摘 要：近年來，我國動車和高鐵等電氣化鐵路得到了良好發(fā)展。接觸網(wǎng)是電氣化鐵路獲得電能的唯一來源途徑，但在電氣化鐵路接觸網(wǎng)的架設(shè)和搭建過程中，由于鐵路路線所處地形十分復(fù)雜，而且鐵路路線的距離較長，所以相應(yīng)的接觸網(wǎng)架設(shè)具有較大的難度。在掛地接線工作的正常開展中，以往的工作模式已經(jīng)不能滿足檢修作業(yè)的要求，特別是在大型停電檢修作業(yè)的開展中，如果由于管理不善等原因引發(fā)帶電掛接地線或者帶地線合閘送電情況的發(fā)生，將會造成不可挽回的后果。本文主要對接觸網(wǎng)檢修作業(yè)中一種防誤掛接地線監(jiān)測裝置的研制進行分析與闡述。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)檢修作業(yè)；防誤掛接；地線監(jiān)測

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展以及科學技術(shù)水平的不斷提升，我國電氣化鐵路的良好發(fā)展得到了有效促進。接觸網(wǎng)是電氣化鐵路獲得電能動力的唯一設(shè)備，但在電氣化鐵路接觸網(wǎng)的架設(shè)過程中，由于鐵路路線所處地形較為復(fù)雜，鐵路路線的距離較長，給接觸網(wǎng)架設(shè)工作帶來一定的難度。電氣化鐵路接觸網(wǎng)的日常檢修主要包括工作票簽發(fā)和驗電以及掛地接線等環(huán)節(jié)，其中任一環(huán)節(jié)出問題都會導(dǎo)致設(shè)備的癱瘓以及人員的傷害。在掛地接線工作的正常開展中，傳統(tǒng)的工作模式已經(jīng)不能滿足檢修作業(yè)的要求，尤其是在大型停電檢修作業(yè)的開展中，一旦由于管理不善等原因引發(fā)帶點掛接地線，或者帶地線合閘送電情況的發(fā)生，將會造成嚴重發(fā)的影響。因此，十分有必要研制一種防誤掛接地線監(jiān)測裝置，從而保證接觸網(wǎng)檢修工作的順利進行，保護檢修人員的生命安全。

1、防誤掛接地線監(jiān)測裝置總體設(shè)計方案

1.1、地線可視化管理系統(tǒng)研究內(nèi)容

本次研發(fā)實驗的內(nèi)容主要包括接觸網(wǎng)檢修作業(yè)掛接地線裝置的研制和接觸網(wǎng)檢修作業(yè)掛接地線信息收集裝置的研制以及后臺監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)等三方面內(nèi)容。本次實驗開展的目的在于使監(jiān)控中心對接觸網(wǎng)檢修作業(yè)現(xiàn)場的遠程監(jiān)控成為現(xiàn)實，保證接觸網(wǎng)檢修作業(yè)的開展能夠更加安全和高效。防誤掛接地線監(jiān)測裝置能夠根據(jù)工作票的信息對驗電和掛地接線以及掛接位置等進行準確確定，同時能夠?qū)笈_監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的相關(guān)請求命令做出及時響應(yīng)。監(jiān)測裝置采集的信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給信息收集裝置，而后經(jīng)過預(yù)處理后再傳輸給后臺的監(jiān)控系統(tǒng)，相應(yīng)的可視化顯示界面將對發(fā)來的信息進行顯示以及標定，從而達到對接地線有效監(jiān)管以及遠程控制的目的。

1.2、ATmega1280處理器

此處理器是防誤掛接地線監(jiān)測裝置的核心部分，能夠?qū)Ω鱾€功能模塊進行協(xié)調(diào)與組織，從而使各個模塊的組合和順序得到優(yōu)化。因此，進行防誤掛接地線監(jiān)測裝置首先就要根據(jù)相應(yīng)的功能需求來進行處理器的合理選擇，這樣才能進行下一步的研究實驗。當前市場上的處理器芯片大多數(shù)用于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計，其中，AVR單片機控制器具有較高的可靠性和較強的功能性，同時其處理速度較快，相應(yīng)的功耗以及價格等相對較低。憑借著諸多優(yōu)點，這一控制器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)實時控制和計算及外部設(shè)備以及儀器儀表等領(lǐng)域的設(shè)計和研制。根據(jù)防誤掛接地線管理系統(tǒng)以及相應(yīng)監(jiān)測裝置的設(shè)計要求，AVR單片機所具有的優(yōu)勢完全能夠滿足監(jiān)測裝置的要求，所以本實驗采用ATmega1280作為監(jiān)測裝置的核心處理器。

2、防誤掛接地線監(jiān)測裝置硬件設(shè)計

根據(jù)接觸網(wǎng)檢修作業(yè)防誤掛接地線監(jiān)測裝置的功能需求，相應(yīng)的硬件設(shè)計主要組成部分詳見圖2。其中，主處理器模塊采用的是ATmega1280處理器，最小系統(tǒng)電路由時鐘電路和復(fù)位電路以及電源電路等幾部分組成，以此來保證芯片的正常運行。相應(yīng)的驗電模塊主要對掛接地線前的掛接線路帶電狀態(tài)進行再次確認；無線通信模塊主要對監(jiān)測裝置與后臺系統(tǒng)以及相關(guān)監(jiān)控人員進行通信傳輸；地線監(jiān)測傳感模塊采用超聲測距的原理來對地線的掛接狀態(tài)進行監(jiān)測；圖像獲取模塊主要對接地線掛接處的圖片進行拍攝，從而為接地線的掛接狀態(tài)判定提供有力的判定依據(jù)；GPS模塊主要對地線掛接位置的坐標進行采集，而后通過串口傳遞給處理器，再將緯度和經(jīng)度以及時間等重要信息提取出來，最后傳輸給后臺監(jiān)控系統(tǒng)進行標定；顯示與鍵盤輸入模塊主要對工作票和目標地址以及裝置的工作模式等重要信息進行按鍵輸入，并對其進行顯示。

3、防誤掛接地線監(jiān)測裝置軟件的開發(fā)

在防誤掛接地線監(jiān)測裝置的硬件設(shè)施設(shè)計結(jié)束后，對軟件進行開發(fā)也是關(guān)鍵一步，只有將軟件開發(fā)出來，才能使本次實驗的目標得以達成。當前，接觸網(wǎng)檢修作業(yè)防誤掛接地線監(jiān)測裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖以及相關(guān)電路已經(jīng)確定，接下來就需要對與之相應(yīng)適應(yīng)的軟件程序進行開發(fā)和設(shè)計，從而使各個模塊之間在物理連接的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)功能上的良好配合，最終達到監(jiān)測裝置設(shè)計的預(yù)期要求。

結(jié)束語：

綜上所述，在電氣化鐵路接觸網(wǎng)檢修工作的開展中，防誤掛接地線監(jiān)測裝置在其中的應(yīng)用必將會起到重要作用，此監(jiān)測裝置的應(yīng)用不但能夠提高接觸網(wǎng)檢修工作效率，還能使檢修人員的生命安全得到有效保護。本文就防誤掛接地線監(jiān)測裝置相關(guān)硬件的設(shè)計及軟件的開發(fā)等進行了一系列實驗研究，從而為以后相關(guān)監(jiān)測裝置的陸續(xù)研發(fā)提供一定的數(shù)據(jù)支持。相信隨著我國相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)水平的不斷提升，接觸網(wǎng)防誤掛接地線監(jiān)測裝置的研制會進一步得到加強與完善，從而促進我國電氣化鐵路的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：

徐景超（1985.08）男，漢族，河北省，石家莊市，藁城區(qū)，從事電氣化鐵路運行維護管理工作；