對軌道道岔缺口集中監測系統的改造

李超 馬曉亮 趙金勇

摘 要：研究分析了傳統軌道道岔缺口監測系統運行中存在的問題，站在行業的角度對軌道道岔缺口集中監測系統進行改造和研討，提供了制定完善而科學的軌道道岔缺口集中監測系統改造規劃，嚴格實施軌道道岔缺口集中監測系統改造的工作規范等對策，為更好、更全面地實施軌道道岔缺口集中監測系統改造工作作出了深入研討。

關鍵詞：軌道;道岔缺口;技術;規范;集中監測

中圖分類號：U213.68 文獻標識碼：A

0 前言

對于鐵路和軌道交通來講道岔是線路安全、連續運行的重要設施，是保證列車正確運轉、準確轉線、精確進路的基礎設備，如何對道岔的運行狀態進行實時、動態地檢測，強調對道岔缺口統一、集中地監測就成為影響到鐵路交通和安全運行的重中之重。

1 傳統軌道道岔缺口監測系統運行中存在的問題

1.1 道岔缺口監測系統運行故障概率高

隨著鐵路事業現代化、數字化建設進程的發展與體現，列車運行出現了高速化、大荷載、長時間的特點，隨著鐵路運行密度和強度的逐步加大，在道岔缺口環節會產生各類故障和問題。傳統的軌道道岔缺口監測系統存在信號丟失、動作錯誤、設備損壞等隱患和危險，導致軌道道岔缺口監測系統難于達到穩定運行的目標，極易在軌道道岔和缺口出現閉鎖困難、指標錯誤，如不能及時修理和恢復，則很容易產生軌道道岔缺口發生傾覆、脫軌等重大事故。

1.2 道岔缺口監測系統運行環境情況惡劣

環境因素是軌道道岔缺口監測系統運行中不可回避的客觀條件，以筆者工作的神華寶日希勒能源有限公司為例，道岔缺口監測系統面臨諸多環境因素的影響。一是，溫度與高程對道岔缺口監測系統運行有著直接影響，由于軌道處于高寒區域，季節變化中道岔缺口和相關監測系統長期在+50℃到-40℃范圍內運行，很容易因降水、冰凍、霜雪產生道岔缺口監測系統的故障。二是，高強度的震動和不可控的地質災害對道岔缺口監測系統也存在著一定的威脅，在連續超負荷運行和特殊情況下道岔缺口監測系統受到各類影響，進而出現道岔缺口監測系統產生各類隱患和事故。

1.3 生產對道岔缺口集中監測系統要求高

在煤炭生產和鐵路交通兩個維度共同發展的大格局條件下，現實中對軌道道岔缺口集中監測系統提出了更多的要求，隨著交接站、集配站、露天站等功能節點的自動化趨勢逐步顯露，全面而系統地進行軌道道岔缺口集中監測就成為迫切的目標。傳統的解決方法是對軌道道岔缺口監測系統進行設備添加和網絡擴展，但是由于使用設備、傳統架構存在的不足，加之生產壓力提升，導致現有軌道道岔缺口監測系統難于適應現實性的需要，難于在動態性、實時性和準確性上反映出位置、信息、圖像、參數等重要數據，導致軌道道岔缺口監測系統不能很好地實現集成監控、實時監測的目標，也難于確保軌道道岔缺口運行的安全目標。

2 對軌道道岔缺口集中監測系統的行業認知

2.1 建設軌道道岔缺口集中監測系統的意義

在新的技術條件和自動化網絡平臺的基礎上，本研究認為進行軌道道岔缺口集中監測系統建設具有如下主要功能和作用。一是，進行軌道道岔缺口集中監測系統建設可對道岔和缺口采取組合的方式進行實時性、動態化、集中式控制和監測，應用專家輔助決策系統的軌道道岔缺口集中監測系統還能實現對功能部位的自主檢查和自我診斷功能，對于可能的問題和隱患做到了第一時間發現、第一環節布控。二是，當軌道道岔缺口出現故障時，新的軌道道岔缺口集中監測系統可以通過中心示警、等級評估、故障提示等方式加以處理，在有效提升維修效率和質量的同時，將軌道道岔缺口集中監測系統的優勢更好地體現出來。

2.2 軌道道岔缺口集中監測的系統構成

軌道道岔缺口集中監測系統主要有中央存儲結構、軌道道岔缺口信息采集分機、軌道道岔缺口圖像傳感器、軌道道岔缺口電源設備等5個主要功能部分組成。中央存儲結構也稱主機體系，是整個軌道道岔缺口集中監測系統和核心;軌道道岔缺口信息采集分機是整個監測系統的功能化節點，一般在監測采集節點處安裝，具有處理傳感器數據、傳輸信息、監測網絡和功能設備的功能，因此稱為分機;軌道道岔缺口圖像傳感器負責采集和加工道岔缺口的實時圖像通過數字化方法形成流視頻，做到對運行狀態更為直接、更為準確地判別;軌道道岔缺口電源設備是整個系統的動力基礎，主要由UPS電源、動力電源、太陽能電源組成，并且附屬空氣開關、變壓器等供電設備，在高度智能化的軌道道岔缺口集中監測體系中還有濾波器、防雷裝置等附加設備。

3 進行軌道道岔缺口集中監測系統改造的要點

3.1 制定完善而科學的軌道道岔缺口集中監測系統改造規劃

在實施軌道道岔缺口集中監測系統改造的前提是工作規劃的科學設置和合理設定，結合經驗研究認為在如下環節要做好規劃工作。一是，要結合軌道道岔缺口集中監測系統改造設計規范和軌道道岔缺口集中監測網絡的實際做好系統施工設備布置及布線圖設計工作，明確相關單位、主要技術、工作順序等重要環節和內容，力爭在規劃環節理順軌道道岔缺口集中監測系統改造的關系。二是，要以功能化和科學化為前提對軌道道岔缺口集中監測系統設備安裝位置圖進行確立，明確軌道道岔缺口設備集中的方式，劃定各功能節點的網絡連接方法，重點做好通訊轉換器安裝圖和通訊轉換設備安裝圖的檢視，將可能出現的問題化解在初始階段。三是，要強化軌道道岔缺口圖像傳感器安裝示意圖，通過規劃更好地優化和調整圖像傳感器的安裝過程和點控布置，避免因溫度、降水、日照等外部因素造成圖像傳感器工作狀態不良，難于實現完整監控和實時監測的任務。四是，要強調技術實時環節的監督，特別對中心主機、節點分析、道岔設備、缺口裝置的安裝和測試要予以實現布控，提升整個軌道道岔缺口集中監測系統改造的科技含量和技術完整性，確保軌道道岔缺口集中監測系統建設的質量和水平。

3.2 嚴格實施軌道道岔缺口集中監測系統改造的工作規范

進行軌道道岔缺口集中監測系統改造過程中會遇到很多問題，根據筆者工作經驗，認為改造中要做好如下幾個環節，一是，要確保圖像的精確性，一般系統采用高清紅外攝像頭采集缺口位置圖像，通過功能化高科技攝像頭直接對原始圖像進行處理和特征參數提取、計算，從而實現對表示桿缺口偏移量或缺口大小的精確監測，這是提升軌道道岔缺口集中監測系統動態性和實時性的關鍵所在。二是，要整合現有網絡連接方式，可以根據傳統網絡和現有設備采取低帶寬傳輸技術（CAN+ADSL組合）的方式實現長距離（>3 km）的傳輸缺口動態視頻信息，有條件的區域可以在載波設備上實現實時傳輸8幀/秒和CIF分辨率的缺口動態視頻功能，進而更好地反映出運行的實時信息和動態數據。三是，提高對功能設備的監測水平，特別對轉轍機內的溫濕度等對轉轍機運作有影響的參數定時采集，能夠更加有效的掌握轉轍機的運行狀況，進而實現自動化、準確性地軌道道岔缺口集中監測工作。

4 結語

應立足于數字化和集成化發展的大潮流，對道岔缺口監測設備和檢測系統進行系統升級，采取集中、智能化的方式，應用先進設備提升軌道道岔缺口集中監測系統的功能性，在實現道岔缺口穩定而連續運行的基礎上，有效預防軌道道岔缺口產生各類安全事故，提升軌道道岔缺口的監測水平和運行質量。

參考文獻：

[1]杜文利.鐵路道岔遠程綜合監測系統研究[J].交通世界，2016（27）：125-126.