道岔转换设备综合监测系统的研究与应用

刁洁明 上海铁路局工程质量监督站

随着铁路高速、高密度行车区段不断增加，为确保行车安全，对行车重要设备之一的道岔运用质量与状态稳定性要求极高，同时高速繁忙干线电务维修“天窗”制的全面推行，使得对道岔运行状态进行有效、实时监测的要求尤显迫切。在安装和使用本系统前，电务对道岔转辙机采用高密度定时检查的方式进行维护，维护工作巨大，并带来安全隐患。系统使用后，采用定时检查和特定检查相结合的方式进行维护：加长定时检查的周期，维护工作量直线下降，并把维护工作的安全隐患降至最低。该系统通过24 h实时监控道岔的各项工作指标，直观的显示出道岔设备的工作状态，对道岔设备的优质维护提供技术保障。

铁路道岔转换设备综合监测系统，主要通过对铁路设备道岔的工作状态进行实时监测，使道岔相关维护人员能够提前了解道岔工作状态的变化趋势，并及时发现存在的潜在问题，便于实现道岔相关设备的预防性状态修，防患于未然。

1 系统概述

该系统主要有道岔阻力监测、缺口监测等部分功能，主要由各个缺口采集模块、阻力采集模块、主控系统组成，如图1所示。

图1 系统结构示意图

（1）缺口采集模块主要数字摄像单元、图像采集处理单元等组成，主要功能：控制和完成图像的采集、暂存和上传。

（2）阻力采集模块主要由阻力传感单元、阻力采集单元等组成，主要功能：完成电机端电参数的采集、计算和上传。

（3）主控系统模块主要由工控主机、短信模块、语音告警模块、电源模块等组成，主要功能：配合系统软件完成主要系统功能和其他辅助功能。

2 系统工作流程

（1）各个室外缺口采集模块通过每台道岔的微型摄像装置取得相应的缺口区域的图像数据，按主控系统指令，分时间经由备用电缆上传至室内主控系统。如图2所示。

（2）每次每台道岔扳动完成后，均会启动相应道岔缺口图像采集，并即时上传至室内主机。如图3所示。

图2 道岔缺口实时图像

图3 道岔缺口记录图像

（3）每次每台道岔的扳动，均独立触发阻力采集模块的相应单元动作，完成相应电参数的采集、转换、计算与保存，再上传至主控系统。如图4所示。

图4 道岔阻力记录曲线

（4）主控系统通过系统软件，将所接收的缺口图像、全景图像、原始转换力矩数据、信号设备开关量信号及室外温湿度数据分别进行识别、运算、存储，同时显示各种图像与曲线，如超限立即告警（语音、短信），并输出相应控制命令。

（5）远程管理终端可登录各站机，可直接操作各站机的各项功能，并可远程查看站内各道岔缺口动态图像和站场全景图像。

3 系统告警信息分析

系统的异常警告分预警和告警两级。

（1）预警：表示一般性警告，需要用户注意。主要分：阻力超限预警（系统检测到的阻力大于本设备设定的阻力预警值）和缺口超限预警（系统检测到的缺口偏移量大于本设备设定的缺口偏移预警值）。

（2）告警：表示严重警告，需要用户处理（处理完成，消除告警后，系统方可继续自动运行），否则可能产生一定后果。主要有：阻力超限告警（系统检测到的阻力大于本设备设定的阻力告警值）、缺口超限告警（系统检测到的缺口偏移量大于本设备设定的缺口偏移告警值）。

（3）设备各参数的含义（见表1）。

表1 设备参数含义

4 结束语

铁路道岔转换设备综合监测系统技术先进，功能实用，其转辙机缺口视频监测直观、检测数据准确，转辙机转换力监测精度高，与微机监测系统接口符合部颁标准，界面友好，使用方便，为科学养护道岔转换设备提供了有效手段。加强道岔铁路道岔转换设备综合监测系统的运用与分析，要求各级调阅人员，尤其是生产一线的信号工区职工，必须充分利用铁路道岔转换设备综合监测系统提供的各项信息，综合分析判断，即可实现设备运行状态的动态管理，提前预防道岔转换设备故障，切实有效的提高道岔设备的运维修质量，使道岔转换设备长期处于可靠工作状态，为科学养护道岔转换设备提供了有效手段。