间断电恢复原状，不在5-200之间，就说明没有发生瞬间断电情况，瞬间断电计数器为0时，自动返回到主程序。
3 铁路运行中铁路信号微机监测系统的运用
3.1 电压曲线故障分析
针对铁路轨道电路设备故障的排查，利用铁路信息微机监测系统电压曲线可以准确判断安全隐患的种类，若其中任意区段的电压波动发生异常， 也可以利用电压曲线准确地呈现，了解其中的短路问题。导致该问题的原因是，周边环境对于铁路信号设备轨道电路外部带来干扰，从而引发短路问题。例如，铁路钢轨上方存在鱼鳞形状铁屑，铁屑受到碾压之后会喷射至钢轨绝缘位置，导致绝缘破损，引发轨道电路断路。除此之外，通过相关工具检修期间，钢轨绝缘的保护工作不到位，同样会引发轨道电路短路的现象。若铁轨铁路钢轨连接导线存在接触不良的问题，利用铁路信号微机监测系统电压曲线可以更加详细的了解，钢轨连接线如果发生虚接状况，连接线电阻值会增加，在电压曲线图内电压值与正常电压值相比较低，一旦虚接情节严重，电压曲线内部电压值便会大幅下降，甚至会形成轨道红光带。
电压曲线内电压波动发生异常，必须要及时总结异常原因，采用针对性的解决措施规避安全隐患。轨道电路内部绝缘杆阻值降低，会直接影响到绝缘性能和电压曲线，建议以典型电压波动曲线图为分析的参考，测定轨距杆阻值。如果发生阻值降低的现象，可以替换新的轨距杆，以规避铁路运行中的安全隐患。
3.2 道岔电流故障判断
采用铁路信号微机监测系统，其中道岔电流可以更加真实地反映道岔运行现状，种类不同的道岔，其电流值动作时间也存在差异。工作人员采集道岔电流通过道岔采集机，可以对道岔运行电流进行检测与分析，判断道岔转换所呈现的机械特性与电气特征。例如，ZD6单机牵引道岔动作， 引发后续一系列电流特性，解锁区域电流值较高，道岔解锁结束后，空动距离启动转辙设备，继续进行后续相关动作，同时道岔运动至指定位置进行封闭作业。此时道岔电流值也相对较高，道岔电流曲线包括缓放曲线， 其中的电流值始终为零。如果道岔启动区段中电流值高于正常运行图线电流值，代表道岔启动电流可能有短路、半短路等问题，解锁区域电流存在异常，证明道岔包括机械阻力，使其在解锁环节形成较大卡阻。如果动作区域电流较高，则证明道岔滑床可能会有杂物存在，吊板与杆件等机械位置面临机械卡阻。
除此之外，道岔电流也可以检测密检器故障。针对道岔电流曲线进行分析，发现其中存在异常状况，缓放区的电流曲线台阶随之消失，此时道岔定位并没有出现。将到道岔调整至反位，此时道岔电路曲线恢复至正常状态，反位同样表示恢复正常状态，判断道岔到位，代表密检器存在故障。通常导致该现象的原因有两种：一是道岔调位环节密检器节点没有处于正确位置，二是密检器接点并未有任何动作发生。
结语
综上所述，在铁路运行中，要完善和优化铁路信号微机监测系统，加强硬件结构设计和软件结构设计，扩大界面操作功能，并将铁路信号微机监测系统应用实际，通过信号微机监测系统，在线监测道岔电流，通过道岔转化过程中的电气特征，绘制道岔电流曲线，查看微机监测数据，通过对比确定道岔电流转换中的异常现象，及时排除铁路运行中的故障，进而保证铁路运行的可靠性和安全性。
参考文献：
[1]张静.基于CAN总线的铁路信号微机监测系统研究与设计[J].科技信息， 2011，（9）：438，429.
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