國(guó)鐵道岔綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在地鐵車站上的應(yīng)用

王煒

摘要：道岔是信號(hào)系統(tǒng)的重要設(shè)備。在影響行車的信號(hào)故障中，道岔故障所占的比例很大。通過(guò)對(duì)道岔綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理、功能、構(gòu)成及其設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面的介紹，說(shuō)明了道岔綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用不僅可以提前預(yù)防道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的相關(guān)故障，而且還可以解決長(zhǎng)期以來(lái)維修人員用目測(cè)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(shí)間，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：道岔綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng);信號(hào);轉(zhuǎn)轍機(jī)

1.地鐵車站道岔綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性

轉(zhuǎn)轍機(jī)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(yùn)營(yíng)的安全與效率。在轉(zhuǎn)轍機(jī)的維修工作中，現(xiàn)場(chǎng)工人需對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)各項(xiàng)工作參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)轍機(jī)參數(shù)獲取多為在維修日通過(guò)人工的方式，使用各種儀表、工具現(xiàn)場(chǎng)采集。非維修日，人員無(wú)法上道，轉(zhuǎn)轍機(jī)的工作參數(shù)無(wú)法采集，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機(jī)工況的變化。

道岔綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集﹢現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理的方式，通過(guò)智能監(jiān)測(cè)終端與功能性傳感器的組合方式，將各種監(jiān)測(cè)功能在轉(zhuǎn)轍機(jī)箱內(nèi)全部實(shí)現(xiàn)，無(wú)需室內(nèi)計(jì)算機(jī)的干預(yù)，并提供被監(jiān)測(cè)設(shè)備工況的現(xiàn)場(chǎng)顯示和超限報(bào)警。同時(shí)，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，上傳至室內(nèi)監(jiān)測(cè)站機(jī)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析處理，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)轍機(jī)工況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障預(yù)報(bào)警，使各級(jí)維護(hù)人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)即可即時(shí)監(jiān)測(cè)、查詢線路上的每一臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)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(cè)：采集監(jiān)測(cè)電機(jī)的電流、電壓，計(jì)算瞬時(shí)電功率，再通過(guò)換算得到瞬時(shí)推力，以此監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換阻力。

2.1.2工作壓力監(jiān)測(cè)：采用壓力傳感器從電液轉(zhuǎn)轍機(jī)測(cè)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(cè)：采用高精度液位傳感器，從電液轉(zhuǎn)轍機(jī)油缸油量檢查孔中采集液面高度。

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

2.2系統(tǒng)功能

2.2.1監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)轍機(jī)的工作電流、工作壓力、轉(zhuǎn)換阻力、油缸液位、轉(zhuǎn)換時(shí)間、缺口偏移及方向，并提供轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)顯示與報(bào)警。

2.2.2提供轉(zhuǎn)轍機(jī)的各種參數(shù)查詢、趨勢(shì)曲線、振動(dòng)加速度、溫度、統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

2.2.3提供實(shí)時(shí)連續(xù)缺口監(jiān)測(cè)，同步偵測(cè)振動(dòng)加速度變化，實(shí)現(xiàn)過(guò)車時(shí)缺口變化的監(jiān)測(cè)。

2.2.4具備自檢功能，能偵測(cè)室外各個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)，對(duì)發(fā)生故障的監(jiān)測(cè)設(shè)備提出設(shè)備故障報(bào)警，方便系統(tǒng)自身的維護(hù)。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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

3.1室外設(shè)計(jì)

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

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

3.1.2壓力傳感器：通過(guò)快速接口安裝于測(cè)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(dòng)靜接點(diǎn)之間，采用一個(gè)圖像傳感器拍攝表示桿中部的相應(yīng)桿上的測(cè)量靶標(biāo)來(lái)測(cè)量缺口位移。

3.1.5缺口靶標(biāo)：設(shè)于表示桿上的測(cè)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(jì)

道岔綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)室內(nèi)外通信采用CAN總線，各站站機(jī)與綜合維護(hù)中心機(jī)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(jī)設(shè)置于每個(gè)車站內(nèi)，接收、存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)行系統(tǒng)分析軟件，提供維修指導(dǎo)信息，控制主機(jī)上設(shè)聲光報(bào)警功能。

系統(tǒng)主服務(wù)器設(shè)置于綜合維護(hù)中心機(jī)房，通過(guò)局域網(wǎng)與各站站機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享、備份。

3.3與微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整合設(shè)計(jì)

道岔綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以自行組成獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行，也可整合于微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中增設(shè)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，當(dāng)在微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中點(diǎn)擊該選項(xiàng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)用運(yùn)行于后臺(tái)的本系統(tǒng)程序，彈窗顯示于前端。

4.國(guó)鐵道岔監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，所選用的設(shè)備為國(guó)鐵中安裝使用的道岔綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)靈活，換用不同的安裝支架可適應(yīng)不同型號(hào)的轉(zhuǎn)轍機(jī)。

目前上海軌道交通各線所使用的轉(zhuǎn)轍機(jī)型號(hào)為ZYJ7側(cè)裝式、ZYJ7軌枕式電液轉(zhuǎn)轍機(jī);ZDJ9、ZD6型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)。針對(duì)各種型號(hào)轉(zhuǎn)轍機(jī)，需要調(diào)整的實(shí)施方案如下：

4.1 ZYJ7側(cè)裝式電液轉(zhuǎn)轍機(jī)、ZDJ9和ZD6型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)與國(guó)鐵使用的轉(zhuǎn)轍機(jī)結(jié)構(gòu)一樣，所以，可沿用原來(lái)國(guó)鐵的道岔綜合監(jiān)測(cè)方案，此方案在國(guó)鐵已得到規(guī)模應(yīng)用。

4.2 ZYJ7軌枕式電液轉(zhuǎn)轍機(jī)只有上海軌交系統(tǒng)采用，相對(duì)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(shí)箱體的縮小，使得前后機(jī)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(cè)終端需要安裝在液壓站內(nèi)。

4.3各型號(hào)轉(zhuǎn)轍機(jī)在安裝監(jiān)測(cè)終端與各種傳感器后，未對(duì)原有系統(tǒng)造成結(jié)構(gòu)上的更改，不會(huì)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的工作產(chǎn)生干擾，所有設(shè)計(jì)均為直接與主控制回路相連，安全設(shè)計(jì)考慮比較周全。

5.結(jié)語(yǔ)

上海地鐵真如站試用道岔綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以來(lái)，通過(guò)系統(tǒng)控制站機(jī)記錄、分析轉(zhuǎn)轍機(jī)的動(dòng)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(shí)間，實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)修;同時(shí)也確保了轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備能長(zhǎng)周期、高效率地穩(wěn)定運(yùn)行，滿足了運(yùn)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(gè)新臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]劉克強(qiáng).高速客運(yùn)專線道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究及應(yīng)用[J].中國(guó)鐵路，2009（4）：38.