PLC与5G融合通信在铁路信号设备状态监测系统中的应用研究

针对铁路信号设备状态监测系统中常见的PLC+ADSL组网模式存在硬件设备复杂、带宽有限、维护难度大等问题,分析了铁路5G专网建设情况及应用场景,研究了PLC+5G专网融合通信在道岔缺口监测系统、信号设备故障预测与健康管理系统中的组网及部署方案,实现了监测数据的实时上报,并在包神铁路现场进行了验证。结果表明:相较于PLC+ADSL组网模式,PLC+5G的融合通信实时性更高、可扩展性更强、部署简单更灵活,具有较高的工程应用价值。     

转辙机综合监测的需求及方法研究

由于道岔转换设备的特殊性,其实时运行参数较难获得,制约道岔转换设备维修模式的发展。基于现有传感器技术及转辙机监测需求,结合转辙机安全性及可靠性要求,提出现阶段可实施的转辙机监测项点,并以ZDJ9转辙机为例进行实施,所测得的参数可以作为后续处理的基础数据,用于转辙机的故障预测及健康诊断。     

2000型微机监测系统道岔曲线采样分析

随着我国铁路运输业的发展,车流密度的不断增大,铁路信号设备原有的计划修维修模式逐渐向状态修的方向发展,而微机监测系统是监测信号设备运用状态的必要设备.通过几年来对该系统的维护,就微机监测系统中道岔曲线的采样原理及故障曲线分析做一简要说明.     

铁路信号设备设施技术状态大数据平台的研究

为实现对铁路信号设备设施技术状态的实时采集与监控管理,满足铁路信号系统的信息共享和数据挖掘、分析、呈现的多维业务需求,在分析铁路信号系统现状及信号大数据平台建设意义的基础上,提出铁路信号设备设施技术状态大数据平台(简称"信号大数据平台")的总体技术方案。信号大数据平台将实现信号设备设施的全生命周期管理,全面系统的掌握全路信号设备设施工作状态及运用情况,并向运维人员提供故障报警、预警和状态评价等多维可视化的大数据应用服务。     

基于物联网平台的电源屏监测系统研究

电源屏是铁路行业专用的供电设备，其状态是否正常直接影响信号设备的工作状态，进而影响行车设备的安全和运输效率。针对目前非智能电源屏监测系统中存在的数据分散、利用率低、可视性差等问题，利用物联网技术和大数据技术，同时引入专家规则，设计并实现了基于物联网平台的电源屏监测系统，既解决了数据“孤岛”问题，又实现了故障预警、统计分析、健康评估等功能，加快了智慧铁路建设的步伐。     

道岔转换设备故障诊断与预测系统研究与设计

道岔转换设备作为故障率较高的关键铁路信号设备,在铁路运营维护工作中需要投入大量人力和物力。基于信息感知、无线通信、物联网、云平台和专家系统等新型技术,提出一种道岔转换设备故障诊断与预测系统设计,可在线监测道岔转换设备的运行状态,对故障进行实时诊断和精确定位,为实现故障预测与健康管理提供支撑。     

基于混合模型的道岔综合监测系统研究

道岔作为关键的铁路信号设备，也是铁路线路三大薄弱环节之一，其工作质量直接影响列车的运行安全。传统的道岔检测方法过分依赖人工经验，检测效率低下，难以应对现有铁路运行中行车速度快、发车密度高等对道岔维护所带来的严峻挑战，并且现有道岔监测也存在监测项目不全面等问题。为满足工电融合需要，开发了一套基于混合模型的道岔综合监测系统，使用卷积神经网络自动进行特征提取，以获取道岔状态，充分发挥深度学习的自动特征提取优势；采用支持向量机和向量域的混合算法，对正常/故障数据进行分类和异常检测，从而提高故障检测的准确率。测试结果表明：与现有人工巡检方法相比，该系统能够为相关人员提供精准、实时的道岔故障预警，提高维护效率，有效减少人力成本且降低道岔病害的发生概率。     

高速铁路道岔异构数据在Hbase上的云存储方案

实现健康预测管理（PHM）可以提高信号设备的运行安全性、系统可靠性和可维修性，道岔设备的数据对其PHM的研究有重要意义。目前，高速铁路道岔监测数据存储架构难以满足PHM海量异构历史数据存储问题，结合道岔监控数据以及道岔缺口监测图像等异构数据，引入大数据技术中的Hbase非结构化数据存储理念，提出高速铁路道岔设备海量异构数据的云存储及查询管理方案。针对图像数据尺寸不一致的问题，提出基于MapReduce的优化图像分块存储算法，实现高速铁路道岔异构数据的Hbase云存储，在实验室环境搭建平台对方案进行验证。结果表明:从MySQL到Hbase迁移10 GB历史数据约为15 min，在数量到达20万条以上时Hbase查询性能优于MySQL。通过MapReduce优化图像数据分块算法，存储速度得到提升。该方案对高速铁路道岔设备PHM中海量异构数据的存储提供了理论和技术支撑。     

书讯

正《铁路信号集中监测故障案例分析》正式出版本书为《信号设备故障一点通丛书》之一,分为三部分:道岔转换设备故障,轨道电路设备,信号机设备。全书共227个故障案例,按照故障现象、故障分析、应急处理、处理方法的思路编写。必要时,指明处理故障的技巧,具有较强的针对性和实用性。本书可作为铁路信号工学习和培训的教材,也可作为信号工程技术人员的学习参考书。本书由武汉铁路局电务处主编。书号:978-7-113-23865-0     

基于BMBC模型的高速铁路道岔故障信息实体识别

随着铁路信号设备故障文本的不断积累,亟待构建集故障信息、专业知识、技术规则及其内在关联于一体的铁路信号设备故障知识图谱,为铁路运营及设备维修提供全面高效的辅助策略。故障信息实体识别是构建铁路信号设备故障知识图谱的核心。以高速道岔故障文本为基础,并针对此文本挖掘过程中使用传统方法导致知识获取不够全面以及文本语义稀疏等问题,提出一种用于高速道岔故障信息实体识别任务的BMBC多层级模型。首先,通过分析高速道岔故障文本的结构特征,从中提取出故障现象、故障定位和故障致因等7类实体;其次,利用BERT预训练模型的迁移特性构建双向词表征并嵌入位置信息,引入多头注意力机制(MHA)使关键特征信息得到重点关注,随后依靠双向长短期记忆网络(BiLSTM)进行特征信息融合,从而充分获取全局语义信息以及更好表达序列间的长距离依赖关系;最后,依托条件随机场(CRF)赋予标签约束条件,从而获得最佳识别结果。以各铁路局近5年的高速铁路道岔故障文本为基础进行实验,实验结果表明,BMBC模型能够精确识别各类故障信息实体,有效缓解实体边界不清晰问题,模型识别精确率、召回率和F1值分别可达91.43%,93.15%和92....     

有关道岔转换阻力的测试

通过对上海铁路局1998～2000年的信号设备故障情况分析发现，提速道岔设备（S700K）故障较多，占全局信号设备故障的36％，而在设备转换过程中道岔的阻力大，转辙机密贴不到位等故障又占70％，严重影响道岔设备的正常使用。根据铁道部电务“十一五”发展要求，信号设备要由传统的计划修逐步向状态修转变，应做到该修的一定修，不该修的坚决不修，可推迟修的决不提前，科学、合理地指导现场维护工作。由此，考虑通过测量提速道岔交流电动转辙机（S700K）的电气参数（电压、电流、波形、相移等），实现对道岔转换阻力的实时监测，为状态修提供必要监测手段。     

信号集中监测系统信号发生器研究

信号集中监测系统是铁路电务部门掌控设备运用质量和故障分析的重要设备。综合采用嵌入式技术、信号功率放大、CAN总线技术等,设计了一种信号发生器,可产生开关量信号、25Hz相敏轨道电路信号、道岔表示电压信号等,为集中监测系统的调试、学员培训提供有力的支持。本信号发生器还可提供故障诊断功能,用于判断监测系统自身故障。     

地铁信号设备在线监测系统设计与实现

通过多种类传感器技术实时获取信号设备运行基础数据,利用无线通信、网络等技术实现数据传输,搭建地铁信号设备在线监测系统。系统具有对道岔、转辙机、有源应答器、轨道电路以及信号设备、电源设备和系统的实时监测功能,有利于信号设备维护和管理人员远程实时监测运营信号设备的运行状态,便于设备运用、维护与诊断。     

浅谈如何利用微机监测预防及分析故障

信号微机监测能实时监测设备的状态变化,具有过程监督、超限报警、存储再现等功能,通过对道岔电流、区间及站内轨道电路电压、电源屏输入／输出的电流、电压、信号电缆对地绝缘等各类信号设备特性的实时监测,形成各种曲线和数据,通过分析可以及时发现信号设备隐患和故障。下面将结合一些实例具体阐述。     

信号微机监测系统典型故障分析

电务维护人员运用信号微机监测系统,监测并记录信号设备的主要运行状态,为掌握设备的当前状态信息和进行事故分析提供科学依据,信号微机监测系统已成为保证铁路运输安全的重要设备。呼铁局包惠线包头至惠农各站为适应铁路发展的需要,陆续对信号监测系统进行了升级改造,降低了故障发生率。然而一些未能完成升级改造的利旧设备,如利用原有的站机监测网络设备实现站机网络通信,直流道岔曲线采集等,时常会发生故障,本文针对2种典型故障进行了分析。     

运用微机监测系统分析地铁信号设备故障

信号设备故障约占地铁设备总故障件数的50%~60%,为快速准确解决故障问题,详细介绍了微机监测系统的原理、特点,以及在处理信号设备故障方面的应用。重点介绍了S700K型电动转辙机的正常道岔动作电流曲线与故障情况下动作电流曲线的对比,为迅速、准确地解决故障问题提供了依据。     

铁路信号专家系统功能及应用

铁路信号专家系统集成信号领域的专家经验,采用信号专业的相关知识,具有对6502电路故障实时诊断,对进路、道岔电路、轨道电路实时监督与分析,故障自动通知、系统管理、故障报警及处理、维修分析报告等功能.适用于各种信号联锁、闭塞制式和设备的数据分析,满足故障修、状态修、修程指导和维修能力分析的各种维修需求.     

基于智能分析技术的铁路电务综合监督系统

通过基于智能分析技术的铁路电务综合监督系统对信号设备状态进行监督,是铁路信号监测领域的一种新思路.该系统通过通信方式采集车载、地面信号设备的实时数据,实现车-地信息闭环检查,智能分析信号关键数据,发现异常时及时向相关人员发出报警提示.系统重点针对设备故障、信号升级、列车位置丢失、运行方向错误、临时限速丢失、列车紧追踪、应答器报文错误等异常进行报警或预警,实现对信号设备运行状态的有效监督.     

道岔转换设备安全参数实时监测系统研究

针对道岔转换设备故障率高,影响列车运行效率和安全的问题,研发了道岔转换设备安全参数实时监测系统。在不改变原有道岔转换设备结构的前提下,利用磁致伸缩位移传感器、销轴传感器、垫片式压力传感器、一体化振动变送器等,测量道岔转换密贴值、道岔转换阻力、锁闭压力和基本轨振动,从而实现道岔转换设备各项安全参数的监测;利用既有信号电缆作为通信和电源传输通道,将监测信息传输至信号机械室内,数字化展示道岔转换设备的运用状态。经过现场试验验证:该系统实现了道岔转换设备安全参数的实时监测,为道岔转换设备日常维修和养护提供了科学有效的技术手段,可促进道岔转换设备维修模式由“周期修”向“状态修”转变,保障道岔转换设备的安全可靠运用。     

应用信号集中监测系统判断轨道电路故障的分析方法

信号集中监测系统是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备运用质量的重要行车设备。本文通过多起具有代表性的轨道电路设备故障案例分析,总结出通过信号集中监测系统分析判断轨道电路故障的一些方法,对现场信号工区提升集中监测系统的分析判断能力,及早发现和处理存在的设备隐患,具有一定的借鉴意义。