鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)的施工安裝及應(yīng)用

毛占宏

摘要：道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)是為了避免或減少道岔擠岔、道岔缺口調(diào)整不達(dá)標(biāo)或表示桿曠動造成卡口、滑床板有異物磨卡、道岔油量不足等問題造成的影響行車的故障，為減少道岔維管人員的工作量，提高運(yùn)營效益，該道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)通過阻力、缺口和對道岔各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的監(jiān)測， 及時準(zhǔn)確的掌握道岔實(shí)際工作運(yùn)行狀態(tài)，通過對道岔實(shí)時數(shù)據(jù)分析有效的完成了預(yù)警功能，真正可以達(dá)到防患于未然，提高了道岔狀態(tài)檢修的效率。而且系統(tǒng)室內(nèi)外各部件安裝便捷，不改動原有設(shè)備的結(jié)構(gòu)，充分巧妙的利用安全空間進(jìn)行施工安裝。

關(guān)鍵詞：道岔綜合監(jiān)測 功能 應(yīng)用 安裝

0 引言

作為鐵路工程建設(shè)管理單位應(yīng)該具備長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略眼光和超前發(fā)展意識，配置設(shè)備要逐漸趨于信息化、智能化。以保證列車和線路的運(yùn)營效率。由于我們公司新建的韓原線為多家民營企業(yè)合資修建，目的就是多拉快跑創(chuàng)造最大的效益，時間就是金錢而設(shè)備的正常運(yùn)營才能產(chǎn)生效益，但目前我國大部分車站道岔維修都為故障后的維修，并且道岔的日常維護(hù)和故障道岔的維修仍采用傳統(tǒng)模式，占用了較多的運(yùn)營時間。很難適應(yīng)當(dāng)前運(yùn)輸快節(jié)奏，高效率的需求。所以對鐵路的關(guān)鍵設(shè)備——道岔，要求日后維護(hù)和維修次數(shù)越少越好、時間越短越好。所以我公司經(jīng)董事會研究決定使用目前鐵路道岔最先進(jìn)的監(jiān)測系統(tǒng)。

通過這次新建韓原線的施工監(jiān)控及參與系統(tǒng)的安裝、調(diào)試，對該系統(tǒng)有了一個較詳細(xì)的了解，以下對該系統(tǒng)的主要功能、應(yīng)用、施工安裝及操作分別論述。

1 系統(tǒng)的主要功能

1.1 直觀的缺口（變化）監(jiān)測

系統(tǒng)通過微型數(shù)字圖像傳感器（安裝在道岔表示桿缺口區(qū)域），利用特有的圖像自動識別和測量技術(shù)，計(jì)算偏移量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)缺口監(jiān)測的直觀性（避免開蓋檢查）和準(zhǔn)確性。

1.2 準(zhǔn)確的力矩（阻力）測量

系統(tǒng)通過對道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)現(xiàn)場電機(jī)端實(shí)時的電壓電流功率及功率因數(shù)參數(shù)采集，利用電機(jī)力矩和功率模型，計(jì)算轉(zhuǎn)轍機(jī)輸出力矩，并同步給出動作過程輸出力矩、電機(jī)端電壓、電流、功率因數(shù)等曲線圖，實(shí)現(xiàn)力矩測量的準(zhǔn)確性和便捷性。

1.3 靈活的告警模式

系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測道岔的工作狀態(tài)，對道岔的缺口偏移量和輸出力矩分別設(shè)定預(yù)告警值，發(fā)生超限即發(fā)出告警提示（語音提示與短信通知），提供對道岔進(jìn)行預(yù)防性狀態(tài)修的必要依據(jù)。

1.4 強(qiáng)大的綜合分析

系統(tǒng)記錄道岔工作過程所監(jiān)測的數(shù)據(jù)、趨勢、環(huán)境參數(shù)等信息，實(shí)現(xiàn)對道岔工作狀態(tài)的全方位監(jiān)測和記錄，有助于相關(guān)人員進(jìn)行追蹤分析。

1.5 便捷的遠(yuǎn)程操作

系統(tǒng)通過車站和各級管理終端的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對車站道岔遠(yuǎn)程監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)管理的便捷性和時效性。

2 系統(tǒng)的組成

車站監(jiān)測系統(tǒng)是鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，車站監(jiān)測系統(tǒng)可按功能劃分為現(xiàn)場設(shè)備，傳輸設(shè)備，管理層設(shè)備三部分。

現(xiàn)場設(shè)備主要由安裝于轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部的監(jiān)測分機(jī)模塊、微型夜視攝像頭、阻力監(jiān)測模塊、液壓、液位、傳感器等組成，其中監(jiān)測分機(jī)和微型夜視攝像頭統(tǒng)稱缺口監(jiān)測模塊。

①監(jiān)測分機(jī)

監(jiān)測分機(jī)用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)采集到的視頻信息實(shí)時壓縮編碼處理，并通過數(shù)據(jù)傳輸通道送至室內(nèi)監(jiān)控終端進(jìn)行圖像識別、測量以及視頻回放等，實(shí)現(xiàn)超限預(yù)警?，F(xiàn)場采集信息與室內(nèi)管理設(shè)備使用相同時鐘源，確保用于分析及后期追溯的數(shù)據(jù)時間記錄正確性，以便于缺口出現(xiàn)問題時維修人員更好的分析。

②微型攝像頭

微型攝像頭安裝于轉(zhuǎn)轍機(jī)表示缺口的合理視角位置，并按照系統(tǒng)設(shè)置要求實(shí)時采集轉(zhuǎn)轍機(jī)表示缺口圖像，攝像頭采用微型夜視高清，鏡頭防油污、防凝霧。在鐵路沿線惡劣的高溫、低溫、油污、潮濕和電磁干擾的環(huán)境中能夠良好的工作，具有很強(qiáng)的工作性能。采用螺紋緊固螺紋膠對固定螺絲加固，能抗擊列車過車時的強(qiáng)烈震動，攝像頭不會因震動脫落造成轉(zhuǎn)轍機(jī)卡組。

③液壓、液位傳感器

對于ZYJ7型轉(zhuǎn)轍機(jī)液位傳感器安裝，只需擰下轉(zhuǎn)轍機(jī)自帶的油標(biāo)尺，利用油標(biāo)尺孔固定液位傳感器，安裝方便，不許改造轉(zhuǎn)轍機(jī)既有的結(jié)構(gòu)。液位傳感器測量精度高，實(shí)時性好，系統(tǒng)實(shí)時檢測油量的變化，如油位超出報(bào)警下限，會給出報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)修?，F(xiàn)場維護(hù)時，也可拔出液位傳感器，人為檢查油量的多少，操作和油標(biāo)尺一樣簡單方便。

液位傳感器技術(shù)指標(biāo)如下：

電源：12VDC；

輸出：1～5V；

溫度范圍：-40～70℃；

量程：55mm-160mm；

防護(hù)等級IP65。

④阻力監(jiān)測模塊

阻力監(jiān)測模塊由阻力監(jiān)測盒和電壓電流互感器組成。阻力監(jiān)測模塊安裝在室外轉(zhuǎn)轍機(jī)旁的HZ24盒內(nèi)，實(shí)時采集轉(zhuǎn)轍機(jī)動作時電機(jī)的動作電壓和電流，相比室內(nèi)采集具有采集精度高，準(zhǔn)確反映電機(jī)端的線電壓和線電流，克服了室內(nèi)采集不能真實(shí)反映轉(zhuǎn)轍機(jī)動作電壓的缺陷。

3 軟件界面

3.1 站場圖界面

在站場界面可以直觀了解到站場轉(zhuǎn)轍機(jī)的分布情況和當(dāng)前缺口狀態(tài)。通道轉(zhuǎn)轍機(jī)圖元的顏色來判斷轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)缺口的監(jiān)測狀態(tài)。紅色代表處理報(bào)警狀態(tài)、黃色代表處理預(yù)警狀態(tài)、綠色代表處理正常狀態(tài)。

3.2 視頻圖像界面

系統(tǒng)可查看轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部缺口的實(shí)時視頻、歷史視頻，并可在查詢實(shí)時視頻時手動立即監(jiān)測當(dāng)前缺口的狀態(tài)。

3.3 綜合信息界面

綜合信息視圖將轉(zhuǎn)轍機(jī)中監(jiān)測的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，以報(bào)表形式詳細(xì)呈現(xiàn)。該視圖的顯示信息列表中，每一條信息對應(yīng)一個轉(zhuǎn)轍機(jī)的內(nèi)部監(jiān)控點(diǎn)。條目背景色表示當(dāng)前的狀態(tài)。

3.4 信息統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)對缺口信息、溫濕度信息、振動加速度信息等進(jìn)行分類、分析、處理并存儲，信息存儲周期不小于90天。維護(hù)人員可隨時查詢相應(yīng)歷史信息。

4 查詢曲線

4.1 缺口曲線

查詢一段時間內(nèi)某個轉(zhuǎn)轍機(jī)的缺口大小曲線。選擇要查詢的道岔和轉(zhuǎn)轍機(jī)，輸入查詢的開始和結(jié)束時間，點(diǎn)擊查詢按鈕，系統(tǒng)會查詢此段時間內(nèi)該轉(zhuǎn)轍機(jī)的缺口大小數(shù)據(jù)，并以曲線的形式顯示。定位為藍(lán)色，反位為綠色。

4.2 液壓曲線

可以查詢一段時間內(nèi)某個液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)動作的液壓曲線和動作曲線。選擇要查詢的道岔和轉(zhuǎn)轍機(jī)，輸入查詢的開始和結(jié)束時間，點(diǎn)擊查詢按鈕，系統(tǒng)會查詢此段時間內(nèi)該轉(zhuǎn)轍機(jī)動作時的液壓數(shù)據(jù)，并以曲線的形式顯示。

4.3 油位曲線

選擇對應(yīng)的轉(zhuǎn)轍機(jī)和查詢時間段，可查詢液壓轉(zhuǎn)轍機(jī)油缸內(nèi)歷史的油位變化曲線。

5 施工布置

典型施工布線示例：

系統(tǒng)線纜敷設(shè)示意圖（圖1，圖2）：

說明：分線盤到室外7方向盒需2對芯線，7方向盒到室外數(shù)據(jù)傳輸單元（室外設(shè)備箱）需12芯電纜，7方向盒到轉(zhuǎn)轍機(jī)的終端盒采用總線連接，每條總線建議不超過16臺轉(zhuǎn)轍機(jī)，總線使用1對電纜，終端盒到轉(zhuǎn)轍機(jī)采用抗電磁干擾的雙絞型屏蔽軟電纜。轉(zhuǎn)轍機(jī)距離室外數(shù)據(jù)傳輸單元小于500m，室內(nèi)至轉(zhuǎn)轍機(jī)最大距離不超過3km。

6 結(jié)束語

本系統(tǒng)應(yīng)用于新建韓原線后，其特有的缺口圖像和現(xiàn)場阻力實(shí)時同步監(jiān)測功能，可較全面、實(shí)時掌控道岔實(shí)際運(yùn)用狀態(tài)，提前預(yù)警各項(xiàng)參數(shù)變化趨勢和異常，克服人工定期巡視無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)時性和趨勢預(yù)警，大量減少道岔設(shè)備故障，提高運(yùn)輸效率，保障行車安全。

車間及工區(qū)維護(hù)人員和遠(yuǎn)程電務(wù)段調(diào)度均可查詢各道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備狀態(tài)，對超限預(yù)警的轉(zhuǎn)轍機(jī)狀態(tài)進(jìn)行分析判斷，可基本代替人工日常室外巡視，提高工作效率，大幅減輕人員勞動強(qiáng)度，大幅提高人員勞動安全性。

通過本系統(tǒng)查詢分析道岔數(shù)據(jù)，可有效判斷道岔運(yùn)用狀態(tài)，大量減少實(shí)際開箱檢查次數(shù)，提前修正趨勢預(yù)警的設(shè)備，延長設(shè)備使用壽命，同時也為公司達(dá)到了節(jié)支降耗的目的。