浦江線道岔遠程監測系統的研究與實際應用

陸扉澤

摘要：道岔可以改變車輛的運行軌跡，在浦江線上，交通管理局也是通過控制道岔實現控制車輛運行軌跡的目的的。基于浦江線是首夸APM（全自動旅客捷運系統）軌道交通線路，道岔瞬間故障較多，多數情況下遠程操作后故障不會重現，對于故障的準確定位，徹底修復均帶來較大的困難。隨著科學技術的進步，研發了一套有針對性的，能夠快速判斷故障點的監測系統。因此，本篇論文主要就浦江線道岔遠程監測系統的研究與實際應用進行了分析。

關鍵詞：浦江線;道岔;遠程監測系統;實際應用

引言

上海軌道交通浦江線是上海首條已建成并投入運營的APM（全自動旅客快速運輸系統）鐵路運輸線。整條運營線上共有44組樞軸道岔，這是世界上運營的APM系統中道岔最多的運營線路。國外APM系統主要應用于機場內部捷運，多為直線穿梭模式，線路模式單一，道岔數量少，使用頻率低，而在運行交路靈活的浦江線上，道岔使用頻次高，其可靠穩定是線路安全運營的先決條件。浦江線運營至今，道岔故障時有發生，但該形式道岔在全球應用業績較少，無國際統一設計標準，缺少故障診斷功能，對于后續的維保工作帶來一定的困難。本文作者基于浦江線目前的道岔系統狀態進行了全面分析，并根據目前的道岔設備，研發一套有針對性的道岔遠程監測系統，能夠陜速判斷故障點的監測系統是至關重要的。

1道岔遠程監測系統

1.1道岔遠程監測系統原理

道岔遠程監測系統是采用一套工業物聯網平臺中的一種工業互聯網智能傳輸終端設備，通過互聯網云系統（以太網、GPRS、4G等），將現場的大量不同區域工業設備的數據或程序，傳輸到遠端的云數據中心，實現遠程數據監控，設備診斷、程序維護和故障報警等功能，為用戶提供一種簡單可靠的工業互聯網數據遠程輸送方案。

該監測系統的主要核心部件為監控模塊，該監控模塊可與樞軸控制柜內的PLC、伺服驅動器、變頻器建立數據通信進行數據采集，并將采集的數據進行上傳至云服務器中，用戶可通過PC客戶端及手機APP進行數據查看。

1.2道岔遠程監測系統結構

1.2.1道岔遠程監測系統主要分為三部分：

（1）通過核心部件監測模塊與樞軸電氣柜內PLC建立數據通信，對PLC內部的數據進行采集，已達到對道岔控制系統的實時監控。

（2）通過核心部件監測模塊與樞軸電氣柜內的伺服驅動器、變頻器進行數據通信，實時監測對應插銷電機及主梁電機的工作狀態，并根據設置的報警閾值能夠做到及時報警提示，及故障診斷。

（3）通過多種電源監測模塊對樞軸電氣柜內的多種電源（如柜內ATC24直流電源，EC接觸器24V直流電源，交流220V母電源、交流110V母電源的電壓實時監測，信號機交流電流值的實時監測）并將采集到的數據信號傳輸至監測模塊，以達到對柜內電源電壓的波動及電源質量的實時監控。

1.2.2浦江線道岔遠程監測系統的主要設備組成如下：

（1）監測模塊：監測模塊可以支持手機卡4G上網方式，可以根據GPS定位，實時顯示監測模塊所在位置。該模塊用于和道岔控制柜的PLC、

伺服驅動器及變頻器進行數據連接，并將采集到的數據上傳至云服務器。

（2）電源監測模塊：電源監測模塊主要分為兩部分：施耐德PLC及對應的模擬量輸入模塊，各交、直流電壓、電流變送器。

（3）遠程客戶端：可通過PC客戶端、WEB客戶端和手機客戶端（安卓APP和10S APP）遠程查看設備的運行參數、狀態等，接收設備報警信息，第一時間掌握設備故障狀態和故障原因。

（4）穩定高精度的調節電源輸入為AC120/230V;輸出為DC24V/2.5A。

（5）監測模塊配置軟件：主要對監測模塊進行數據配置，與PLC等道岔控制柜內設備建立數據連接通道，配置需要監測的數據。也可通過此軟件對監測模塊的本地歷史數據進行讀取。

1.3道岔遠程監測系統的主要功能

道岔遠程監測系統有很多的功能，最主要的功能有兩點，分別是對道岔故障進行診斷和分析以及對道岔參數進行分析并且報警，以下是具體介紹：

1.3.1道岔故障診斷和分析

為了及時發現故障，可通過PLC梯形圖程序實現故障的自診斷和白處理。

（1）超時檢測：設備在每條指令中的錯誤時間，因此可以作為參考，在可編程序控制器發送信號到相應的外部執行器開始活動時開始設定計時，啟動計時器的計時器時間長于正常情況下的持續時間動作大約20%，超時即為發生故障。

（2）邏輯錯誤檢查：PLC的輸入、輸出信號和內部的信號（如存儲器位的狀態）相互之間存在確定的關系，如出現異常的邏輯信號，則說明出了故障。

（3）云服務器存儲：道岔監測系統將建立云端數據中心，歷史監測數據可存人數據庫，形成道岔狀態歷史數據，對道岔狀態的趨勢分析和維修策略制定優化提供大數據基礎。

（4）遠程監測的系統界面設計：將需要監控的數據按組分類，將重要的監控數據進行登記保存，后期可通過歷史數據進行查看，設置報警數據，對報警數據進行報警記錄，并將報警信息發送至遠程手持終端，方便維護人員及時了解故障信息，排除故障，利用工業互聯網云服務器系統及大數據處理技術，建立數字化道岔實時監測及維保平臺。

1.3.2對道岔參數進行分析

通過以上對道岔遠程監測系統的闡述，得出了道岔在運行的時候會涉及到很多的參數，并且這些參數都要在規定的范圍內，因為一旦這些參數超出規定范圍，或者出現異常，就可能會對車輛的安全行駛造成威脅。而道岔遠程監測系統不僅可以對道岔的相關參數進行實時監控，還可以對采集的參數進行處理和分析，一旦發現參數不在規定范圍內，或者是出現異常，就可以自動報警。這樣就可以對出現的問題進行及時處理，避免因為時間的延誤而造成更大的損失。

2浦江線道岔遠程監測的必要性

浦江線是上海比較重要的一條地鐵線，所以對浦江線進行道岔遠程監測是很有必要的，以下是對浦江線進行道岔遠程監測必要性的幾點原因：

2.1保證地鐵行駛安全

道岔遠程監測系統可以對相關的參數進行實時監控和分析，然后根據分析的結果預測產生事故的概率和原因。這樣工作人員就可以根據預測的結果提前進行預防，進而就可以降低事故發生的概率，保證地鐵行駛的安全性。

2.2設備保修

道岔遠程監測系統可以對相關的儀器設備進行監控，進而就可以知道儀器設備具體的工作參數。如果發現儀器設備的工作參數出現異常，就可以自動進行保修，進而就可以保證儀器設備的使用壽命。

3浦江線道岔遠程監測系統的實際應用

上海是發展比較迅速的城市，人口和車輛也比較密集，尤其是在上班與下班高峰期的時候，所以地鐵就成為了很多人的選擇。浦江線是上海人流比較密集的一趟線，所以道岔遠程監測系統在上海最開始投入使用的時候，浦江線就是其中之一。道岔遠程監測系統在安裝完成以后，浦江線的工作人員在進行道岔監測的時候就不再需要到實地進行工作了，只需要在信號樓工作就可以了，這就大大降低了工作人員工作的復雜度與繁瑣度，同時也降低了雇傭工作人員的成本。道岔遠程監測系統在浦江線運行的時候，很好的完成了對道岔的遠程監測，避免了道岔發生故障。并且在對參數進行監測的時候也達到了很高的準確率。最主要的是，在道岔參數出現異常的時候，道岔遠程監測系統也及時發現，并且報警了，避免了更大的損失。以下圖1是道岔歷史報警記錄部分截圖：

4結束語

隨著我國科學技術的不斷改革與創新，我國對于道岔遠程監測系統的建設與運用已經越來越成熟了，并且道岔遠程監測系統在運用的過程中發揮了巨大的優勢，所以道岔遠程監測系統會是以后發展的必然趨勢，希望本篇論文對道岔遠程監測系統的完善與發展有所幫助。