高速鐵路道岔智能監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)

李 欣

（新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 新疆 烏魯木齊 830011）

1 引言

道岔是鐵路運作最為主要的基礎(chǔ)設(shè)備，道岔設(shè)備的實際運作情況與鐵路運作行車之間有著密切的聯(lián)系，尤其在高速鐵路中出現(xiàn)道岔故障問題，例如查到的尖軌不密貼時，剛好有列車經(jīng)過，這就會導(dǎo)致脫軌現(xiàn)象的產(chǎn)生。雖然現(xiàn)階段我國已經(jīng)將微機監(jiān)測系統(tǒng)作為道岔的主要監(jiān)測管理系統(tǒng)進行工作，但是所能監(jiān)測的道岔實際狀態(tài)參數(shù)卻相對較少，另外這種微機監(jiān)測系統(tǒng)往往只能在一個時間點進行監(jiān)測管理，不能實現(xiàn)實時的監(jiān)測分析，這就導(dǎo)致所有的道岔檢測維修只能在天窗時期進行調(diào)試，不僅工作量相對較大，現(xiàn)場的管理人員也不能實時的掌握當前道岔的實際運作狀態(tài)，不能及時的掌握道岔實際問題，這就造成道岔安全隱患的產(chǎn)生，因此加快高速鐵路道岔智能監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)勢在必行。

2 系統(tǒng)功能介紹和設(shè)計原則分析

2.1 功能介紹

高速鐵路道岔智能檢測系統(tǒng)的建立和實施最終呈現(xiàn)的功能主要有上下兩種位機系統(tǒng)功能。上位機系統(tǒng)的功能主要是為了加強接受下位機所發(fā)送出來的多種數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，全面增進數(shù)據(jù)集中處理的工作能力，數(shù)據(jù)分析沒有存在問題之后，就應(yīng)當直接將所有的數(shù)據(jù)內(nèi)容全面直觀的現(xiàn)實在現(xiàn)階段的上位機層面之上。若出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息故障的現(xiàn)象，就應(yīng)當根據(jù)實際的系統(tǒng)設(shè)計故障分析管理，全面對相關(guān)的故障結(jié)果及時的以文本的信息內(nèi)容進行報送和傳達。同時針對上位機工作可以直接的進行實時操作工作，加強對于多種傳感器信息設(shè)備的管控，加快啟動下位機材料，全面規(guī)范下位機的工作模式。

下位機的主要工作內(nèi)容就是通過集中收集各種傳感器的實時監(jiān)測管理數(shù)據(jù)信息，每一個數(shù)據(jù)的成像都是有兩個字節(jié)的十六進制的數(shù)據(jù)所組成，所要表示的就是傳感器中所呈現(xiàn)的電流值，數(shù)據(jù)通過過濾，最終根據(jù)實際的工作模式和需求將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至上位機之中。若當前所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息需要進行實時的發(fā)送，就要在數(shù)據(jù)標識中進行明確，通過循環(huán)的校驗分析，增加相對應(yīng)的時間點，最終通過整理分析將其進行打包應(yīng)用。若出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號中斷的現(xiàn)象，就應(yīng)當相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息放置在本地的磁盤系統(tǒng)中。

2.2 監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)容及設(shè)計原則分析

道岔本身主要的工作就是負責轉(zhuǎn)入不同軌道的一種連接的主要設(shè)備，道岔實際的工作質(zhì)量對鐵路的運作質(zhì)量和安全運行效率有著較為直觀的影響。在我國的鐵路技術(shù)管理規(guī)程中曾明確規(guī)定，要想推動道岔的各類工作有序運作，就要在道岔的內(nèi)部安裝轉(zhuǎn)換鎖閉器，通過電動操作的方式完成道岔的實際操作，同時在實際的工作過程中道岔的基本軌要與尖軌之間緊密的貼合在一起，這樣才能促使道岔的正常工作。當前我國主要高速鐵路道岔設(shè)備采用的主要以大號碼道岔為主，因此在工作中需要多臺的電動轉(zhuǎn)轍機，在轉(zhuǎn)轍機的工作中，若有一臺因為外部因素發(fā)生問題，現(xiàn)場又沒有進行全面的調(diào)整，就會導(dǎo)致設(shè)備的運行出現(xiàn)故障問題，故而加強電動轉(zhuǎn)轍機牽引電轉(zhuǎn)換力的實時監(jiān)測勢在必行。在道岔運作中產(chǎn)生的道岔加速度主要是指道岔實際轉(zhuǎn)換設(shè)備工作中的振動加速度，提速道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備在岔坎上時，一旦高速通過道岔，道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的振動加速度就會和岔枕產(chǎn)生聯(lián)動反應(yīng)。而監(jiān)測系統(tǒng)的內(nèi)容主要就是通過將所有的基礎(chǔ)設(shè)備之間進行串聯(lián)，通過數(shù)據(jù)監(jiān)控反饋的方式，將所有的工作傳輸?shù)浇K端系統(tǒng)之中。因此在實際的設(shè)計中設(shè)計的基礎(chǔ)原則應(yīng)當不影響道岔實際設(shè)備及其他相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)備之間的正常運作和實際的操作。同時在實際的工作中要確保整個監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性、可用性以及可維護性，監(jiān)測系統(tǒng)也要具備一定的故障分析能力和智能報警機制，確保在第一時間就能讓維修人員作出維修分析。

3 高速鐵路道岔智能監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)

3.1 下位機系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計

高速鐵路道岔智能監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計工作中，尤其是下位機子系統(tǒng)的相關(guān)軟件設(shè)計主要包含四個方面的主要內(nèi)容，即：初始化信息智能管控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中處理分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集規(guī)劃系統(tǒng)以及通信管理信息系統(tǒng)。初始化信息智能管控系統(tǒng)主要是對初始終端的智能管控技術(shù)分析，通過信息收集卡的工作以及接口的集中處理實現(xiàn)信息的初始化控制。下位機系統(tǒng)工作模式的設(shè)定，主要是根據(jù)上位機的IP地址進行終端位置的確定，同時將所有的傳感適配器放置在初始化系統(tǒng)中完成操作。數(shù)據(jù)集中處理分析系統(tǒng)，主要是實現(xiàn)設(shè)定的傳感器設(shè)備進行數(shù)據(jù)信息的采集頻率信息征集，加之實時的監(jiān)督，將所收集的數(shù)據(jù)處理之后保存至數(shù)據(jù)的緩沖位置，通過集中處理之后實現(xiàn)調(diào)用配置。數(shù)據(jù)信息處理，主要是對整個傳感器中的數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)一的規(guī)劃操作，最終根據(jù)實際的工作管理需求將所有的數(shù)據(jù)內(nèi)容保存或是直接發(fā)送至上位機之中。通信信息管理系統(tǒng)主要是基于網(wǎng)絡(luò)通訊實施的一項數(shù)據(jù)信息傳輸模式，在實際的處理工作落實的基礎(chǔ)上，只要維持整個網(wǎng)絡(luò)信息的穩(wěn)定性，就能促使整個下位機的正常運作有序推進。

3.2 上位機系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計

上位機子系統(tǒng)軟件主要有兩個基礎(chǔ)的線程系統(tǒng)，其核心就是為了處理事件響應(yīng)或者數(shù)據(jù)信息的處理工作。上位機軟件中所呈現(xiàn)的事件響應(yīng)主要是為了全買的呢負責當前不同界面基礎(chǔ)信息事件的傳輸、發(fā)送接收以及數(shù)據(jù)信息的反饋及現(xiàn)實工作。數(shù)據(jù)處理線程主要是為了加快數(shù)據(jù)信息的接收，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的集中處理優(yōu)化，同時將已經(jīng)完成的數(shù)據(jù)放置在固定的保存區(qū)之中，等到其他線程使用之后，完成上位機的后期運作。

3.3 系統(tǒng)實現(xiàn)的方式

一是要想實現(xiàn)上位機與下位機系統(tǒng)之間的串聯(lián)，加快系統(tǒng)安全維護，首先要加快用戶系統(tǒng)的管理維護，在原有的基礎(chǔ)上，以明確的用戶信息和密碼作為登錄安全的保障，通過多種加密算法實現(xiàn)用戶信息和賬戶密碼的存儲。只有登錄成功之后才能在系統(tǒng)界面中建立起上位機與下位機之間的信息連接。二是，通過故障報警裝置的判斷，以基礎(chǔ)的程序運行中的錯誤部分作為報警的主要工作內(nèi)容通知當前的使用者，在上位機軟件故障之后，通過預(yù)警裝置將錯誤的代碼信息傳遞到傳感器中，在通過相應(yīng)的預(yù)警裝置實現(xiàn)報警工作。三是，傳感器將當前反映實際監(jiān)測狀態(tài)的數(shù)據(jù)及時的通過信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞剑瑢㈠e誤的數(shù)據(jù)參數(shù)信息從抽象的傳輸方式，經(jīng)過下位機的操作轉(zhuǎn)化實現(xiàn)量化的呈現(xiàn)和明確的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，以數(shù)據(jù)為相應(yīng)的參考，讓監(jiān)測管理人員對當前的數(shù)據(jù)信息操作系統(tǒng)進行明確的掌握和認識。四是，通過實時數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送，逐漸掌握當前下達的故障數(shù)據(jù)的實際內(nèi)涵，通過分析和研究，將所表現(xiàn)出來的多種數(shù)據(jù)信息碼重新排列組合，最終形成明確的數(shù)據(jù)監(jiān)控結(jié)果。五是，實現(xiàn)傳感器信息裝置的合理化配置。當前的下位機傳感器配置實現(xiàn)的過程中，能夠第一時間將下位機的傳感器配置文件進行傳輸，下位機也會在傳感器中將配置信息進行反饋。六是，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲信息系統(tǒng)的建立健全，能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的合理化配置，最終建立起符合相關(guān)要求的傳感器信息資料收集系統(tǒng)，通過傳感器信息資料庫數(shù)據(jù)的查詢，觀察個人在工作中所應(yīng)用、接受、發(fā)送的多種數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，從而推動道岔智能檢測管理系統(tǒng)的高質(zhì)量研發(fā)分析[1-2]。

4 總結(jié)

通過高速鐵路道岔智能檢測系統(tǒng)的建立健全，能夠幫助人們實時的掌控高速鐵路大號碼道岔的狀態(tài)，系統(tǒng)能夠通過實時監(jiān)測和收集道岔及其相關(guān)的信息和傳感數(shù)據(jù)內(nèi)容，通過全面的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)整理對當前的設(shè)備現(xiàn)狀進行梳理工作。這種系統(tǒng)的出現(xiàn)和產(chǎn)生對于鐵路運輸?shù)膶嶋H安全提供了切實的保障。基于道岔智能監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)研究基本可以實現(xiàn)通過多種軟件硬件平臺實現(xiàn)道岔智能實時監(jiān)測管理系統(tǒng)的正常運作，能夠?qū)Φ啦韺嶋H的情況進行全面的的分析，同時對當前所使用的數(shù)據(jù)信息接受處理有了明確的規(guī)范管理，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木珳市裕矔笃诘墓收咸幚碛辛巳娴姆治觯偈巩斍暗南到y(tǒng)運用質(zhì)量得到提升，為后期的高速鐵路運作奠定堅實的基礎(chǔ)。