信号继电器标准化信息管理系统的建设.doc

信号继电器检修所标准化信息管理系统的建设 上海轨道交通维护保障中心通号分公司信号继电器检修所标准化信息管理系统的建设综述城市轨道交通是我国城市有史以来最大的公益性交通基础设施，也是城市百年大计的建设运营项目，因此轨道交通项目一旦投入运营，就必须保持整个系统日以继夜的正常运营。无论是铁路还是城市轨道交通运输系统中，信号系统是保证运行安全的基础和关键。一个完整的信号系统由许多信号基础设备和器材组成，继电器就是非常关键的信号器材之一。信号基础设备的质量和可靠性是信号系统可靠、高效的基础。在地铁信号系统维护中，继电器的轮修是地铁信号系统维护中的重要工作。在轨道交通早期阶段，由于线路较少，设备简单，对于继电器的轮修管理、维护工作还是以传统的人工手段为主，随着整个城市轨道交通线路网络化超常规，跳跃式发展，原有型号继电器的数量将成倍地增加，新型号设备也逐渐显现，此时对于它们的轮换、检修、测试、设备交接等一系列轮修管理工作的工作量也会随之增加，若仍然沿用较为传统的管理模式，相应的工作愈加繁重、效率也不高，而且还容易出现错漏，不利于管理人员和技术人员了解和掌握设备器材的相关数据信息。对此，继电器标准化信息管理系统的建设势在必行。通过建设标准化信息管理系统，可以解决和完善原有的继电器管理模式中存在的问题以及不足之处，从而整体提高了信号器材质量的可靠性。1检修所标准化信息管理系统建设的背景与意义随着上海市城市交通白皮书的颁布，上海市政府完整地提出了城市交通发展的目标、战略、任务和措施，并且规划将城市轨道交通作为公共交通体系的支柱来发展。即：在“十五”期间，建设200公里左右的轨道交通，形成以重要换乘枢纽为核心，联系中心城市重点地区的基本网络；到2005年，轨道交通成为公共客运的骨干；到2010年形成500公里左右，基本完成整个轨道交通网络，使轨道交通成为客运系统的主体。同时，白皮书对现有轨道交通线路的运营管理提出了更高的要求，必须加强轨道交通运营管理，提高运行效率，提升运营服务水平，实现良好的投资效益。 整个城市轨道交通系统的正常运营，是以设备安全运行为前提和保障的。课题主要内容是从关键信号轮修器材-继电器的管理维护策略以及业务流程入手，找出早期管理模式中存在的问题，并针对这部分问题利用相关的信息化技术平台，与技术支持方共同沟通合作，建设以信号继电器标准化信息管理系统为主体的管理方式。通过此管理系统，能有效解决和改善部分关键环节中存在的问题，对整体业务流程中的关键点进行有效卡控，以标准化从而提高整体轮修管理业务的信息化和自动化水平。1.1轨道交通信号系统简介城市轨道交通信号是“信号（显示）、联锁、闭塞”的总称，城市轨道交通信号系统是由各类信号显示、轨道电路、车载信号设备、车站及集中控制中心设备、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设施构成的一个完整的体系，是现代信息技术的重要领域。整个信号系统（ATC）由三大部分组成，是轨道交通线路上惟一的指挥列车运行系统，主要有列车自动驾驶系统（ATO）、列车追踪运行保护系统（ATP）、行车指挥系统（ATS）系统组成。随着城市轨道交通建设的快速发展，当今信号系统技术已融通信、信号、计算机等先进技术于一体，并向数字化、智能化、综合自动化方向发展。在城市轨道交通运输体系中的各种技术设备中，信号系统是非常重要和关键的，它是指挥列车运行，保证行车安全、提高运输效率，改善行车组织方式，实现行车指挥现代化的关键设施。城市轨道交通的安全、速度、输送能力和效率与信号系统采用的设备密切相关。一个完整的城市轨道交通信号系统需要许多信号基础设备和器材来构成，城市轨道交通信号设备和器材主要有：控制台显示器、电源屏、计算机终端、信号机、轨道电路发送和接收、转辙机、机车信号主机、变压器、继电器等等。其中信号继电器应用范围很广泛，作为执行与监督部件，绝大部分信号设备的安全、可靠运行都与之有必然的联系。2信号继电器轮修及管理模式2.1信号继电器简介继电器是一种自动控制与远程控制系统中必不可少的元件，可用它构成逻辑电路或作为执行元件直接监督和控制列车运行。在我国的铁路以及城市轨道交通信号设备中，大量使用继电器，以保证信号设备安全可靠和协调动作。特别是在大的车站，由于信号机和倒茬数目较多，排列进路数量较大，它们之间的联锁关系极为复杂，利用继电器的基本功能，完成信号的联锁关系，并实现自动控制。在铁路和城市轨道交通信号设备中所使用的继电器以安全（AX）型系列为主。安全（AX）型系列继电器为电磁型继电器，类型很多，性能各有不同。目前安全（AX）型系列继电器分为11类: 无极继电器、无极缓放继电器、整流式继电器、无极加强接点继电器、无极加强接点缓放继电器、极性保持继电器、极性保持加强接点继电器、偏极继电器、单闭磁继电器、热力继电器、半导体时间继电器。每类继电器又根据接点组数和线圈电阻的不同分成几种规格。具体的安全型继电器符号含义由表2.1可见表2.1 AX型系列继电器符号含义表序号符号含义1J继电器（第一个）2J加强接点（第二个）3W无极4X信号5H缓放6Z整流7Y有极8P偏极9DB单闭磁10C插入11R热力12S时间13B半导体继电器的特征，可以用继电器的特性参数来反映，因此在选用、检修、测试时，常要查阅继电器的参数。下面介绍一下继电器常用的几种参数。u 额定值：继电器工作时所接入的电源系统的电压或电流值；u 吸起值：使继电器动作（动接点与前接点接触接触）所需要的最小电压值或电流值；u 工作值：使继电器动作，前接点完全闭合，并能满足规定的接点压力所需要的电压值或电流值；u 释放值：向继电器线圈通以过负载值的电压或电流，使前接点闭合后逐渐降低电流或电压，至前接点断开时的电压或电流值；u 转极值：给继电器线圈供以规定极性的电压或电流使有极继电器转极，相应位置的接点闭合，并满足规定的接点压力的电压或电流值；u 过负载值：继电器允许接入的最大电压或电流值，接入过负载值后，线圈不受损伤，电气特性也不变化；u 吸起时间：继电器线圈通以规定的电压或电流至全部前接点闭合的时间；u 落下时间：切断线圈上规定电压或电流的电源起至全部动接点与后接点接通的时间；u 缓吸时间：向继电器线圈通以规定的电压或电流，至全部后接点断开的时间；u 缓放时间：向继电器线圈通以规定的电压或电流后切断电源，从断开电源至全部动接点与前接点断开的时间；u 转换时间：有极继电器由电源极性改变时起，至动接点转到另一极性接点的时间；u 安全系数：额定值与工作值之比，此值越大，在额定值电源下继电器工作越稳定；u 返还系数：落下值与工作值之比，此值在0.20.99之间，在铁路信号和城市轨道交通信号要求中，继电器的返还系数越高越好，返还系数越高，则继电器衔铁落下越灵敏，一般AX（安全）型系列继电器返还系数在0.20.5之间。2.2早期轮修管理模式中存在的问题信号设备、器材的维护工作是城市轨道交通运输安全生产的重要组成部分，直接涉及运输安全，所以信号设备维护工作必须严格执行城市轨道交通有关法规，保证行车、设备及人身安全。同时信号设备维护工作又具有技术要求高，既相对独立，又相互联系等特点，所以在工作中必须坚持“安全第一，预防为主”的方针，坚持以运输生产为中心，贯彻预防与整修相结合的原则，确保信号设备运用状态良好。以继电器为例，在长期运行过程中，由于接点的烧损，可动部分的磨耗，线圈因受潮而绝缘降低，金属零件的氧化、龟裂、变形等，引起继电器机械与电气特性的逐渐变化，如果不进行定期的预防性检修，就有可能因特性变坏而造成信号设备故障，因此，继电器检修的目的就是要客服继电器运用中产生的缺点，恢复其电气、机械特性，保证其可靠、安全工作。按周期有计划地开展继电器的检修，可以做到无病防病，有病治病，贯彻了信号设备维修工作以“安全第一，预防为主”的原则。前文提到信号基础设备和器材的质量是保障城市轨道交通信号系统可靠运行、确保行车安全、完成交通运输任务的关键。要保证现场信号设备器材的质量合格可靠，则必须按照规定的技术标准，通过轨道的方式、策略对信号设备、器材进行维护和保养。但是，由于信号设备具有种类繁多，技术含量高、设置分散等特点，对于它们必需根据相关标准采用不同的维护等级以及方法进行维护和管理。目前，城市轨道交通信号设备的生产维护活动基本上沿用了铁路的计划性维修方式。通过对信号设备进行日常养护以及集中检修,可以保持设备性能,预防设备故障,使设备经常处于良好的运用状态。计划性维护的最大特点就是强调预防性维修，并努力减少时断时续的故障性修理，尽可能避免导致影响列车运行、产生重大事故或险性事故的发生。目前，针对现场不同类别的信号设备，城市轨道交通信号维护等级共分为日检、周检、双周检、月检、双月检、季检、半年检、年检、临修、轮修十个等级。其中继电器作为现场可更换的信号器材，它们的维修等级为第十级，即轮修。轮修是信号设备集中检修的一种，它是根据铁路信号维护规程中规定的技术规程、作业程序，按不同周期、有计划地对信号器材的电气、机械特性进行整修、补强、恢复和改善的一系列工作，保证其电气性能和机械性能符合标准的技术参数。将经质量检合格的信号器材与现场在用的器材进行更换，以保证整个信号系统的安全可靠的运行。被替换下的信号设备、器材则送至信号检修车间进行轮修，从而为不同使用周期及处所的器材入所轮修做好准备。信号设备、器材的入所轮修、更换周期的确定首先是分析大量的维修记录和设备故障统计资料，运用统计学的方法，提出理论的故障发生周期；检修设备的时间应在故障发生之前，并考虑足够的安全性。城市轨道交通信号器材的维修维护规则基本以铁路信号维护规则为主体，但由于城市轨道交通在运行方式、所使用的信号设备与铁路存在一定的差异，经过多年来对现场设备使用状况及故障频次的不断分析与总结，上海轨道交通信号器材相应的入所检修、轮修更换周期也做出了适当的调整，同一型号的信号器材由于使用处所的不同，相应的轮修周期也会不同。以继电器为例。在一个道岔启动电路中要用到一些继电器来帮助完成道岔启动、转换、锁闭等一系列动作，所以它们的轮修周期应与电动转辙机一致。目前规定道岔组合中的BHJF（TJ）、TJF、1DQJ、2DQJ：电动转辙机为六个月、一年轮修周期的，相应的继电器随相应轮修周期更换；其它转辙机（三年及五年轮修周期的），相应的继电器以两年为周期进行轮修更换。DQJ、DQJF动作2.53.5万次轮检一次，3050万次不得用于正线，7090万次予以报废。同一折返进路转辙机轮修时，一次性更换。其中JWJXC-H125/0.44或JWJXC-H125/80用做1DQJ，JYJXC-135/220用做2DQJ，JWXC-1700用做TJ，JWJXC-480用做TJF，除上述在道岔组合中使用的继电器外，其他型号继电器的轮修周期如表2.2所示。表2.2其他型号继电器（入所）周期器材名称型号周期（年）每台工时（分）无极继电器JWXC故障修90偏极继电器JPXC590整流继电器JZXC10120整流加强继电器JZJXC1120无极加强继电器JWJXC1120无极加强保持继电器JYJXC1180时间继电器JSBXC1180早期的继电器的轮修管理模式基本上也沿用了铁路上的管理模式，但随着轨道交通网络的不断增加和既有线路的延伸，相应的问题也逐渐显现出来，归纳起来主要有以下几点。1纸质卡片的台帐履历不易于管理与查找；整体数量增加，浪费有限空间。早期在继电器入所登记、测试、检修、验收、器材交接、使用变更、报废处理，计划安排改变等流程环节中使用到的台帐履历卡片众多，各个环节的数据信息流动储存虽然也有微机来存储，但主要还是依靠人工填写与办公自动化软件辅助的方式。这种传统的手段难免造成检修、测试数据的错误登记，不利于数据管理，同时，早期的台帐履历是以纸卡片为存储材质的，由于存放场所的客观条件限制，纸质卡片经过长时间的存储容易变质变形，不可避免地造成检修测试数据的缺失，导致继电器的历史数据的缺失。另外，大量的卡片堆放在一起，虽然已按不同种类型号进行分类摆放，但由于继电器种类型号过多，仍然不便于工作人员在进行检测时查找相应的履历，偶尔发生卡片遗失的情况，降低了继电器检修质量，同时对设备的正常轮修计划的执行及后一周期轮修计划的制定产生影响。随着正线使用的数量增加，用来记录继电器的全周期使用过程的相关台帐履历也随之增加，如果继续采用纸卡片材质的存储方式，总体数量将会成倍地增加，造成有限空间的资源浪费。2器材台帐履历的设置较为陈旧。现有继电器的台帐履历档案由于纸质卡片尺寸的限制，只能记录继电器电气、机械特性测试数据，而相应的管理信息，例如入所次数，目前状态、使用地点，历史检修验收时间，检修验收人等都无法在台帐中体现，必须通过办公自动化软件进行辅助录入，增加了额外的工时，同时也无法准确快速区别现场使用与所内器材及备品，在记录更新上不够灵活。3关键流程环节控制不够严格。信号维护管理是以确保质量为中心而开展的维护，在整个业务流程中，涉及检修质量的关键环节如检修测试、更换配件、验收的控制上，由于没有标准化的检测手段，对部分不合格继电器的检测数据不能准确认定，有时只能按照长期的积累的工作经验来分析判断，无法保证检修产品的可靠质量，从而增加对其他信号设备的运行故障隐患。4.设备自动化利用率不高，降低工作效率，不易数据维护。现有检测台基本上都配有智能微机系统，对检修测试的数据也能进行相应保存，但这些数据毕竟存储于各自的计算机内，虽然也周期性的进行数据备份的工作，但这也仅限于以EXCEL格式的文件进行存储，且各自的数据无法进行归类合并，一旦系统崩溃，数据的恢复需要较长时间，将对正常生产工作造成不小影响。由前文中所提到的信号器材使用特点可以看出，轨道交通信号继电器种类多、型号繁，轮修周期多变，若以早期的轮修管理方式无法对所有线路上所使用的这些继电器进行全面的查找，也不能有效地对关键流程环节进行跟踪与质量控制，随着线路的不断增加，对于全面实现相关数据的分析和统计也无法有效实施，无法实现科学管理，3信号继电器检修所标准化信息管理系统针对上述轮修管理模式中存在的问题，结合现有信息化技术平台，在与技术支持方多次沟通协商后，于2010年年初共同合作完成了标准化信息管理系统的建设。检修所标准化信息管理系统检修工区图3.1信号继电器检修所标准化信息管理系统检修工区3.1标准化信息管理系统的组成标准化信息管理系统在局域网的平台上管理和加工两类数据：被检修继电器的物理数据和台帐管理数据，实现对器材的对点对位、定点定位的管理。除了遵循IT领域的国际标准，国标、行标等，在管理模式和流程上也遵循铁道部的标准和规范，并兼容原检修所的管理制度。整个信息化管理系统主要由三大部分组成：测试台检测区与服务器数据管理去及数据库客户端查询区。其功能布局如图3.2所示。标准化信息管理系统分为测试台检测区、服务器数据管理区与数据终端查询区三个区测试台完成继电器的检修、验收、互验、抽验及检测工作，进行测试数据的存储和上传； 条码打印机XRC-50二元二位测试台交换机XJZ-9A验收台（验收员专用机）XAJ-6+测试台（检修员专用机）打印机XAJ-6+测试台（检修员专用机）XAJ-6+测试台（检修员专用机）段 网内部局域网XAJ-6+测试台（检修员专用机）XAJ-6A 测试台（检修员专用机）XAJ-6A 测试台（检修员专用机）XAJ-7继电器脉动试验台动作试验区应用服务器 器材管理软件系统数据服务器 SQL Server数据库图3.2 继电器标准化信息管理系统系统框图3.1.1测试台检测区测试台检测区完成继电器的检修、验收、互验、抽验及检测工作，进行测试数据的存储和上传。测试台检测系统又分为两大子功能区l 继电器检测区XAJ-6+继电器智能测试台（5台）XAJ-6A继电器智能测试台（4台）XRC-50二元二位继电器测试台（1台）XJZ-9A智能继电器验收台（1台）l 继电器动作试验区XAJ-7继电器脉动实验台 （1台）3.1.2服务器数据管理区与客户端数据查询区服务器数据管理区与客户端数据查询区是整个标准化信息管理系统的核心部分，前者的主要的功能是将所内测试台检测区的所有设备在检测过程中产生的各类数据：包括检测、检修、验收等方面的数据资料进行统一汇总，存储在数据库中，以便为客户端数据查询区的操作提供详细、准确的业务数据、有效控制各流程环节的实施。后者的主要功能则是是完成所内设备管理、各站设备管理、各年月检修计划、计划调整等器材统计、数据查询、数据卡片打印、数据报表打印、数据导入导出、器材到期报警、器材寿命报警等。其组成部分：数据库服务器，、客户端数据计算机、条码打印机、打印机。整个标准化信息系统的业务数据流程图如图3.3所示图3.3 信息系统业务数据流程图3.2检修所标准化信息管理系统的特点及优越性3.2.1技术及功能特点技术特点：w 分布式：产品采用服务器端与客户端独立运行设计模式，大大降低了系统应用成本并增加了系统的可靠性。w 先进性：采用多层体系结构，C/S与B/S相结合，提高运行效率。w 安全性：科学的安全机制及严密的权限管理，充分保证数据准确与安全。w 扩展性：系统采用面向对象的软件架构，通过继承和联合,可以方便地处理企业业务发展的需要。w 稳定性：采用大型数据库后台，提供网络应用负载平衡。功能特点w 标准化信息管理系统构建于网络开发平台，面向对象开发技术，全面支持Ethernet，可实现远程数据管理。w 继电器管理系统充分体现了过程式管理的规范性，各模块之间数据关联关系充分体现ERP思想，使该系列产品功能更加强大。w 各站及使用位置管理更具严密性、有序性；以站及使用位置为基础，进行工作和权限的分配，使全段的设备流、数据流、信息流得到有效的管理和监控，极大程度提高了全段设备的流动指数；w 同一器材，使用位置不同则轮休周期不同，保证使用频繁的器材能够在更短时间内得到维护；w 业务管理模式灵活化、多样化 。w 电务段的业务流程各具特色，因而系统提供了可配置的业务流程模式和表单定制模式,使企业可以根据实际情况配置业务管理流程，定制单据样式，既可以满足企业的实际管理要求，又能够对业务流程进行监控与跟踪。w 智能化预警功能 。w 系统能够结合在库设备数量、当前设备使用周期和当前站及使用位置、设备服役时间、最低库存等数据，给出真实的库存预警报表，也可以在保质期超限，测试维修次数限制等状况出现时，即时给予预警提示，确保全段所有在库设备能够安全正常运行 。3.2.1信息管理系统的使用上的优势在经过一段时间继电器生产任务使用后，该