地铁信号系统智慧运维

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中铁通轨道运营有限公司 浙江省温州市 325000

摘要：针对目前城市轨道交通线路信息控制器的运维状况，分析了未来城市轨道交通信号控制器管理运维科技的发展方向；根据信息控制器日常运营维护的适用性，进行对信息控制器智能化管理系统运维方法的研发；给出了一个通过构建线网级管理运维平台对线路实施综合保护管理系统的方法，并围绕着平台结构、接口方法、技术等方面展开了解析。对比于传统的信号控制器管理运维方法，通过采用高度人工智慧的信息控制器管理运维方法，更能够提高系统维护管理工作的智能化程度。

关键词：地铁信号系统；智慧运维；分析

对于地铁列车而言，安全性是必须得到高度重视的问题。城轨交通信号技术在此问题中起到了至关重要角色，决定了列车是否平安运行。当然要实现其定位功能，还必须解决好的系统管理功能。各种通信装置、控制系统在应用上较难整合。而且各个线路存在相对单独的运维能力。线路运维工作中，必须进行人员、装备的调整管理。运行过程中，各个线路的控制器必须采集大量信息资料，但就当前的情况而言，分析和数据挖掘水平是无法支撑信号系统运行需要的。当前国内港铁系统的信号运维管理工作中采取的是计划维护和现场监控的方法。今后的信号系统的运维中，必须引进更为科学、完善的科学技术，提高能力，向着综合、网络、智能化技术前进。

一、智慧运维现状

（一）特点

智能运维通过深度学习系统获得的早期预知系统事故的技能，可在实践中进一步完善自身的机制，得出更为合理、正确、有效的事故解决方法，有效扼杀事故风险。智能运维能够较好地替代人力分析方式，达到更高效的数字信息管理水平。在系统中实现了时间成本的减少，同时能够避免人工分析、人力分析产生的疏忽，保障系统运维效率、智能化程度[1]。

（二）应用

现如今智能运维和深度学习技术也变成了一种十分普遍的现象，语音识别、语言范围、机器视觉技能等有了深度学习广阔的应用领域。例如，在自主汽车上就借助了机器视觉技能来了解环境，并根据车辆特点控制汽车的行驶方式与车速等。又例如，无人机上利用协同技术合理分配了民用的无人机组任务等[2]。而上述例子所体现的也就是当前人工智能技术的进展和完善。而事实上，小编组交通系统的信号系统中已经有了充分利用智能运维工作的技能，并运用在监测系统的工作当中。当然事故告警、表格制作、实时运行监测、数据源收集、开关数据收集等都在使用该技能。而且还能够利用专家决策技术确定和检测问题，用增加采集功能的方式或精准的信息。现如今采用的维护科技还可以实现对线路信号系统的现场检测与控制。当然线网中的趋势研究和故障诊断还表现出较大的缺陷。

（三）需求

信号的运维功能主要是系统监控、系统诊断和故障诊断，当然有些较高端的设备也涉及事故的恢复和维护工作。当智慧运维功能被纳入到轨道通信控制器运维中之后，从技术方面角度来说不仅满足与完成了最基本的系统监控、事故报警、故障诊断、安全评价，而且还可以提供预警事故报告，也可以在检修时对设备、人员等提供相应指引与支持。同时技术方面还需要进一步扩大线路等级，直至实现全线的网络运维。同时还要处理好线路等级间的相互联系，并集中监控运维线网，以保障运维效率。通过运维人员实践和深入了解，通过收集的信息，在实践中提炼规律，进一步整理和发展规律，帮助其掌握更为宝贵的信息，这对于维护控制、维修管理具有重要意义[3]。

二、方案设计

（一）系统架构

轨道交通线路信息系统控制器的智能运维网络平台，包括了中部线网运维管理中枢与该线级管理运维保护接入分支机构，在该线级管理运维保护层次，由中心站的维修检测设施实时收集室内外供电设施状况与户外轨旁设施状况，由自动化中枢直接管理实时列车运行资讯。而该线级管理运维保护设施则经过骨干网，将所收集的数据分析到中部线网运维管理中心，中央线网运维管理中枢将对全线路所收集的各种数据信息分布加以汇集管理，并利用展示端口加以分类展示。在全线的列车运行信息技术设备室、车辆段/停机场的信息设备室和自动化管理中枢内，都设有信息采集监测终端设备，所收集的信息内容主要涉及室内外轨旁设施（如转辙机、信号机、计轴等）、车载、架空绝缘线缆、室内外ATC机柜和供电设施等相关内容。该线收集的信息内容可同时出现在线路级和线网级的所有显示端口，该线级运维终端分机接收并管理线网运维管理中枢下发的信息内容[4]。

（二）接口方案

基于信号控制器系统对智能化运维服务系统的应用研究，采用信号控制器智能运维服务工作系统框架，系统为完成对全线网信号控制器的实时监控与管理，必须同各线路信号控制器间通过外部端口实现数据传输。端口包括内部线网运维控制中心与全线各个最终分机间的内在端口，包括接线的最终分机与信号控制器各节点间的外部端口地铁包括信号控制器智能运维服务管理系统同数据控制器的连接方式等，与ATS管理系统的连接负责收集来自ATS节点的管线数据版本、运营列车车次编号、运行日志内容等数据；与ZC和CI控制系统的连接主管收集车站情况、区间占用情况、道岔情况等数据；与轨旁工作装置的连接为主收集信号机、转辙机、轨道电路、紧停指示灯等工作装置操作状态参数；与供电装置的连接为主收集电源系统供出电系统数据、各模块操作状态参数等。由线路级的运维工作最终分机利用内部端口，将所收集到的信号系统数据结果上传给线网运维管理服务中心，由线网运维服务中心再将结果下送给该线一级的最终分机

[4]。

（三）关键技术

1、大数据存储

信息在这里特指从现场收集的海量且需要长时间保存的历史资料。大数据存储技术的主要功能：（1）对海量保存历史资料实行长期保存，便于使用者随时随地查询历史资料，从而为大数据挖掘提供了可信的数据源；（2）为了保证数据的安全性，在应用层发生故障时，也可以在大型数据中心安全保存并维持信息。而大数据储存方法的主要实施流程是在大型数据中心的服务器端，收到通过消息中间件传输的信息之后，经由分布式档案管理系统完成对接收数据的持久化保存；同时，将所有需要处理的信息都提供至大型数据中心和应用层间的消息中间件，供上层应用提供分析。

2、深度学习

深入了解信息技术可表现为利用巨量信息数据加以培训，以便找到信息的分布式特性表现。而利用深入了解信息技术的大数据挖掘，就能够对信号系统装备的健康状况判断、现场维护管理起到有力帮助。运用深入了解信息技术开展统计分析时，在一定的部分规则下，信息系统将基于对历史数据以及引用情况的了解，获取更多以前人工所没有看到的信息，并完成由对当前的了解扩展至未来发展趋势的预估工作。当系统掌握更丰富的历史运维信息时，信息系统所要做出的预估会更加精准。以道岔故障动作电流分析系统为例，常规的道岔故障动作电流分析系统是根据在某一阶段所收集到的动作电流，并按照规定动作电流区间，从而直接确定动作电流区间是不是正确。

结束语：

综上所述，根据中国城轨交通系统对信号控制器的运维需求，以及智能运维这一核心技术当前的实际状况与发展趋势，本文把运维理念应用到了对信号控制器的保障方案设计之中，也就是构建有线网络管理运维平台，智能化处理线路。该方法有助于很好的预测故障，保障了系统稳定性、安全可靠。

参考文献：

[1] 杨勇. 地铁信号系统智慧运维研究[J]. 运输经理世界,2022(14):95-97.

[2] 王悦婷. 城市轨道交通通信信号指挥化运维系统框架研究[J]. 城市轨道交通研究,2020,23(z2):111-114.

[3] 范东明,胡恩华,张兵建. 地铁智慧车站运营指挥系统设计与实现[J]. 铁道通信信号,2021,57(2):88-91.

[4] 刘嘉琛,陈楚越,王蒙蒙. 全自动无人驾驶地铁车辆网络控制系统研究[J]. 智慧轨道交通,2022,59(1):20-27.