鐵路道岔綜合監測系統應用與分析

李福建

（河南輝煌科技股份有限公司，河南鄭州 450000）

鐵路道岔綜合監測系統應用與分析

李福建

（河南輝煌科技股份有限公司，河南鄭州 450000）

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

鐵路道岔；監測系統；功能

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

1 鐵路道岔綜合監測系統概述

隨著經濟的快速發展，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道岔轉轍機隱性故障難以及時發現，存在安全隱患。為便于維護人員實時監測道岔狀態，保證列車運行安全，亟需一種有效的遠程可視監測措施，實時掌握道岔運用狀態，以便及時消除道岔安全隱患，保障列車安全穩定運行。

1.1 道岔的作用

道岔是靠室外轉轍機的轉動來實現定反位的移動，從而引導列車轉換股道。轉轍機檢測桿缺口值過大或過小都會使轉轍機無法鎖閉，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”。此類故障一旦發生就有可能影響鐵路運輸危及行車安全。

1.2 傳統道岔缺口監測存在問題

現在道岔缺口的檢測過程為：天窗點內，需要檢測的道岔停用后，維護人員從工區到咽喉區道岔位置，打開轉轍機防護罩，用專用測試工具比較缺口大小，記錄缺口值，完成一個的轉轍機檢測桿缺口的測試。表現出的問題有：①檢測時間固定，在保證運輸的前提下，不能隨時停用道岔進行測試，只能在固定的天窗修時間內檢測；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，然后打開轉轍機防護罩測試，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的測試，而特大站測試完成需要的時間更長；④記錄數據不具備后續分析，測試記錄的數據沒有連貫性，并且測試記錄的樣本太少，不具備參考和分析價值。

1.3 鐵路道岔綜合監測系統的功能與特點

鐵路道岔綜合監測系統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、轉轍機維護人員提供設備運行現狀和趨勢。鐵路道岔綜合監測不但能實現持續、實時、準確、高效地檢測缺口的大小，并且還增加了對轉轍機內部的溫濕度、油壓油位的測試，并記錄存儲測試值。

道岔缺口綜合監測系統采用先進的視頻傳感器技術、寬帶數據傳輸技術及智能圖像處理技術，并結合數據分析、規則驗證，實現對轉轍機表示缺口、轉轍機內溫濕度、電液轉轍機油壓、油位等關鍵數據的自動采集和趨勢分析［1］。其主要功能有：①實時、連續采集缺口數據，采用微型高清全彩攝像頭采集，采集轉轍機內部結構的真實缺口結構，并按照系統設置要求實時采集轉轍機表示缺口圖像，確保連續和無遺漏；②采用圖像分析及數據處理技術，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、網絡技術，快速、實時地傳輸采集數據到室內監測終端，維護人員可以實時監測缺口變化；④利用數據庫存儲數據，提供數據存儲功能，數據存儲大小不受系統限制，從而滿足系統對歷史數據的分析；⑤轉轍機溫、濕度采集可以對后期的缺口數據分析提供完整的數據庫，從而可以根據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，可實現電液轉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測的內容，也給現場設備的維護提供了極大的方便。

道岔缺口綜合監測系統結合以上實時采集的數據，監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，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的數據記錄，供維護人員進行分析。可以人工另存各種報警前后3min的記錄到其他存儲器；②系統還可以通過人工手動回放歷史數據中任意時刻的記錄信息；③綜合數據分析，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 鐵路道岔綜合監測系統的具體應用

在實際的應用中，鐵路道岔綜合監測系統也應參照信號微機監測的“三級三層結構”劃分，也可以獨立構建。系統獨立組網時，系統主要由中心數據庫服務器、應用服務器、通信服務器、綜合維護工作站和中心網絡設備組成；車站由車站服務器、車站網絡設備、現場采集分機組成。現場采集分機可根據采集對象的數量、類型，采集多個道岔的信息。

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

可靠性，主要是指室內外設備的穩定性，特別是室外設備運行環境有高溫、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級產品，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，確保系統可在現場嚴酷條件下7×24h穩定工作。

安全性，主要是設備和采集數據存儲的安全性。設備的安裝位置，特別是室外設備分布設于鐵路用地界內，現場監測設備的安裝不得侵入客運專線的建筑限界；系統采樣設備與被監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測設備的正常工作，符合故障導向安全原則。系統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，轉轍機內設備能耐受油污、振動等惡劣因素，并穩定工作。設備出現故障時或者其他系統的接口設備出現故障時，不影響其他系統的正常運行。

可擴展性，系統架構時充分考慮現場實施規模和運用環境的不確定性，在軟件架構、硬件配置、數據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測點數量時，只需在室外監測點增加相應的基礎監測設備即可，減少投資。盡可能和目前信號微機監測設備提供接口，減少信號機械室內設備的數量，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測強大的數據報表、日曲線、月曲線等功能進行數據分析，降低系統開發成本，提高系統開發效率。

3 結語

隨著鐵路建設規模的不斷擴大，信號設備必將大幅增加，勢必造成設備數量和維護人員數量比例不斷擴大。鐵路道岔綜合監測系統確保對道岔工作狀態的實時監測，減少人員現場測試的次數，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，為促進轉轍機維修工作由故障修向狀態修轉變奠定基礎。

［1］辛軍.鐵路信號集中監測系統研究［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：鐵路信號微機監測、控制等系統研究、開發、應用。