淺談信號集中監測系統道岔智能分析的實現方案

滕瑾就

【摘 要】隨著我國鐵路技術的高速發展，依托集中監測系統，運用計算機技術、傳感器技術、通信技術和數據庫技術實現了對道岔的動作曲線、功率曲線等的監測，并采用智能分析方法，明確維修點或快速定位故障點，對道岔實施狀態修創造有利條件。

【Abstract】 With the rapid development of railway technology in China， relying on the centralized monitoring system， using computer technology， sensor technology， communication technology and database technology to achieve the monitoring of the switch's action curve and power curve. Intelligent analysis method is adopted to clear pits or fast locate the fault point， create favorable conditions for switch state.

【關鍵詞】集中監測;道岔;智能分析

【Keywords】 centralized monitoring; switch; intelligent analysis

【中圖分類號】U284.92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）08-0174-02

1 引言

隨著鐵路事業的不斷發展，道岔作為鐵路安全的關鍵設備，被賦予了更高的安全要求。道岔設備的日常維護工作量大且只能在有限的天窗時間內進行，故障時采用傳統的故障后維修模式。隨著鐵路行車密度的增大，道岔故障處理及日常維護時間的增加必定影響到行車效率。為提高工作效率、減少行車干擾，智能故障診斷已成為監測系統的必然發展方向。目前，鐵路大部分車站都配備了信號集中監測，但只具備常規的監測功能，僅對信號設備進行數據的收集，收集的數據由人工進行分析。受限于人工技能的高低，分析出來的結果存在誤差，不利于設備性能的準確掌握。而智能化集中監測系統，在實時采集設備數據的同時，增加了對設備狀態的智能分析。通過智能分析，可以判斷設備是否處于正常工作狀態，也可以對設備未來趨勢做預測來達到預警目的。

2 監測智能分析系統總體架構

由圖1可見該系統利用既有微機監測的網絡和整體結構，在其基礎上擴展了智能分析和故障診斷功能，主要有以下優勢：①與既有監測系統緊密結合，數據交換完全在既有系統內調用，避免因不同系統間數據通訊問題造成的系統響應、數據延時與可靠性等問題，從而使智能分析準確性與及時性得到保證，也使得報警的準確性與及時性得到體現。②利用既有資源，后期無需增加硬件投入，使智能分析系統的應用更方便、成本更低、后期維護更簡單。③保持與既有監測報警的一致性、站機與終端展現方式的一致性。④集中的綜合調閱方式，操作更便利，在統一的系統界面中可調閱所有的站機報警和智能分析報警。

由此可見，在原有的監測系統基礎上嵌入智能分析系統很簡便，不會影響原有監測系統的整體結構，也不需新增硬件設備，只需將智能分析系統集成到既有監測系統中即可。

3 道岔監測智能分析系統功能應用

道岔設備既包含室外的轉轍機設備，又包含室內的繼電器電路設備，故從室外設備到室內電路設備都有可能是故障點，維護難度可想而知。因此，做好道岔的電氣特性分析，應該抓好以下要素：第一，分析道岔轉換時間，發現道岔轉換超時問題。第二，分析道岔動作電流曲線，發現卡阻、卡缺口、抖動問題。第三，分析道岔功率曲線，檢查道岔密貼、轉換過程中的阻力超標問題。第四，分析道岔表示電壓，以便發現繼電器接點、整流元件等的電氣特性變化問題。

因此，道岔智能分析系統也應具備四個分析診斷功能，通過以下例子說明。

3.1 基于道岔動作曲線的智能故障診斷

道岔動作電流曲線是反映道岔運用質量的一個重要指標。日常微機監測數據調看時，應對道岔的動作電流曲線詳細調看，對照參考曲線對比、分析，隨時掌握道岔的電氣、時間和機械特性，及時發現道岔轉換過程中存在的異常，對預防故障發生和消除不良隱患有著不可替代的作用[1]。

3.1.1 道岔扳動阻力過大預警

如圖2所示，某站道岔功率曲線相對參考曲線出現拱背現象，天窗點內上道檢查發現尖軌滑床板有煤渣塊，清理后扳動道岔曲線正常。此類情況道岔智能分析功能自動對比動作曲線與參考曲線，發現此異常后給出預警提示，及時有效地提示維護人員檢查室外道岔情況，做到準確迅速定位故障點消除故障隱患。

3.1.2 道岔動作或鎖閉過程卡阻報警

如圖3所示，道岔從定位扳到反位的過程中反位并沒有到位，而是到了故障位的狀態，此時智能分析功能根據動作曲線與各個繼電器狀態的情況判斷出道岔的故障情況為“道岔定位扳動不到位：轉動或鎖閉過程卡阻”，利用智能分析給出語音等方式的報警提示，能減少調閱的工作強度，又能做到第一時間發現設備故障。

3.1.3 道岔動作曲線無“小臺階”報警

“小臺階”的狀態可以直觀地反映出道岔電路中1DQJ繼電器、斷相保護器、自動開閉器、整流匣等關鍵設備的性能狀態，如圖4中的動作曲線中“小臺階”沒有形成，A、C項電路提前歸0，此時道岔的智能分析系統給出報警提示，結合其他相關的采集數據給出故障判斷“道岔已從反向定動作但未到位：動作曲線無效臺階且C項提前歸零，原因為X5斷線或DBQ故障”，有效地協助維護人員快速定位故障點。

3.2 基于表示電壓的道岔智能分析

道岔表示電壓作為道岔運用的重要指標參數，數值的變化能準確地反映出室外整流器件等設備的情況[2]，如當道岔的DC、AC電壓在一定時間段內發生了緩慢下降，則有可能為室外二極管存在異常，需在天窗內進行檢查確認，智能分析模型將自動對道岔電壓的波動進行判斷并及時給維護人員預警提示，避免調閱疏漏而忽略了故障隱患。

3.3 針對系統不可識別的故障建立故障庫

由于道岔電路涉及設備較多，監測系統對道岔電路的采集點有限，不能做到所有故障都能準確地分析出具體原因。當智能分析系統無法準確判斷出故障具體位置時，監測智能分析系統應提供故障庫建立功能，由現場將故障錄入故障庫中自動形成智能分析的判斷邏輯。

4 結語

道岔的智能分析功能對道岔故障做出準確的預警告警，將極大提高現場故障處理效率，減輕現場工作壓力，相當于多了位“專家”24小時值班，滿足道岔狀態修需要。

【參考文獻】

【1】李萍.鐵路信號集中監測系統[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

【2】魯恩斌武漢鐵路局電務處.信號設備故障一點通[M].北京：中國鐵道出版社，2011.