走进神奇的实验室⑧|轨道交通信号“卫士”:3秒不掌握运行状况就报警的逻辑

川观新闻记者 张红霞 制图 甘翠

一列地铁从A站起动,时速迅速从0提到80公里/小时。

一列高铁从B城市出发,时速从0提到350公里/小时。

在成都三环路内,两个地铁车站的站间距长不过1500米、短不过800米,80公里是时速上限。不到2分钟,甚至更短时间,C站到了。而在三环路外,平均站间距也不过1.1公里,而地铁时速最高运行时速达到了140公里。

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在我国的高速铁路线网中,更是支持最短3分钟的发车间隔,支持列车在350公里/小时的时速下稳定运行。在规划设计的成渝中线高铁中,成都到重庆的最短运行时间,更是缩短到了60分钟以内,成渝双城生活方式变为现实。

站间距不同、发车间隔不同、运营时速不同、信号制式不同……在“轨道交通信号设备智能监测创新应用实验室”负责人、四川网达科技有限公司(以下简称“四川网达”)总经理尤刚的讲述里,每一条地铁线、国铁线路都是一条“非标线”,都与其他地铁线、国铁线路存在很多的不同:运营时速不同、站场规模不同、发车间隔不同、无线闭塞中心不同、列控设备动态监控系统不同、调度指挥系统/调度集中系统不同、列控系统不同、临时限速系统不同、列车运行监控装置不同、机车信号不同、轨道电路(计轴)不同、联锁制式不同、智能电源屏不同、应答器不同、转辙机不同、信号机不同、区域控制器不同,车载ATP/ATO不同,车载控制器不同,数据通信系统不同……扳指数来,竟有二三十项不同。

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面对这样多的不同,如何对国铁、地铁“中枢神经” ——信号系统的安全运行“保驾护航”呢?

面对需求,尤刚介绍:据统计,国铁、地铁故障中超过50%与信号故障有关,而被称为国铁、地铁信号“卫士”的信号集中监测系统是一个十分重要的存在——成都地铁目前有12条线路,运营里程达到558公里、是国内地铁第三城,每天平均运送旅客550万人次。我国高铁运营里程已达3.79万公里,中国铁路成都局集团公司管内的铁路电气化运营里程已突破了1.1万公里。

地铁、国铁安全、准点运行,关系着整座城市甚至区域的秩序,“如果哪条地铁干线停运5分钟,整个地铁网络都要告急!”因此,地铁运行受信号系统指挥,而给信号系统“派”个“警卫员”“卫士”就十分关键,成为了基本配置。

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面对技术,他说:“除成都外,我们在杭州、西安、重庆、宁波、沈阳等10余个城市也为多条地铁线路做信号监测,在成都局集团管内为西成客专、成贵客专、成渝客专、安六客专、渝利客专、渝万客专、沪昆、贵广高铁、成绵乐、成灌、成都环线、成昆线、宝成线等多条国铁线路提供信号监测服务。可以说,没有一条线路的信号系统是一样的,相应的,也没有一条信号监测系统是一样的。”

这样“非标化”的硬、软件要求,是极大的挑战——对我们来说,地铁、国铁运行3秒不掌握状况,就必须采取措施。

车地一体化,安全监督,智能诊断,综合分析成为四川网达设计的核心控程开发理念的“灵魂”,用尤刚的话说:“把海量数据应用到最小场景,通过智能诊断、大数据分析,协助保证行车安全,是这个实验室的主要目标。”

怎么理解?还是融入场景来例举——

一列高铁复兴号列车,从D站出发,国铁上,无线闭塞中心、调度指挥/调度集中系统、车载列控系统、临时限速系统记录移动行车信息,轨道电路、联锁、列控中心记录地面信号信息。

铁路信号集中监测系统将移动行车信息、地面信号信息同时汇聚到局中心,通过车地数据同步,智能诊断、大数据分析、安全监督来实现信号设备的集中监测。对这样具体而微的信号设备进行监测,数据无疑是海量的。

“集中监测系统的作用,在于发现故障并精准定位。”尤刚把这个找到故障点的过程分解为三个词:数据纵深,数据海量,数据累积——指的是“非标化”的每个小场景产生的数据流、形成的数据池,以及累积的案例库。

丰富的案例库是依靠对海量数据的深入挖掘积累起来的,数据的完整性、实时性、关联性、准确性是扩充案例库的关键。建立局中心海量数据存储资源池,对各信号设备全生命周期运行数据进行完整存储、集中管理、深入分析,形成不断完善的设备故障案例库。特别是对信号系统内关键数据的一致性比对、信号逻辑的正确性分析形成安全监督案例库,并将持续更新的案例库运用到铁路信号集中监测系统上。

“铁路信号集中监测系统的发展重点在于通过部署不断完善的案例库来实现信号设备的全生命周期健康管理,为铁路运行安全保驾护航。”尤刚讲到。

信号集中监测系统时常面临一个挑战——与信号系统同步升级,保持实时同步。“我们的期望是把信号监测系统做成“现状精确诊断+治未病”的神医,做成国铁、地铁信号系统里的‘扁鹊’。”尤刚说。

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