道岔狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)用探討

蔣賢偉 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司徐州電務(wù)段

1 道岔狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成及功能

道岔狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)主要由系統(tǒng)管理、應(yīng)用管理、可視信息和信息查詢四大部分組成。安裝在現(xiàn)場的道岔狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備采集道岔動、靜態(tài)數(shù)據(jù)并經(jīng)過通道傳輸至后臺系統(tǒng)，后臺的應(yīng)用服務(wù)則通過數(shù)據(jù)庫、中間件、系統(tǒng)認(rèn)證、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析等提供相關(guān)的支撐功能。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)道岔動、靜態(tài)數(shù)據(jù)采集，道岔數(shù)據(jù)變化趨勢采集分析，列車經(jīng)過時(shí)道岔狀態(tài)曲線監(jiān)測，道岔轉(zhuǎn)換時(shí)道岔狀態(tài)曲線監(jiān)測，多動道岔轉(zhuǎn)換過程同步性曲線監(jiān)測，道岔狀態(tài)告警等功能。

1.1 道岔靜態(tài)數(shù)據(jù)采集

道岔狀態(tài)現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備通過在道岔轉(zhuǎn)轍部位安裝位移傳感器，不間斷采集道岔的基本軌框架、尖軌密貼、尖軌開程、基本軌垂直方向振動和轉(zhuǎn)轍機(jī)振動等數(shù)據(jù)，判斷道岔狀態(tài)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)后臺服務(wù)器。

1.2 道岔動態(tài)數(shù)據(jù)采集

除道岔靜態(tài)參數(shù)外，在有列車經(jīng)過道岔時(shí)，道岔轉(zhuǎn)換過程中，通過安裝在軌旁的監(jiān)測設(shè)備動態(tài)采集道岔狀態(tài)數(shù)據(jù)，傳輸至后臺服務(wù)器記錄為動態(tài)文件，由后臺服務(wù)器解析動態(tài)文件，寫入對應(yīng)道岔數(shù)據(jù)庫中，與存儲器內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析。

1.3 道岔過車時(shí)狀態(tài)曲線監(jiān)測

通過用戶界面可以查看道岔各牽引點(diǎn)過車時(shí)基本軌框架、尖軌密貼、尖軌開程、基本軌垂直方向振動和轉(zhuǎn)轍機(jī)振動等數(shù)據(jù)曲線。

1.4 道岔轉(zhuǎn)換時(shí)道岔狀態(tài)曲線監(jiān)測

通過系統(tǒng)界面可以查看道岔轉(zhuǎn)換過程所有牽引點(diǎn)動作同步性曲線，全程監(jiān)測道岔解鎖、轉(zhuǎn)換、鎖閉過程狀態(tài)。通過用戶界面可以查看道岔各牽引點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)基本軌框架、尖軌密貼、尖軌開程、基本軌垂直方向振動和轉(zhuǎn)轍機(jī)振動等數(shù)據(jù)曲線。

1.5 道岔狀態(tài)告警

當(dāng)有道岔參數(shù)超出安全閾值時(shí)用戶界面顯示道岔狀態(tài)告警信息，根據(jù)安全等級分為“紅色”一級報(bào)警，“黃色”二級報(bào)警等。信號工區(qū)值班人員確認(rèn)后可手動消除告警，根據(jù)報(bào)警信息初步判斷并視情況申請?zhí)齑包c(diǎn)上道檢查，排除隱患。

1.6 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理功能主要包括機(jī)構(gòu)管理、用戶管理、道岔管理、設(shè)備管理等?？梢詫σ陨蟽?nèi)容進(jìn)行管理配置，系統(tǒng)管理是系統(tǒng)的基礎(chǔ)管理模塊，是系統(tǒng)的運(yùn)行基礎(chǔ)。

2 道岔狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)容及技術(shù)要點(diǎn)

道岔狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道岔尖軌密貼及開程、基本軌框架、鋼軌和轉(zhuǎn)轍機(jī)受力振動加速度等數(shù)據(jù)的動態(tài)和靜態(tài)采集。實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)牽引道岔同步性的采集分析，監(jiān)測采集尖軌動作轉(zhuǎn)換過程，分析道岔多點(diǎn)轉(zhuǎn)換的同步性，道岔轉(zhuǎn)換過程中的阻力點(diǎn)，尖軌與基本軌密貼過程反彈點(diǎn)，列車經(jīng)過道岔時(shí)框架及密貼的變化情況。建立電務(wù)區(qū)域道岔智能監(jiān)測系統(tǒng)，信號工區(qū)、現(xiàn)場車間、電務(wù)段監(jiān)控中心均可根據(jù)權(quán)限調(diào)閱相應(yīng)數(shù)據(jù)?；谒杉啦硐嚓P(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對道岔的運(yùn)用狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警和告警。分析道岔歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，運(yùn)用信號比對處理技術(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與特征提取，研究道岔運(yùn)用狀態(tài)變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)道岔運(yùn)用狀態(tài)趨勢分析?；跉v史和當(dāng)前數(shù)據(jù)以及道岔養(yǎng)護(hù)維修記錄，判斷道岔運(yùn)用狀態(tài)，并給出早期預(yù)警，為道岔隱患分析提供可靠第一手詳實(shí)數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)道岔精準(zhǔn)狀態(tài)維修提供技術(shù)手段。

2.1 全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測

系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)道岔狀態(tài)的實(shí)時(shí)采集，無需頻繁申請?zhí)齑包c(diǎn)上道現(xiàn)場檢查測量，提高了工作效率，節(jié)省了維護(hù)人力?？蓪?shí)時(shí)觀察道岔狀態(tài)及動態(tài)變化趨勢，及時(shí)給出預(yù)警信息。

2.2 非接觸式道岔狀態(tài)參數(shù)采集

采用非接觸式傳感器，非接觸式數(shù)據(jù)采集方式既能滿足道岔運(yùn)用相關(guān)參數(shù)的采集要求，又能保證日常使用的安全性和可靠性需要。

2.3 高精度參數(shù)采集

系統(tǒng)設(shè)備采用24位高精度A/D芯片，采用穩(wěn)定電壓芯片，高穩(wěn)定電流轉(zhuǎn)換電路，采集精度可以精確到0.5 mm以內(nèi)，系統(tǒng)設(shè)備具有自適應(yīng)補(bǔ)償功能，保證采集數(shù)據(jù)受外部環(huán)境的影響保持在可控范圍內(nèi)。

2.4 海量數(shù)據(jù)采集處理

系統(tǒng)能夠支持電務(wù)段管轄范圍內(nèi)大量道岔相關(guān)參數(shù)的采集、傳輸、存儲、處理等操作功能，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)測量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠存儲和處理海量數(shù)據(jù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)快速檢索功能。

2.5 監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化顯示

系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)保存監(jiān)測的道岔運(yùn)用狀態(tài)信息，并通過監(jiān)測終端，用曲線直觀顯示道岔當(dāng)前和歷史數(shù)據(jù)。

3 道岔狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)用意義

道岔狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)通過對道岔結(jié)合部及轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測，分析道岔轉(zhuǎn)換時(shí)各牽引點(diǎn)的同步性，檢查道岔尖軌的密貼狀態(tài)，列車通過時(shí)密貼尖軌的動態(tài)變化，測量道岔開程，判斷開程是否超標(biāo)，監(jiān)督軌道框架的變化過程，建立道岔一岔一檔數(shù)據(jù)庫，增強(qiáng)道岔轉(zhuǎn)換過程中的運(yùn)行可靠性，提高維護(hù)效率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱患，及早排除，為道岔實(shí)現(xiàn)“狀態(tài)修”提供科技手段支撐，確保鐵路運(yùn)輸安全，提高行車效率。

4 結(jié)束語

道岔狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)投入使用后，可以消除目前道岔設(shè)備微機(jī)監(jiān)測采集項(xiàng)點(diǎn)單一、道岔狀態(tài)監(jiān)測不全面的缺點(diǎn)，通過對道岔狀態(tài)進(jìn)行分析預(yù)判，為現(xiàn)場信號工區(qū)具有針對性、重點(diǎn)性維護(hù)道岔設(shè)備提供有力技術(shù)支撐，降低信號工區(qū)頻繁現(xiàn)場檢查和測試工作量，使信號維護(hù)人員、各級監(jiān)測人員能夠及時(shí)了解道岔狀態(tài)的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)潛在隱患，實(shí)現(xiàn)道岔相關(guān)設(shè)備的預(yù)防性狀態(tài)修，提升天窗利用率，防患于未然。