高速鐵路道岔智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)

李 欣

（新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 新疆 烏魯木齊 830011）

1 引言

道岔是鐵路運(yùn)作最為主要的基礎(chǔ)設(shè)備，道岔設(shè)備的實(shí)際運(yùn)作情況與鐵路運(yùn)作行車之間有著密切的聯(lián)系，尤其在高速鐵路中出現(xiàn)道岔故障問題，例如查到的尖軌不密貼時(shí)，剛好有列車經(jīng)過，這就會(huì)導(dǎo)致脫軌現(xiàn)象的產(chǎn)生。雖然現(xiàn)階段我國已經(jīng)將微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為道岔的主要監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)進(jìn)行工作，但是所能監(jiān)測(cè)的道岔實(shí)際狀態(tài)參數(shù)卻相對(duì)較少，另外這種微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往只能在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)分析，這就導(dǎo)致所有的道岔檢測(cè)維修只能在天窗時(shí)期進(jìn)行調(diào)試，不僅工作量相對(duì)較大，現(xiàn)場(chǎng)的管理人員也不能實(shí)時(shí)的掌握當(dāng)前道岔的實(shí)際運(yùn)作狀態(tài)，不能及時(shí)的掌握道岔實(shí)際問題，這就造成道岔安全隱患的產(chǎn)生，因此加快高速鐵路道岔智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)勢(shì)在必行。

2 系統(tǒng)功能介紹和設(shè)計(jì)原則分析

2.1 功能介紹

高速鐵路道岔智能檢測(cè)系統(tǒng)的建立和實(shí)施最終呈現(xiàn)的功能主要有上下兩種位機(jī)系統(tǒng)功能。上位機(jī)系統(tǒng)的功能主要是為了加強(qiáng)接受下位機(jī)所發(fā)送出來的多種數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，全面增進(jìn)數(shù)據(jù)集中處理的工作能力，數(shù)據(jù)分析沒有存在問題之后，就應(yīng)當(dāng)直接將所有的數(shù)據(jù)內(nèi)容全面直觀的現(xiàn)實(shí)在現(xiàn)階段的上位機(jī)層面之上。若出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息故障的現(xiàn)象，就應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)故障分析管理，全面對(duì)相關(guān)的故障結(jié)果及時(shí)的以文本的信息內(nèi)容進(jìn)行報(bào)送和傳達(dá)。同時(shí)針對(duì)上位機(jī)工作可以直接的進(jìn)行實(shí)時(shí)操作工作，加強(qiáng)對(duì)于多種傳感器信息設(shè)備的管控，加快啟動(dòng)下位機(jī)材料，全面規(guī)范下位機(jī)的工作模式。

下位機(jī)的主要工作內(nèi)容就是通過集中收集各種傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理數(shù)據(jù)信息，每一個(gè)數(shù)據(jù)的成像都是有兩個(gè)字節(jié)的十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)所組成，所要表示的就是傳感器中所呈現(xiàn)的電流值，數(shù)據(jù)通過過濾，最終根據(jù)實(shí)際的工作模式和需求將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至上位機(jī)之中。若當(dāng)前所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的發(fā)送，就要在數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)中進(jìn)行明確，通過循環(huán)的校驗(yàn)分析，增加相對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，最終通過整理分析將其進(jìn)行打包應(yīng)用。若出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)中斷的現(xiàn)象，就應(yīng)當(dāng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息放置在本地的磁盤系統(tǒng)中。

2.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)容及設(shè)計(jì)原則分析

道岔本身主要的工作就是負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)入不同軌道的一種連接的主要設(shè)備，道岔實(shí)際的工作質(zhì)量對(duì)鐵路的運(yùn)作質(zhì)量和安全運(yùn)行效率有著較為直觀的影響。在我國的鐵路技術(shù)管理規(guī)程中曾明確規(guī)定，要想推動(dòng)道岔的各類工作有序運(yùn)作，就要在道岔的內(nèi)部安裝轉(zhuǎn)換鎖閉器，通過電動(dòng)操作的方式完成道岔的實(shí)際操作，同時(shí)在實(shí)際的工作過程中道岔的基本軌要與尖軌之間緊密的貼合在一起，這樣才能促使道岔的正常工作。當(dāng)前我國主要高速鐵路道岔設(shè)備采用的主要以大號(hào)碼道岔為主，因此在工作中需要多臺(tái)的電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)，在轉(zhuǎn)轍機(jī)的工作中，若有一臺(tái)因?yàn)橥獠恳蛩匕l(fā)生問題，現(xiàn)場(chǎng)又沒有進(jìn)行全面的調(diào)整，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行出現(xiàn)故障問題，故而加強(qiáng)電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引電轉(zhuǎn)換力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)勢(shì)在必行。在道岔運(yùn)作中產(chǎn)生的道岔加速度主要是指道岔實(shí)際轉(zhuǎn)換設(shè)備工作中的振動(dòng)加速度，提速道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備在岔坎上時(shí)，一旦高速通過道岔，道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的振動(dòng)加速度就會(huì)和岔枕產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)反應(yīng)。而監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)容主要就是通過將所有的基礎(chǔ)設(shè)備之間進(jìn)行串聯(lián)，通過數(shù)據(jù)監(jiān)控反饋的方式，將所有的工作傳輸?shù)浇K端系統(tǒng)之中。因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)原則應(yīng)當(dāng)不影響道岔實(shí)際設(shè)備及其他相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)備之間的正常運(yùn)作和實(shí)際的操作。同時(shí)在實(shí)際的工作中要確保整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性、可用性以及可維護(hù)性，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也要具備一定的故障分析能力和智能報(bào)警機(jī)制，確保在第一時(shí)間就能讓維修人員作出維修分析。

3 高速鐵路道岔智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)

3.1 下位機(jī)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高速鐵路道岔智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，尤其是下位機(jī)子系統(tǒng)的相關(guān)軟件設(shè)計(jì)主要包含四個(gè)方面的主要內(nèi)容，即：初始化信息智能管控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中處理分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集規(guī)劃系統(tǒng)以及通信管理信息系統(tǒng)。初始化信息智能管控系統(tǒng)主要是對(duì)初始終端的智能管控技術(shù)分析，通過信息收集卡的工作以及接口的集中處理實(shí)現(xiàn)信息的初始化控制。下位機(jī)系統(tǒng)工作模式的設(shè)定，主要是根據(jù)上位機(jī)的IP地址進(jìn)行終端位置的確定，同時(shí)將所有的傳感適配器放置在初始化系統(tǒng)中完成操作。數(shù)據(jù)集中處理分析系統(tǒng)，主要是實(shí)現(xiàn)設(shè)定的傳感器設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集頻率信息征集，加之實(shí)時(shí)的監(jiān)督，將所收集的數(shù)據(jù)處理之后保存至數(shù)據(jù)的緩沖位置，通過集中處理之后實(shí)現(xiàn)調(diào)用配置。數(shù)據(jù)信息處理，主要是對(duì)整個(gè)傳感器中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃操作，最終根據(jù)實(shí)際的工作管理需求將所有的數(shù)據(jù)內(nèi)容保存或是直接發(fā)送至上位機(jī)之中。通信信息管理系統(tǒng)主要是基于網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)施的一項(xiàng)數(shù)據(jù)信息傳輸模式，在實(shí)際的處理工作落實(shí)的基礎(chǔ)上，只要維持整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息的穩(wěn)定性，就能促使整個(gè)下位機(jī)的正常運(yùn)作有序推進(jìn)。

3.2 上位機(jī)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

上位機(jī)子系統(tǒng)軟件主要有兩個(gè)基礎(chǔ)的線程系統(tǒng)，其核心就是為了處理事件響應(yīng)或者數(shù)據(jù)信息的處理工作。上位機(jī)軟件中所呈現(xiàn)的事件響應(yīng)主要是為了全買的呢負(fù)責(zé)當(dāng)前不同界面基礎(chǔ)信息事件的傳輸、發(fā)送接收以及數(shù)據(jù)信息的反饋及現(xiàn)實(shí)工作。數(shù)據(jù)處理線程主要是為了加快數(shù)據(jù)信息的接收，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的集中處理優(yōu)化，同時(shí)將已經(jīng)完成的數(shù)據(jù)放置在固定的保存區(qū)之中，等到其他線程使用之后，完成上位機(jī)的后期運(yùn)作。

3.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方式

一是要想實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)系統(tǒng)之間的串聯(lián)，加快系統(tǒng)安全維護(hù)，首先要加快用戶系統(tǒng)的管理維護(hù)，在原有的基礎(chǔ)上，以明確的用戶信息和密碼作為登錄安全的保障，通過多種加密算法實(shí)現(xiàn)用戶信息和賬戶密碼的存儲(chǔ)。只有登錄成功之后才能在系統(tǒng)界面中建立起上位機(jī)與下位機(jī)之間的信息連接。二是，通過故障報(bào)警裝置的判斷，以基礎(chǔ)的程序運(yùn)行中的錯(cuò)誤部分作為報(bào)警的主要工作內(nèi)容通知當(dāng)前的使用者，在上位機(jī)軟件故障之后，通過預(yù)警裝置將錯(cuò)誤的代碼信息傳遞到傳感器中，在通過相應(yīng)的預(yù)警裝置實(shí)現(xiàn)報(bào)警工作。三是，傳感器將當(dāng)前反映實(shí)際監(jiān)測(cè)狀態(tài)的數(shù)據(jù)及時(shí)的通過信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞剑瑢㈠e(cuò)誤的數(shù)據(jù)參數(shù)信息從抽象的傳輸方式，經(jīng)過下位機(jī)的操作轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)量化的呈現(xiàn)和明確的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，以數(shù)據(jù)為相應(yīng)的參考，讓監(jiān)測(cè)管理人員對(duì)當(dāng)前的數(shù)據(jù)信息操作系統(tǒng)進(jìn)行明確的掌握和認(rèn)識(shí)。四是，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送，逐漸掌握當(dāng)前下達(dá)的故障數(shù)據(jù)的實(shí)際內(nèi)涵，通過分析和研究，將所表現(xiàn)出來的多種數(shù)據(jù)信息碼重新排列組合，最終形成明確的數(shù)據(jù)監(jiān)控結(jié)果。五是，實(shí)現(xiàn)傳感器信息裝置的合理化配置。當(dāng)前的下位機(jī)傳感器配置實(shí)現(xiàn)的過程中，能夠第一時(shí)間將下位機(jī)的傳感器配置文件進(jìn)行傳輸，下位機(jī)也會(huì)在傳感器中將配置信息進(jìn)行反饋。六是，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)信息系統(tǒng)的建立健全，能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的合理化配置，最終建立起符合相關(guān)要求的傳感器信息資料收集系統(tǒng)，通過傳感器信息資料庫數(shù)據(jù)的查詢，觀察個(gè)人在工作中所應(yīng)用、接受、發(fā)送的多種數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，從而推動(dòng)道岔智能檢測(cè)管理系統(tǒng)的高質(zhì)量研發(fā)分析[1-2]。

4 總結(jié)

通過高速鐵路道岔智能檢測(cè)系統(tǒng)的建立健全，能夠幫助人們實(shí)時(shí)的掌控高速鐵路大號(hào)碼道岔的狀態(tài)，系統(tǒng)能夠通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和收集道岔及其相關(guān)的信息和傳感數(shù)據(jù)內(nèi)容，通過全面的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)整理對(duì)當(dāng)前的設(shè)備現(xiàn)狀進(jìn)行梳理工作。這種系統(tǒng)的出現(xiàn)和產(chǎn)生對(duì)于鐵路運(yùn)輸?shù)膶?shí)際安全提供了切實(shí)的保障。基于道岔智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)研究基本可以實(shí)現(xiàn)通過多種軟件硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)道岔智能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的正常運(yùn)作，能夠?qū)Φ啦韺?shí)際的情況進(jìn)行全面的的分析，同時(shí)對(duì)當(dāng)前所使用的數(shù)據(jù)信息接受處理有了明確的規(guī)范管理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木珳?zhǔn)性，也會(huì)后期的故障處理有了全面的分析，促使當(dāng)前的系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量得到提升，為后期的高速鐵路運(yùn)作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。