道岔轉換設備綜合監測系統的研究與應用

刁潔明 上海鐵路局工程質量監督站

隨著鐵路高速、高密度行車區段不斷增加，為確保行車安全，對行車重要設備之一的道岔運用質量與狀態穩定性要求極高，同時高速繁忙干線電務維修“天窗”制的全面推行，使得對道岔運行狀態進行有效、實時監測的要求尤顯迫切。在安裝和使用本系統前，電務對道岔轉轍機采用高密度定時檢查的方式進行維護，維護工作巨大，并帶來安全隱患。系統使用后，采用定時檢查和特定檢查相結合的方式進行維護：加長定時檢查的周期，維護工作量直線下降，并把維護工作的安全隱患降至最低。該系統通過24 h實時監控道岔的各項工作指標，直觀的顯示出道岔設備的工作狀態，對道岔設備的優質維護提供技術保障。

鐵路道岔轉換設備綜合監測系統，主要通過對鐵路設備道岔的工作狀態進行實時監測，使道岔相關維護人員能夠提前了解道岔工作狀態的變化趨勢，并及時發現存在的潛在問題，便于實現道岔相關設備的預防性狀態修，防患于未然。

1 系統概述

該系統主要有道岔阻力監測、缺口監測等部分功能，主要由各個缺口采集模塊、阻力采集模塊、主控系統組成，如圖1所示。

圖1 系統結構示意圖

（1）缺口采集模塊主要數字攝像單元、圖像采集處理單元等組成，主要功能：控制和完成圖像的采集、暫存和上傳。

（2）阻力采集模塊主要由阻力傳感單元、阻力采集單元等組成，主要功能：完成電機端電參數的采集、計算和上傳。

（3）主控系統模塊主要由工控主機、短信模塊、語音告警模塊、電源模塊等組成，主要功能：配合系統軟件完成主要系統功能和其他輔助功能。

2 系統工作流程

（1）各個室外缺口采集模塊通過每臺道岔的微型攝像裝置取得相應的缺口區域的圖像數據，按主控系統指令，分時間經由備用電纜上傳至室內主控系統。如圖2所示。

（2）每次每臺道岔扳動完成后，均會啟動相應道岔缺口圖像采集，并即時上傳至室內主機。如圖3所示。

圖2 道岔缺口實時圖像

圖3 道岔缺口記錄圖像

（3）每次每臺道岔的扳動，均獨立觸發阻力采集模塊的相應單元動作，完成相應電參數的采集、轉換、計算與保存，再上傳至主控系統。如圖4所示。

圖4 道岔阻力記錄曲線

（4）主控系統通過系統軟件，將所接收的缺口圖像、全景圖像、原始轉換力矩數據、信號設備開關量信號及室外溫濕度數據分別進行識別、運算、存儲，同時顯示各種圖像與曲線，如超限立即告警（語音、短信），并輸出相應控制命令。

（5）遠程管理終端可登錄各站機，可直接操作各站機的各項功能，并可遠程查看站內各道岔缺口動態圖像和站場全景圖像。

3 系統告警信息分析

系統的異常警告分預警和告警兩級。

（1）預警：表示一般性警告，需要用戶注意。主要分：阻力超限預警（系統檢測到的阻力大于本設備設定的阻力預警值）和缺口超限預警（系統檢測到的缺口偏移量大于本設備設定的缺口偏移預警值）。

（2）告警：表示嚴重警告，需要用戶處理（處理完成，消除告警后，系統方可繼續自動運行），否則可能產生一定后果。主要有：阻力超限告警（系統檢測到的阻力大于本設備設定的阻力告警值）、缺口超限告警（系統檢測到的缺口偏移量大于本設備設定的缺口偏移告警值）。

（3）設備各參數的含義（見表1）。

表1 設備參數含義

4 結束語

鐵路道岔轉換設備綜合監測系統技術先進，功能實用，其轉轍機缺口視頻監測直觀、檢測數據準確，轉轍機轉換力監測精度高，與微機監測系統接口符合部頒標準，界面友好，使用方便，為科學養護道岔轉換設備提供了有效手段。加強道岔鐵路道岔轉換設備綜合監測系統的運用與分析，要求各級調閱人員，尤其是生產一線的信號工區職工，必須充分利用鐵路道岔轉換設備綜合監測系統提供的各項信息，綜合分析判斷，即可實現設備運行狀態的動態管理，提前預防道岔轉換設備故障，切實有效的提高道岔設備的運維修質量，使道岔轉換設備長期處于可靠工作狀態，為科學養護道岔轉換設備提供了有效手段。