鐵路道岔轉換設備綜合監測系統設計思路初探

胡金平

鐵路信號設備是保證鐵路行車安全以及高效運行的關鍵，一旦信號出現問題和故障將造成列車晚點、阻塞等多種故障中，甚至還有導致行車的安全出現一系列的問題。08年溫州動車事件就是由于鐵路信號出現故障引發的一次重大的行車追尾事件，該事件給逝者家人帶來無限悲痛的同時，也反映出了鐵路信號在保障行車安全方面的重要作用。鐵路道岔轉換設備工作的環境一般都比較嚴酷，不僅要經受風沙、雨雪、酷暑和嚴寒等自然條件的影響，同時還要經受列車震動、沖擊、鐵軌橫向移動等多種因素的影響，雙重影響造成信號故障的發展率相對較高，數據統計顯示在所有信號設備故障中，鐵路道岔轉換設備處的信號故障占40%以上。隨著鐵路技術的不斷發展，車輛速度的不斷提高，現在使用的轉轍機監測系統已經不能滿足鐵路的需要，存在著諸多的問題。本文就現有設備問題的基礎上，對采用視頻圖像分析技術和傳感器技術的鐵路道岔轉換設備綜合監測系統設計思路展開初步的探究。

一、綜合監測系統的設計思想

（1）鐵路道岔綜合監測系統實現的功能。預設計的鐵路道岔綜合監測系統將實現的功能為：對轉轍機表示桿的缺口狀態、機內的溫度、濕度、轉轍機驅動的時間、液壓轉轍機的液壓以及液位等多種指標進行準確的測量和信息反饋。對道岔處轉換設備的工作狀態進行實時的監測，是道岔轉換設備的故障能夠被及時的發現，在設備將要發生故障或者是故障還沒有對行車造成影響之前，及時的進行補救，排除故障問題。降低行車過程中的安全隱患，提高行車的安全性以及高效性。同時，可以采用遠程監控的方式，對道岔出的故障進行監測和分析，有效降低人工往返監測的工作量，在需要的時候再采取措施，降低維護共組人員的工作強度。

（2）采用成熟的C/S系統架構。所謂的C/S系統架構就是客戶機和服務器結構，它是一種軟件系統體系結構，這種結構能夠充分的利用兩端的系統的硬件環境優勢，將任務合理的分配到客戶端和服務器端，降低整個系統的通訊開銷。這種結構的最主要優勢特征就是：應用服務器的運行數據負荷較輕；數據的儲存和管理功能較為透明化。將該技術應用到鐵路道岔轉換設備的綜合監測系統中，不僅能夠有效的降低花費在監測過程中的開銷，同時由于數據管理具有極大的透明性，還能夠極大的滿足維護人員以及各個層級的管理人員的需要。

（3）采用各種成熟的技術。鐵路道岔綜合監測系統在設計過程中采用的技術，都是發展比較成熟的技術，主要包括視頻采集技術、傳感器技術、圖像智能分析技術，這些技術不僅能夠實現鐵路道岔設備工作狀態的準確獲取，同時還能夠進行準確地分析，以及輸出最準確地監測信息。采用成熟的通信技術，該技術主要用于顯示距離大于3千米的車站之間，咽喉區大量數據信息的傳輸。采用成熟的物聯組網技術，有效的實現監控區域內分機的組網工作。

（4）系統能夠滿足道岔嚴酷環境的需要。設計的新的綜合監測系統應該能夠滿足道岔工作的自然條件，即風沙、雨雪、高低溫等，同時還應該滿足電磁兼容性、雷擊電涌、行車引起的振動和沖擊等。

二、綜合監測系統架構設計

鐵路道岔綜合監控系統的系統架構設計按照“三級三層結構”進行劃分。所謂的三級就是三個級別的管理部門，其分別為鐵路局管理部門、電務段管理部門、車站管理部門。三層結構分別為：現場信息采集層、車轍數據分析層以及電務段管理層。不同層次系統的設計主要為：

（1）鐵路局層級系統設計。在該層次的系統中主要配置應用服務器、監測終端以及維護工作站等多種設備。其中應用服務器是整個鐵路道岔綜合監測系統的監測中心，其通過星型網網絡的形式對整個鐵路系統的電務段以及車站進行管理。監控終端主要可以對各個車站的數據資料進行調看，并且能夠及時的顯示車站的預警信息和報警信息，反應鐵路現場的視頻和圖片信息。

（2）電務段級系統設計。電務段級系統主要包括數據庫服務器、監測終端、應用服務器以及維護工作站等多種設備，其實整個監測系統的網絡中樞部分，也是整個電務段監測獲得的數據資料和網絡通信信息的管理中心。電務段在整個系統中的功效相當于人的大腦，及時的對眼部獲得的信息資料進行收集、分析和處理，然后將如何操作的信號及時的傳輸到各個工作執行部門，對鐵路系統的故障進行及時的處理，降低其對行車的安全帶來的影響。

（3）車站級系統設計。車站級系統是整個系統的基礎部分，其主要由現場設備、傳輸設備、管理層設備等組成，其主要功能就是轉轍機的相關工作信息進行獲取，這些信息包括：轉轍機桿的缺口狀態、其工作環境的溫度和濕度，振動的加速度、液壓、液位以及轉轍機的驅動時間等。

三、小結

鐵路道岔綜合監測系統作為一種具有智能分析和預警功能的系統，其在極大程度上解決了現有系統存在的問題，能及時的檢測到道岔處的隱患和故障，并且及時的通知相應的工作人員進行處理，極大的提高了鐵路運行的安全性和效率。