道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

刁潔明 上海鐵路局工程質(zhì)量監(jiān)督站

隨著鐵路高速、高密度行車區(qū)段不斷增加，為確保行車安全，對行車重要設(shè)備之一的道岔運用質(zhì)量與狀態(tài)穩(wěn)定性要求極高，同時高速繁忙干線電務(wù)維修“天窗”制的全面推行，使得對道岔運行狀態(tài)進行有效、實時監(jiān)測的要求尤顯迫切。在安裝和使用本系統(tǒng)前，電務(wù)對道岔轉(zhuǎn)轍機采用高密度定時檢查的方式進行維護，維護工作巨大，并帶來安全隱患。系統(tǒng)使用后，采用定時檢查和特定檢查相結(jié)合的方式進行維護：加長定時檢查的周期，維護工作量直線下降，并把維護工作的安全隱患降至最低。該系統(tǒng)通過24 h實時監(jiān)控道岔的各項工作指標(biāo)，直觀的顯示出道岔設(shè)備的工作狀態(tài)，對道岔設(shè)備的優(yōu)質(zhì)維護提供技術(shù)保障。

鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)，主要通過對鐵路設(shè)備道岔的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)測，使道岔相關(guān)維護人員能夠提前了解道岔工作狀態(tài)的變化趨勢，并及時發(fā)現(xiàn)存在的潛在問題，便于實現(xiàn)道岔相關(guān)設(shè)備的預(yù)防性狀態(tài)修，防患于未然。

1 系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)主要有道岔阻力監(jiān)測、缺口監(jiān)測等部分功能，主要由各個缺口采集模塊、阻力采集模塊、主控系統(tǒng)組成，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

（1）缺口采集模塊主要數(shù)字?jǐn)z像單元、圖像采集處理單元等組成，主要功能：控制和完成圖像的采集、暫存和上傳。

（2）阻力采集模塊主要由阻力傳感單元、阻力采集單元等組成，主要功能：完成電機端電參數(shù)的采集、計算和上傳。

（3）主控系統(tǒng)模塊主要由工控主機、短信模塊、語音告警模塊、電源模塊等組成，主要功能：配合系統(tǒng)軟件完成主要系統(tǒng)功能和其他輔助功能。

2 系統(tǒng)工作流程

（1）各個室外缺口采集模塊通過每臺道岔的微型攝像裝置取得相應(yīng)的缺口區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，按主控系統(tǒng)指令，分時間經(jīng)由備用電纜上傳至室內(nèi)主控系統(tǒng)。如圖2所示。

（2）每次每臺道岔扳動完成后，均會啟動相應(yīng)道岔缺口圖像采集，并即時上傳至室內(nèi)主機。如圖3所示。

圖2 道岔缺口實時圖像

圖3 道岔缺口記錄圖像

（3）每次每臺道岔的扳動，均獨立觸發(fā)阻力采集模塊的相應(yīng)單元動作，完成相應(yīng)電參數(shù)的采集、轉(zhuǎn)換、計算與保存，再上傳至主控系統(tǒng)。如圖4所示。

圖4 道岔阻力記錄曲線

（4）主控系統(tǒng)通過系統(tǒng)軟件，將所接收的缺口圖像、全景圖像、原始轉(zhuǎn)換力矩數(shù)據(jù)、信號設(shè)備開關(guān)量信號及室外溫濕度數(shù)據(jù)分別進行識別、運算、存儲，同時顯示各種圖像與曲線，如超限立即告警（語音、短信），并輸出相應(yīng)控制命令。

（5）遠程管理終端可登錄各站機，可直接操作各站機的各項功能，并可遠程查看站內(nèi)各道岔缺口動態(tài)圖像和站場全景圖像。

3 系統(tǒng)告警信息分析

系統(tǒng)的異常警告分預(yù)警和告警兩級。

（1）預(yù)警：表示一般性警告，需要用戶注意。主要分：阻力超限預(yù)警（系統(tǒng)檢測到的阻力大于本設(shè)備設(shè)定的阻力預(yù)警值）和缺口超限預(yù)警（系統(tǒng)檢測到的缺口偏移量大于本設(shè)備設(shè)定的缺口偏移預(yù)警值）。

（2）告警：表示嚴(yán)重警告，需要用戶處理（處理完成，消除告警后，系統(tǒng)方可繼續(xù)自動運行），否則可能產(chǎn)生一定后果。主要有：阻力超限告警（系統(tǒng)檢測到的阻力大于本設(shè)備設(shè)定的阻力告警值）、缺口超限告警（系統(tǒng)檢測到的缺口偏移量大于本設(shè)備設(shè)定的缺口偏移告警值）。

（3）設(shè)備各參數(shù)的含義（見表1）。

表1 設(shè)備參數(shù)含義

4 結(jié)束語

鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)先進，功能實用，其轉(zhuǎn)轍機缺口視頻監(jiān)測直觀、檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換力監(jiān)測精度高，與微機監(jiān)測系統(tǒng)接口符合部頒標(biāo)準(zhǔn)，界面友好，使用方便，為科學(xué)養(yǎng)護道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備提供了有效手段。加強道岔鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)的運用與分析，要求各級調(diào)閱人員，尤其是生產(chǎn)一線的信號工區(qū)職工，必須充分利用鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)提供的各項信息，綜合分析判斷，即可實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)的動態(tài)管理，提前預(yù)防道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備故障，切實有效的提高道岔設(shè)備的運維修質(zhì)量，使道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備長期處于可靠工作狀態(tài)，為科學(xué)養(yǎng)護道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備提供了有效手段。