國鐵道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)在地鐵車站上的應(yīng)用

王煒

摘要：道岔是信號系統(tǒng)的重要設(shè)備。在影響行車的信號故障中，道岔故障所占的比例很大。通過對道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)的原理、功能、構(gòu)成及其設(shè)計等幾個方面的介紹，說明了道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)的使用不僅可以提前預(yù)防道岔轉(zhuǎn)轍機的相關(guān)故障，而且還可以解決長期以來維修人員用目測的方法檢查和調(diào)整道岔缺口、油缸液面高度的落后手段以及降低維修人員的維修難度，縮短維修時間，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng);信號;轉(zhuǎn)轍機

1.地鐵車站道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)的必要性

轉(zhuǎn)轍機作為道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的重要組成部分，其工況直接影響著地鐵運營的安全與效率。在轉(zhuǎn)轍機的維修工作中，現(xiàn)場工人需對轉(zhuǎn)轍機各項工作參數(shù)進行測量和調(diào)整。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)轍機參數(shù)獲取多為在維修日通過人工的方式，使用各種儀表、工具現(xiàn)場采集。非維修日，人員無法上道，轉(zhuǎn)轍機的工作參數(shù)無法采集，不能及時發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機工況的變化。

道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)采用現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集﹢現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理的方式，通過智能監(jiān)測終端與功能性傳感器的組合方式，將各種監(jiān)測功能在轉(zhuǎn)轍機箱內(nèi)全部實現(xiàn)，無需室內(nèi)計算機的干預(yù)，并提供被監(jiān)測設(shè)備工況的現(xiàn)場顯示和超限報警。同時，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，上傳至室內(nèi)監(jiān)測站機，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進一步分析處理，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)轍機工況的實時監(jiān)測、故障預(yù)報警，使各級維護人員通過網(wǎng)絡(luò)即可即時監(jiān)測、查詢線路上的每一臺轉(zhuǎn)轍機工況，提高了維修效率。

2.系統(tǒng)的工作原理及功能

2.1工作原理

2.1.1工作電流、工作電壓、阻力監(jiān)測：采集監(jiān)測電機的電流、電壓，計算瞬時電功率，再通過換算得到瞬時推力，以此監(jiān)測轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換阻力。

2.1.2工作壓力監(jiān)測：采用壓力傳感器從電液轉(zhuǎn)轍機測壓接口處采集液壓回路工作壓力。

2.1.3油缸液面高度監(jiān)測：采用高精度液位傳感器，從電液轉(zhuǎn)轍機油缸油量檢查孔中采集液面高度。

2.1.4缺口偏移監(jiān)測：采用視頻監(jiān)測方式。在表示桿上設(shè)立監(jiān)測標(biāo)記圖像作為測試基準(zhǔn)，通過比對后續(xù)拍攝圖像與基準(zhǔn)圖像的差別，確定監(jiān)測缺口的偏移。

2.2系統(tǒng)功能

2.2.1監(jiān)測轉(zhuǎn)轍機的工作電流、工作壓力、轉(zhuǎn)換阻力、油缸液位、轉(zhuǎn)換時間、缺口偏移及方向，并提供轉(zhuǎn)轍機內(nèi)的數(shù)據(jù)顯示與報警。

2.2.2提供轉(zhuǎn)轍機的各種參數(shù)查詢、趨勢曲線、振動加速度、溫度、統(tǒng)計報表。

2.2.3提供實時連續(xù)缺口監(jiān)測，同步偵測振動加速度變化，實現(xiàn)過車時缺口變化的監(jiān)測。

2.2.4具備自檢功能，能偵測室外各個監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)，對發(fā)生故障的監(jiān)測設(shè)備提出設(shè)備故障報警，方便系統(tǒng)自身的維護。

3.系統(tǒng)設(shè)計

道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)道岔類型、牽引點以及電纜分束等，合理配置主機、智能監(jiān)測終端、采集模塊等設(shè)備。

3.1室外設(shè)計

室外監(jiān)測設(shè)備安裝方式采用智能監(jiān)測終端﹢功能性傳感器的模式。轉(zhuǎn)轍機箱盒內(nèi)安裝的設(shè)備有：

3.1.1智能監(jiān)測終端：使用環(huán)形支架安裝于轉(zhuǎn)轍機油泵上方，用于控制轉(zhuǎn)轍機內(nèi)的壓力傳感器、液位傳感器、視頻缺口監(jiān)測圖像傳感器和與室內(nèi)的通信。

3.1.2壓力傳感器：通過快速接口安裝于測壓接口上，用于采集工作壓力。

3.1.3液位傳感器：安裝于油缸油標(biāo)尺孔中，替換原有的油標(biāo)尺，用于采集液面高度。

3.1.4視頻缺口偏移傳感器：安裝于兩組動靜接點之間，采用一個圖像傳感器拍攝表示桿中部的相應(yīng)桿上的測量靶標(biāo)來測量缺口位移。

3.1.5缺口靶標(biāo)：設(shè)于表示桿上的測量基準(zhǔn)，直接粘貼于攝像頭下方相應(yīng)的表示桿上，位于圖像傳感器拍攝范圍中部即可。

3.2室內(nèi)設(shè)計

道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)室內(nèi)外通信采用CAN總線，各站站機與綜合維護中心機房之間，使用局域網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議通信。

系統(tǒng)控制主機設(shè)置于每個車站內(nèi)，接收、存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)，運行系統(tǒng)分析軟件，提供維修指導(dǎo)信息，控制主機上設(shè)聲光報警功能。

系統(tǒng)主服務(wù)器設(shè)置于綜合維護中心機房，通過局域網(wǎng)與各站站機連接，實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享、備份。

3.3與微機監(jiān)測系統(tǒng)的整合設(shè)計

道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)可以自行組成獨立系統(tǒng)運行，也可整合于微機監(jiān)測系統(tǒng)中。微機監(jiān)測系統(tǒng)中增設(shè)道岔轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測項目，當(dāng)在微機監(jiān)測系統(tǒng)中點擊該選項時，自動調(diào)用運行于后臺的本系統(tǒng)程序，彈窗顯示于前端。

4.國鐵道岔監(jiān)測系統(tǒng)在地鐵上的應(yīng)用可行性

在地鐵車站的道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中，所選用的設(shè)備為國鐵中安裝使用的道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其設(shè)計靈活，換用不同的安裝支架可適應(yīng)不同型號的轉(zhuǎn)轍機。

目前上海軌道交通各線所使用的轉(zhuǎn)轍機型號為ZYJ7側(cè)裝式、ZYJ7軌枕式電液轉(zhuǎn)轍機;ZDJ9、ZD6型電動轉(zhuǎn)轍機。針對各種型號轉(zhuǎn)轍機，需要調(diào)整的實施方案如下：

4.1 ZYJ7側(cè)裝式電液轉(zhuǎn)轍機、ZDJ9和ZD6型電動轉(zhuǎn)轍機與國鐵使用的轉(zhuǎn)轍機結(jié)構(gòu)一樣，所以，可沿用原來國鐵的道岔綜合監(jiān)測方案，此方案在國鐵已得到規(guī)模應(yīng)用。

4.2 ZYJ7軌枕式電液轉(zhuǎn)轍機只有上海軌交系統(tǒng)采用，相對于ZYJ7側(cè)裝式，其箱體尺寸和結(jié)構(gòu)有比較大的變化，同時箱體的縮小，使得前后機內(nèi)部空間極其緊湊，只能安裝下視頻缺口傳感器，智能監(jiān)測終端需要安裝在液壓站內(nèi)。

4.3各型號轉(zhuǎn)轍機在安裝監(jiān)測終端與各種傳感器后，未對原有系統(tǒng)造成結(jié)構(gòu)上的更改，不會對現(xiàn)有系統(tǒng)的工作產(chǎn)生干擾，所有設(shè)計均為直接與主控制回路相連，安全設(shè)計考慮比較周全。

5.結(jié)語

上海地鐵真如站試用道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)以來，通過系統(tǒng)控制站機記錄、分析轉(zhuǎn)轍機的動作參數(shù)以及其提供的預(yù)警信息，降低了維修人員的維修難度，縮短了維修時間，實現(xiàn)了狀態(tài)修;同時也確保了轉(zhuǎn)轍機設(shè)備能長周期、高效率地穩(wěn)定運行，滿足了運輸生產(chǎn)需要，防止了道岔設(shè)備不良引發(fā)的行車事故，使安全生產(chǎn)上了一個新臺階。

參考文獻：

[1]張華，孫洋.道岔狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J].鐵路通信信號，2008（11）：7.

[2]劉克強.高速客運專線道岔監(jiān)測系統(tǒng)研究及應(yīng)用[J].中國鐵路，2009（4）：38.