李福建

（河南輝煌科技股份有限公司，河南鄭州 450000）

鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)應用與分析

李福建

（河南輝煌科技股份有限公司，河南鄭州 450000）

鐵路的高速發(fā)展帶動了信號技術的革新和進步，鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)是一個全新的監(jiān)測系統(tǒng)，也是信號微機監(jiān)測系統(tǒng)的擴展，解決了長期以來人工監(jiān)測道岔缺口存在的各種問題。基于此，結(jié)合傳統(tǒng)道岔監(jiān)測存在的問題，對鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)的功能與特點及其具體應用進行闡述。

鐵路道岔；監(jiān)測系統(tǒng)；功能

隨著我國鐵路從普速到高速的迅猛發(fā)展，鐵路信號技術也隨之不斷更新和升級。信號微機監(jiān)測技術也從單一的關鍵點監(jiān)測延伸到目前的綜合性監(jiān)測。但是，針對道岔的監(jiān)測僅僅是對轉(zhuǎn)轍機動作電流曲線、定反表示電壓等這些電壓電流指標的監(jiān)測，其他關鍵指標如轉(zhuǎn)轍機檢測桿缺口、內(nèi)部工作環(huán)境等還沒有納入到監(jiān)測中。而將計算機信息技術、網(wǎng)絡技術應用于轉(zhuǎn)轍機的監(jiān)測，是鐵路信號技術發(fā)展的需要，也是解決轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測問題的有效途徑。

1 鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)概述

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國鐵路客運貨運壓力激增，各條線路列車高密度開行，電務維護部門可用的天窗維修時間越來越短，信號工作人員巡查工作量大、勞動強度高，加之酷暑嚴寒、人力不足等其他因素影響，導致車站及線路所內(nèi)道岔轉(zhuǎn)轍機隱性故障難以及時發(fā)現(xiàn)，存在安全隱患。為便于維護人員實時監(jiān)測道岔狀態(tài)，保證列車運行安全，亟需一種有效的遠程可視監(jiān)測措施，實時掌握道岔運用狀態(tài)，以便及時消除道岔安全隱患，保障列車安全穩(wěn)定運行。

1.1 道岔的作用

道岔是靠室外轉(zhuǎn)轍機的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)定反位的移動，從而引導列車轉(zhuǎn)換股道。轉(zhuǎn)轍機檢測桿缺口值過大或過小都會使轉(zhuǎn)轍機無法鎖閉，從而導致道岔無法扳動到位，就是鐵路信號人員俗稱的“卡缺口”。此類故障一旦發(fā)生就有可能影響鐵路運輸危及行車安全。

1.2 傳統(tǒng)道岔缺口監(jiān)測存在問題

現(xiàn)在道岔缺口的檢測過程為：天窗點內(nèi)，需要檢測的道岔停用后，維護人員從工區(qū)到咽喉區(qū)道岔位置，打開轉(zhuǎn)轍機防護罩，用專用測試工具比較缺口大小，記錄缺口值，完成一個的轉(zhuǎn)轍機檢測桿缺口的測試。表現(xiàn)出的問題有：①檢測時間固定，在保證運輸?shù)那疤嵯拢荒茈S時停用道岔進行測試，只能在固定的天窗修時間內(nèi)檢測；②檢測誤差大，缺口大小一般為3mm左右，靠人工肉眼來比對缺口的大小，會造成不必要的誤差；③檢測效率低，從天窗開始，到達測試咽喉區(qū)，然后打開轉(zhuǎn)轍機防護罩測試，這些都是測試的準備時間，一個天窗點能完成一個中小站的咽喉區(qū)的測試，而特大站測試完成需要的時間更長；④記錄數(shù)據(jù)不具備后續(xù)分析，測試記錄的數(shù)據(jù)沒有連貫性，并且測試記錄的樣本太少，不具備參考和分析價值。

1.3 鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)的功能與特點

鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)主要目的是為了避免或減少道岔擠岔、缺口不密貼、滑床板摩卡等問題可能造成的行車事故，減少道岔維護人員工作量，為道岔、轉(zhuǎn)轍機維護人員提供設備運行現(xiàn)狀和趨勢。鐵路道岔綜合監(jiān)測不但能實現(xiàn)持續(xù)、實時、準確、高效地檢測缺口的大小，并且還增加了對轉(zhuǎn)轍機內(nèi)部的溫濕度、油壓油位的測試，并記錄存儲測試值。

道岔缺口綜合監(jiān)測系統(tǒng)采用先進的視頻傳感器技術、寬帶數(shù)據(jù)傳輸技術及智能圖像處理技術，并結(jié)合數(shù)據(jù)分析、規(guī)則驗證，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)轍機表示缺口、轉(zhuǎn)轍機內(nèi)溫濕度、電液轉(zhuǎn)轍機油壓、油位等關鍵數(shù)據(jù)的自動采集和趨勢分析［1］。其主要功能有：①實時、連續(xù)采集缺口數(shù)據(jù)，采用微型高清全彩攝像頭采集，采集轉(zhuǎn)轍機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的真實缺口結(jié)構(gòu)，并按照系統(tǒng)設置要求實時采集轉(zhuǎn)轍機表示缺口圖像，確保連續(xù)和無遺漏；②采用圖像分析及數(shù)據(jù)處理技術，以攝像機的像素間距離為單位來分析道岔缺口的大小，理論上精度可以達到0.01mm，相對于人工測試的誤差來說可以忽略不計；③利用計算機技術、網(wǎng)絡技術，快速、實時地傳輸采集數(shù)據(jù)到室內(nèi)監(jiān)測終端，維護人員可以實時監(jiān)測缺口變化；④利用數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)存儲功能，數(shù)據(jù)存儲大小不受系統(tǒng)限制，從而滿足系統(tǒng)對歷史數(shù)據(jù)的分析；⑤轉(zhuǎn)轍機溫、濕度采集可以對后期的缺口數(shù)據(jù)分析提供完整的數(shù)據(jù)庫，從而可以根據(jù)溫濕度的變化掌握缺口變化的趨勢和外因，以此來應對天氣變化對道岔動作的影響；⑥油壓、油位的采集，可實現(xiàn)電液轉(zhuǎn)轍機動作油缸左右腔壓力和油箱油位變化自動采集，取代人工定期巡檢。這些擴展的功能不但充實了缺口監(jiān)測的內(nèi)容，也給現(xiàn)場設備的維護提供了極大的方便。

道岔缺口綜合監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合以上實時采集的數(shù)據(jù)，監(jiān)測終端可以將檢測的缺口、溫濕度、油壓、油位值以報表、曲線和報警等多種形式展現(xiàn)，并對采集的缺口、濕度、油壓、油位值進行實時預警和報警。系統(tǒng)還具備如下個性化特點：①點擊各種報警后記錄后直接定位至報警時刻前后3min的數(shù)據(jù)記錄，供維護人員進行分析?？梢匀斯ち泶娓鞣N報警前后3min的記錄到其他存儲器；②系統(tǒng)還可以通過人工手動回放歷史數(shù)據(jù)中任意時刻的記錄信息；③綜合數(shù)據(jù)分析，每一項報警記錄點擊后，如果需要對此報警進行分析，系統(tǒng)在同一分析界面提供了回放過程中每一時刻的溫濕度、油壓、油位的值。

2 鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)的具體應用

在實際的應用中，鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)也應參照信號微機監(jiān)測的“三級三層結(jié)構(gòu)”劃分，也可以獨立構(gòu)建。系統(tǒng)獨立組網(wǎng)時，系統(tǒng)主要由中心數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、通信服務器、綜合維護工作站和中心網(wǎng)絡設備組成；車站由車站服務器、車站網(wǎng)絡設備、現(xiàn)場采集分機組成。現(xiàn)場采集分機可根據(jù)采集對象的數(shù)量、類型，采集多個道岔的信息。

鐵路線路及站場環(huán)境的復雜程度不是在實驗室中能夠模擬和體現(xiàn)的，整個系統(tǒng)的現(xiàn)場應用過程必須要考慮可靠性和安全性，從系統(tǒng)建設成本和后期的維護方面還要考慮系統(tǒng)的擴展性。

可靠性，主要是指室內(nèi)外設備的穩(wěn)定性，特別是室外設備運行環(huán)境有高溫、高寒、潮濕、風雨和電磁干擾等很多因素，故核心設備必須要采用工業(yè)級產(chǎn)品，進行電磁兼容、防雷、高溫、低溫、振動和IP防護等各項型式試驗，確保系統(tǒng)可在現(xiàn)場嚴酷條件下7×24h穩(wěn)定工作。

安全性，主要是設備和采集數(shù)據(jù)存儲的安全性。設備的安裝位置，特別是室外設備分布設于鐵路用地界內(nèi)，現(xiàn)場監(jiān)測設備的安裝不得侵入客運專線的建筑限界；系統(tǒng)采樣設備與被監(jiān)測設備之間采用良好的電氣隔離措施，任何情況下均不會影響被監(jiān)測設備的正常工作，符合故障導向安全原則。系統(tǒng)設備具有抗雷電及電氣化鐵路電磁干擾的能力，安置于軌旁的設備能夠適應鐵路沿線常年潮濕、多雨、多風的氣候條件，轉(zhuǎn)轍機內(nèi)設備能耐受油污、振動等惡劣因素，并穩(wěn)定工作。設備出現(xiàn)故障時或者其他系統(tǒng)的接口設備出現(xiàn)故障時，不影響其他系統(tǒng)的正常運行。

可擴展性，系統(tǒng)架構(gòu)時充分考慮現(xiàn)場實施規(guī)模和運用環(huán)境的不確定性，在軟件架構(gòu)、硬件配置、數(shù)據(jù)處理能力等方面均留有較大擴容余量，無論工程初期或后期需要增加監(jiān)測點數(shù)量時，只需在室外監(jiān)測點增加相應的基礎監(jiān)測設備即可，減少投資。盡可能和目前信號微機監(jiān)測設備提供接口，減少信號機械室內(nèi)設備的數(shù)量，不但減少設備維護的工作量，降低了成本，還可以充分利用信號微機監(jiān)測強大的數(shù)據(jù)報表、日曲線、月曲線等功能進行數(shù)據(jù)分析，降低系統(tǒng)開發(fā)成本，提高系統(tǒng)開發(fā)效率。

3 結(jié)語

隨著鐵路建設規(guī)模的不斷擴大，信號設備必將大幅增加，勢必造成設備數(shù)量和維護人員數(shù)量比例不斷擴大。鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)確保對道岔工作狀態(tài)的實時監(jiān)測，減少人員現(xiàn)場測試的次數(shù)，并且可以避開天窗測試的時間限制，有效減輕電務維護人員工作壓力，提高工作效率，為促進轉(zhuǎn)轍機維修工作由故障修向狀態(tài)修轉(zhuǎn)變奠定基礎。

［1］辛軍.鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)研究［J］.通訊世界，2016（12）：269-270.

Application and Analysis of Railway Turnout Integrated Monitoring System

Li Fujian
（Henan Splendor Science&Technology Co.Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

The rapid development of railway drives the innovation and progress of signal technology.Railway turnout integrated monitoring system is a brand-new monitoring system and an extension of the signal microcomputer monitoring system,it has solved various problems caused by manual monitoring of turnout gap.Based on this,combined with the problems existing in the traditional switch monitoring,this paper expounded the functions and features of the railway turnout integrated monitoring system and its application.

railway turnout；monitoring system；function

U213.6

A

1003-5168（2016）11-0054-02

2016-10-22

李福建（1978-），男，本科，中級工程師，研究方向：鐵路信號微機監(jiān)測、控制等系統(tǒng)研究、開發(fā)、應用。