對軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)的改造

李超 馬曉亮 趙金勇

摘 要：研究分析了傳統(tǒng)軌道道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)運行中存在的問題，站在行業(yè)的角度對軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行改造和研討，提供了制定完善而科學(xué)的軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造規(guī)劃，嚴(yán)格實施軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造的工作規(guī)范等對策，為更好、更全面地實施軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造工作作出了深入研討。

關(guān)鍵詞：軌道;道岔缺口;技術(shù);規(guī)范;集中監(jiān)測

中圖分類號：U213.68 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 前言

對于鐵路和軌道交通來講道岔是線路安全、連續(xù)運行的重要設(shè)施，是保證列車正確運轉(zhuǎn)、準(zhǔn)確轉(zhuǎn)線、精確進(jìn)路的基礎(chǔ)設(shè)備，如何對道岔的運行狀態(tài)進(jìn)行實時、動態(tài)地檢測，強調(diào)對道岔缺口統(tǒng)一、集中地監(jiān)測就成為影響到鐵路交通和安全運行的重中之重。

1 傳統(tǒng)軌道道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)運行中存在的問題

1.1 道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)運行故障概率高

隨著鐵路事業(yè)現(xiàn)代化、數(shù)字化建設(shè)進(jìn)程的發(fā)展與體現(xiàn)，列車運行出現(xiàn)了高速化、大荷載、長時間的特點，隨著鐵路運行密度和強度的逐步加大，在道岔缺口環(huán)節(jié)會產(chǎn)生各類故障和問題。傳統(tǒng)的軌道道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)存在信號丟失、動作錯誤、設(shè)備損壞等隱患和危險，導(dǎo)致軌道道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)難于達(dá)到穩(wěn)定運行的目標(biāo)，極易在軌道道岔和缺口出現(xiàn)閉鎖困難、指標(biāo)錯誤，如不能及時修理和恢復(fù)，則很容易產(chǎn)生軌道道岔缺口發(fā)生傾覆、脫軌等重大事故。

1.2 道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)運行環(huán)境情況惡劣

環(huán)境因素是軌道道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)運行中不可回避的客觀條件，以筆者工作的神華寶日希勒能源有限公司為例，道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)面臨諸多環(huán)境因素的影響。一是，溫度與高程對道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)運行有著直接影響，由于軌道處于高寒區(qū)域，季節(jié)變化中道岔缺口和相關(guān)監(jiān)測系統(tǒng)長期在+50℃到-40℃范圍內(nèi)運行，很容易因降水、冰凍、霜雪產(chǎn)生道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)的故障。二是，高強度的震動和不可控的地質(zhì)災(zāi)害對道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)也存在著一定的威脅，在連續(xù)超負(fù)荷運行和特殊情況下道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)受到各類影響，進(jìn)而出現(xiàn)道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生各類隱患和事故。

1.3 生產(chǎn)對道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)要求高

在煤炭生產(chǎn)和鐵路交通兩個維度共同發(fā)展的大格局條件下，現(xiàn)實中對軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)提出了更多的要求，隨著交接站、集配站、露天站等功能節(jié)點的自動化趨勢逐步顯露，全面而系統(tǒng)地進(jìn)行軌道道岔缺口集中監(jiān)測就成為迫切的目標(biāo)。傳統(tǒng)的解決方法是對軌道道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備添加和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，但是由于使用設(shè)備、傳統(tǒng)架構(gòu)存在的不足，加之生產(chǎn)壓力提升，導(dǎo)致現(xiàn)有軌道道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)難于適應(yīng)現(xiàn)實性的需要，難于在動態(tài)性、實時性和準(zhǔn)確性上反映出位置、信息、圖像、參數(shù)等重要數(shù)據(jù)，導(dǎo)致軌道道岔缺口監(jiān)測系統(tǒng)不能很好地實現(xiàn)集成監(jiān)控、實時監(jiān)測的目標(biāo)，也難于確保軌道道岔缺口運行的安全目標(biāo)。

2 對軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)的行業(yè)認(rèn)知

2.1 建設(shè)軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)的意義

在新的技術(shù)條件和自動化網(wǎng)絡(luò)平臺的基礎(chǔ)上，本研究認(rèn)為進(jìn)行軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)具有如下主要功能和作用。一是，進(jìn)行軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)可對道岔和缺口采取組合的方式進(jìn)行實時性、動態(tài)化、集中式控制和監(jiān)測，應(yīng)用專家輔助決策系統(tǒng)的軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)還能實現(xiàn)對功能部位的自主檢查和自我診斷功能，對于可能的問題和隱患做到了第一時間發(fā)現(xiàn)、第一環(huán)節(jié)布控。二是，當(dāng)軌道道岔缺口出現(xiàn)故障時，新的軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)可以通過中心示警、等級評估、故障提示等方式加以處理，在有效提升維修效率和質(zhì)量的同時，將軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢更好地體現(xiàn)出來。

2.2 軌道道岔缺口集中監(jiān)測的系統(tǒng)構(gòu)成

軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)主要有中央存儲結(jié)構(gòu)、軌道道岔缺口信息采集分機(jī)、軌道道岔缺口圖像傳感器、軌道道岔缺口電源設(shè)備等5個主要功能部分組成。中央存儲結(jié)構(gòu)也稱主機(jī)體系，是整個軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)和核心;軌道道岔缺口信息采集分機(jī)是整個監(jiān)測系統(tǒng)的功能化節(jié)點，一般在監(jiān)測采集節(jié)點處安裝，具有處理傳感器數(shù)據(jù)、傳輸信息、監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和功能設(shè)備的功能，因此稱為分機(jī);軌道道岔缺口圖像傳感器負(fù)責(zé)采集和加工道岔缺口的實時圖像通過數(shù)字化方法形成流視頻，做到對運行狀態(tài)更為直接、更為準(zhǔn)確地判別;軌道道岔缺口電源設(shè)備是整個系統(tǒng)的動力基礎(chǔ)，主要由UPS電源、動力電源、太陽能電源組成，并且附屬空氣開關(guān)、變壓器等供電設(shè)備，在高度智能化的軌道道岔缺口集中監(jiān)測體系中還有濾波器、防雷裝置等附加設(shè)備。

3 進(jìn)行軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造的要點

3.1 制定完善而科學(xué)的軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造規(guī)劃

在實施軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造的前提是工作規(guī)劃的科學(xué)設(shè)置和合理設(shè)定，結(jié)合經(jīng)驗研究認(rèn)為在如下環(huán)節(jié)要做好規(guī)劃工作。一是，要結(jié)合軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造設(shè)計規(guī)范和軌道道岔缺口集中監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的實際做好系統(tǒng)施工設(shè)備布置及布線圖設(shè)計工作，明確相關(guān)單位、主要技術(shù)、工作順序等重要環(huán)節(jié)和內(nèi)容，力爭在規(guī)劃環(huán)節(jié)理順軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造的關(guān)系。二是，要以功能化和科學(xué)化為前提對軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備安裝位置圖進(jìn)行確立，明確軌道道岔缺口設(shè)備集中的方式，劃定各功能節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)連接方法，重點做好通訊轉(zhuǎn)換器安裝圖和通訊轉(zhuǎn)換設(shè)備安裝圖的檢視，將可能出現(xiàn)的問題化解在初始階段。三是，要強化軌道道岔缺口圖像傳感器安裝示意圖，通過規(guī)劃更好地優(yōu)化和調(diào)整圖像傳感器的安裝過程和點控布置，避免因溫度、降水、日照等外部因素造成圖像傳感器工作狀態(tài)不良，難于實現(xiàn)完整監(jiān)控和實時監(jiān)測的任務(wù)。四是，要強調(diào)技術(shù)實時環(huán)節(jié)的監(jiān)督，特別對中心主機(jī)、節(jié)點分析、道岔設(shè)備、缺口裝置的安裝和測試要予以實現(xiàn)布控，提升整個軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造的科技含量和技術(shù)完整性，確保軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的質(zhì)量和水平。

3.2 嚴(yán)格實施軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造的工作規(guī)范

進(jìn)行軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)改造過程中會遇到很多問題，根據(jù)筆者工作經(jīng)驗，認(rèn)為改造中要做好如下幾個環(huán)節(jié)，一是，要確保圖像的精確性，一般系統(tǒng)采用高清紅外攝像頭采集缺口位置圖像，通過功能化高科技攝像頭直接對原始圖像進(jìn)行處理和特征參數(shù)提取、計算，從而實現(xiàn)對表示桿缺口偏移量或缺口大小的精確監(jiān)測，這是提升軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)動態(tài)性和實時性的關(guān)鍵所在。二是，要整合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)連接方式，可以根據(jù)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有設(shè)備采取低帶寬傳輸技術(shù)（CAN+ADSL組合）的方式實現(xiàn)長距離（>3 km）的傳輸缺口動態(tài)視頻信息，有條件的區(qū)域可以在載波設(shè)備上實現(xiàn)實時傳輸8幀/秒和CIF分辨率的缺口動態(tài)視頻功能，進(jìn)而更好地反映出運行的實時信息和動態(tài)數(shù)據(jù)。三是，提高對功能設(shè)備的監(jiān)測水平，特別對轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)的溫濕度等對轉(zhuǎn)轍機(jī)運作有影響的參數(shù)定時采集，能夠更加有效的掌握轉(zhuǎn)轍機(jī)的運行狀況，進(jìn)而實現(xiàn)自動化、準(zhǔn)確性地軌道道岔缺口集中監(jiān)測工作。

4 結(jié)語

應(yīng)立足于數(shù)字化和集成化發(fā)展的大潮流，對道岔缺口監(jiān)測設(shè)備和檢測系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)升級，采取集中、智能化的方式，應(yīng)用先進(jìn)設(shè)備提升軌道道岔缺口集中監(jiān)測系統(tǒng)的功能性，在實現(xiàn)道岔缺口穩(wěn)定而連續(xù)運行的基礎(chǔ)上，有效預(yù)防軌道道岔缺口產(chǎn)生各類安全事故，提升軌道道岔缺口的監(jiān)測水平和運行質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜文利.鐵路道岔遠(yuǎn)程綜合監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].交通世界，2016（27）：125-126.