國鐵道岔綜合監測系統在地鐵車站上的應用

王煒

摘要：道岔是信號系統的重要設備。在影響行車的信號故障中，道岔故障所占的比例很大。通過對道岔綜合監測系統的原理、功能、構成及其設計等幾個方面的介紹，說明了道岔綜合監測系統的使用不僅可以提前預防道岔轉轍機的相關故障，而且還可以解決長期以來維修人員用目測的方法檢查和調整道岔缺口、油缸液面高度的落后手段以及降低維修人員的維修難度，縮短維修時間，提高工作效率。

關鍵詞：道岔綜合監測系統;信號;轉轍機

1.地鐵車站道岔綜合監測系統的必要性

轉轍機作為道岔轉換設備的重要組成部分，其工況直接影響著地鐵運營的安全與效率。在轉轍機的維修工作中，現場工人需對轉轍機各項工作參數進行測量和調整。傳統的轉轍機參數獲取多為在維修日通過人工的方式，使用各種儀表、工具現場采集。非維修日，人員無法上道，轉轍機的工作參數無法采集，不能及時發現轉轍機工況的變化。

道岔綜合監測系統采用現場數據采集﹢現場數據處理的方式，通過智能監測終端與功能性傳感器的組合方式，將各種監測功能在轉轍機箱內全部實現，無需室內計算機的干預，并提供被監測設備工況的現場顯示和超限報警。同時，所有監測數據通過現場總線技術和網絡技術，上傳至室內監測站機，對監測數據進一步分析處理，實現了轉轍機工況的實時監測、故障預報警，使各級維護人員通過網絡即可即時監測、查詢線路上的每一臺轉轍機工況，提高了維修效率。

2.系統的工作原理及功能

2.1工作原理

2.1.1工作電流、工作電壓、阻力監測：采集監測電機的電流、電壓，計算瞬時電功率，再通過換算得到瞬時推力，以此監測轉轍機轉換阻力。

2.1.2工作壓力監測：采用壓力傳感器從電液轉轍機測壓接口處采集液壓回路工作壓力。

2.1.3油缸液面高度監測：采用高精度液位傳感器，從電液轉轍機油缸油量檢查孔中采集液面高度。

2.1.4缺口偏移監測：采用視頻監測方式。在表示桿上設立監測標記圖像作為測試基準，通過比對后續拍攝圖像與基準圖像的差別，確定監測缺口的偏移。

2.2系統功能

2.2.1監測轉轍機的工作電流、工作壓力、轉換阻力、油缸液位、轉換時間、缺口偏移及方向，并提供轉轍機內的數據顯示與報警。

2.2.2提供轉轍機的各種參數查詢、趨勢曲線、振動加速度、溫度、統計報表。

2.2.3提供實時連續缺口監測，同步偵測振動加速度變化，實現過車時缺口變化的監測。

2.2.4具備自檢功能，能偵測室外各個監測設備的工作狀態，對發生故障的監測設備提出設備故障報警，方便系統自身的維護。

3.系統設計

道岔綜合監測系統的設計依據道岔類型、牽引點以及電纜分束等，合理配置主機、智能監測終端、采集模塊等設備。

3.1室外設計

室外監測設備安裝方式采用智能監測終端﹢功能性傳感器的模式。轉轍機箱盒內安裝的設備有：

3.1.1智能監測終端：使用環形支架安裝于轉轍機油泵上方，用于控制轉轍機內的壓力傳感器、液位傳感器、視頻缺口監測圖像傳感器和與室內的通信。

3.1.2壓力傳感器：通過快速接口安裝于測壓接口上，用于采集工作壓力。

3.1.3液位傳感器：安裝于油缸油標尺孔中，替換原有的油標尺，用于采集液面高度。

3.1.4視頻缺口偏移傳感器：安裝于兩組動靜接點之間，采用一個圖像傳感器拍攝表示桿中部的相應桿上的測量靶標來測量缺口位移。

3.1.5缺口靶標：設于表示桿上的測量基準，直接粘貼于攝像頭下方相應的表示桿上，位于圖像傳感器拍攝范圍中部即可。

3.2室內設計

道岔綜合監測系統室內外通信采用CAN總線，各站站機與綜合維護中心機房之間，使用局域網采用TCP/IP協議通信。

系統控制主機設置于每個車站內，接收、存儲監測數據，運行系統分析軟件，提供維修指導信息，控制主機上設聲光報警功能。

系統主服務器設置于綜合維護中心機房，通過局域網與各站站機連接，實現系統數據共享、備份。

3.3與微機監測系統的整合設計

道岔綜合監測系統可以自行組成獨立系統運行，也可整合于微機監測系統中。微機監測系統中增設道岔轉轍機監測項目，當在微機監測系統中點擊該選項時，自動調用運行于后臺的本系統程序，彈窗顯示于前端。

4.國鐵道岔監測系統在地鐵上的應用可行性

在地鐵車站的道岔綜合監測系統設計中，所選用的設備為國鐵中安裝使用的道岔綜合監測系統，其設計靈活，換用不同的安裝支架可適應不同型號的轉轍機。

目前上海軌道交通各線所使用的轉轍機型號為ZYJ7側裝式、ZYJ7軌枕式電液轉轍機;ZDJ9、ZD6型電動轉轍機。針對各種型號轉轍機，需要調整的實施方案如下：

4.1 ZYJ7側裝式電液轉轍機、ZDJ9和ZD6型電動轉轍機與國鐵使用的轉轍機結構一樣，所以，可沿用原來國鐵的道岔綜合監測方案，此方案在國鐵已得到規模應用。

4.2 ZYJ7軌枕式電液轉轍機只有上海軌交系統采用，相對于ZYJ7側裝式，其箱體尺寸和結構有比較大的變化，同時箱體的縮小，使得前后機內部空間極其緊湊，只能安裝下視頻缺口傳感器，智能監測終端需要安裝在液壓站內。

4.3各型號轉轍機在安裝監測終端與各種傳感器后，未對原有系統造成結構上的更改，不會對現有系統的工作產生干擾，所有設計均為直接與主控制回路相連，安全設計考慮比較周全。

5.結語

上海地鐵真如站試用道岔綜合監測系統以來，通過系統控制站機記錄、分析轉轍機的動作參數以及其提供的預警信息，降低了維修人員的維修難度，縮短了維修時間，實現了狀態修;同時也確保了轉轍機設備能長周期、高效率地穩定運行，滿足了運輸生產需要，防止了道岔設備不良引發的行車事故，使安全生產上了一個新臺階。

參考文獻：

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