道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)研究及探討

趙曄

摘 要：文章研究一種對室外信號關(guān)鍵設(shè)備——道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)行有效的監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)采集轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口位置圖像等數(shù)據(jù)，通過軟件對缺口數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，實(shí)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的預(yù)警和報(bào)警分析。文章從系統(tǒng)的架構(gòu)、工程設(shè)計(jì)兩個方面對系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，為類似的工程設(shè)計(jì)及實(shí)施提供一定的借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備；缺口監(jiān)測；工程設(shè)計(jì)

隨著鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的迅速發(fā)展，列車運(yùn)行速度不斷提高，運(yùn)行密度也在逐步加大，這樣，對信號設(shè)備質(zhì)量就提出了更高的要求。目前，全路道岔設(shè)備故障占信號設(shè)備故障的60%左右，而導(dǎo)致道岔故障的主要原因是由缺口變化的發(fā)現(xiàn)、調(diào)整不及時造成的。為提高道岔設(shè)備質(zhì)量，減少道岔故障的發(fā)生，對道岔缺口進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測尤為重要。系統(tǒng)主要通過對鐵路或軌道交通的道岔設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，使道岔相關(guān)維護(hù)人員能夠提前了解道岔工作狀態(tài)的變化趨勢，及時發(fā)現(xiàn)存在的潛在問題，便于實(shí)現(xiàn)道岔相關(guān)設(shè)備的預(yù)防性狀態(tài)修，防患于未然。這對于實(shí)施“天窗修”工作要求，提高道岔狀態(tài)修效率尤為重要。

1 道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)由監(jiān)測主機(jī)、通信主機(jī)、通信傳輸設(shè)備、采集模塊及各監(jiān)測功能所需傳感器、電源設(shè)備燈組成。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖見圖1：

1.2 硬件采集

鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)自上而下由人機(jī)會話層，數(shù)據(jù)處理層，通信傳輸層，數(shù)據(jù)執(zhí)行層4個層次組成。

（1）人機(jī)會話層：由機(jī)柜子系統(tǒng)組成。（2）數(shù)據(jù)處理層：由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，運(yùn)算，存儲，分析等功能。（3）通信傳輸層：由通信系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸交換等功能。（4）數(shù)據(jù)執(zhí)行層：由缺口圖像采集分機(jī)和道岔扳動信號采集分機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)信號的采集功能。

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示：

1.3 軟件部署

鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)軟件分信號輸入層，數(shù)據(jù)處理層，人機(jī)會話層3層。

（1）數(shù)據(jù)輸入層軟件：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。（2）數(shù)據(jù)處理層軟件：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的運(yùn)算，設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換管理。（3）人機(jī)會話層軟件：實(shí)現(xiàn)界面監(jiān)控，參數(shù)設(shè)置，報(bào)警輸出等功能。

2 道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)光纜設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)原則

（1）室外通信傳輸設(shè)備到轉(zhuǎn)轍機(jī)4線總線貫通，構(gòu)成監(jiān)測通訊網(wǎng)

絡(luò)，完成數(shù)據(jù)采集與供電。（2）室外通信傳輸設(shè)備至轉(zhuǎn)轍機(jī)距離不超過500米，超過500米需增加中繼設(shè)備，每個通信傳輸設(shè)備可采集64臺轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測數(shù)據(jù)。在轉(zhuǎn)換頻繁的道岔，為優(yōu)化采集速度，系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)中一般每個監(jiān)測分支采集不多于20臺轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測數(shù)據(jù)。（3）一般同一個咽喉在防雷分線柜處并接構(gòu)成1個電源分支，設(shè)置電源防雷模塊；每個通信傳輸設(shè)備箱盒一般熔接2根光纖，用1備1。（4）站間組網(wǎng)支持通過網(wǎng)絡(luò)接入微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)，也可以通過網(wǎng)絡(luò)方式獨(dú)立組網(wǎng)。（5）系統(tǒng)工作電源為AC220V，站機(jī)功耗250W，中繼功耗為20W，缺口分機(jī)功耗為5W，工程初期預(yù)算電源，室外線路損耗及功率因數(shù)按照功耗的2.1倍計(jì)算。

例如：某站共60機(jī)需要監(jiān)測，8個室外中繼，則電源屏容量實(shí)際需求為：（60*5W+8*20W）/220V*2.1+250W/220=5.53A

2.2 工程設(shè)計(jì)方案

室內(nèi)電纜：（1）監(jiān)測主機(jī)至電源屏敷設(shè)RVV2*6.0，用于系統(tǒng)供電。（2）監(jiān)測主機(jī)至微機(jī)監(jiān)測交換機(jī)敷設(shè)超五類線，用于系統(tǒng)與微機(jī)監(jiān)測互聯(lián)互通。（3）監(jiān)測主機(jī)至防雷分線柜敷設(shè)RVV2*2.5，用于室外設(shè)備供電，防雷分線柜需求設(shè)置防雷分線柜。（4）監(jiān)測主機(jī)至室外通信傳輸設(shè)備箱盒光纜建議選型GYTZS型，芯數(shù)建議選用單個咽喉通信傳輸設(shè)備箱盒數(shù)量的2倍，用于信號傳輸。（5）防雷分線柜至室外方向盒采用2芯原設(shè)計(jì)監(jiān)測線纜，用于設(shè)備用電。

室外電纜：（1）通信傳輸設(shè)備箱盒至方向盒敷設(shè)PYTA23型普通信號電纜8芯（含2芯備用）。（2）方向盒至各道岔終端盒采用4芯原設(shè)計(jì)監(jiān)測線纜，其中2芯電源，2芯載波信號。（3）道岔終端盒至轉(zhuǎn)轍機(jī)敷設(shè)RVV4*075多股軟銅線，其中2芯電源，2芯載波信號，終端盒中與監(jiān)測線纜對接，轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)制作防水接頭，用于采集分機(jī)供電及信號傳輸。

2.3 與其它外部接口

相比于既有的信號集中監(jiān)測系統(tǒng)，室外監(jiān)測系統(tǒng)有許多專用的技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)主要包括：

（1）與電源屏接口

（2）與監(jiān)測接口

道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)作為集中監(jiān)測系統(tǒng)子系統(tǒng)，道岔缺口監(jiān)測主機(jī)為下位機(jī)，信號集中監(jiān)測系統(tǒng)為上位機(jī)，其聯(lián)網(wǎng)物理連接方式為RJ45以太網(wǎng)接口方式，帶寬不低于2M，IP地址由集中監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)一分配。

3 結(jié)束語

針對鐵路項(xiàng)目自身特點(diǎn)，同時在現(xiàn)有鐵路技術(shù)規(guī)定下，為解決鐵路運(yùn)輸發(fā)展需要提供了一種很好的道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)光纜方案，為以后的工程實(shí)施提供一定的借鑒和指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1]刁潔明.道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].上海鐵道科技，2013（1）：42.

[2]戰(zhàn)興宇.道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)信號工程設(shè)計(jì)的研究[J].中國科技博覽，2013（26）：579.

[3]胡金平.鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路初探[J].中國新通信，2014（2）：49.