轉(zhuǎn)轍機(jī)綜合監(jiān)測(cè)的需求及方法研究

鮑才讓太，莫重明，翟文革，丁召榮

（1.中國(guó)鐵路青藏集團(tuán)有限公司電務(wù)部，西寧 810006；2.通號(hào)（西安）軌道交通工業(yè)集團(tuán)有限公司工業(yè)研究院，西安 710100；3.西安鐵路信號(hào)有限責(zé)任公司，西安 710100）

1 概述

隨著我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，尤其高速鐵路的快速發(fā)展，道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的發(fā)展也取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，上線運(yùn)行的設(shè)備和系統(tǒng)越來(lái)越多，運(yùn)輸業(yè)務(wù)對(duì)道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的依賴(lài)性也越來(lái)越高。由于所處位置的特殊性及所處環(huán)境的惡劣性，道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的故障率在鐵路運(yùn)輸設(shè)備總故障中所占比例明顯高于其他類(lèi)別設(shè)備或系統(tǒng)。道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的故障直接影響運(yùn)輸效率、運(yùn)輸秩序甚至運(yùn)輸安全，并且道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備由于所處位置距離車(chē)站較遠(yuǎn)，且不能隨意接近，故障的處理比較耗時(shí)，很容易造成故障升級(jí)。

為保證設(shè)備可靠性，通常需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)和預(yù)防性維修。不適當(dāng)?shù)木S護(hù)包括過(guò)度維護(hù)、無(wú)效維護(hù)或維護(hù)不足。過(guò)度維護(hù)和無(wú)效維護(hù)造成資源的浪費(fèi)，提高使用成本，維護(hù)不足會(huì)造成設(shè)備故障率升高，壽命下降，加大故障風(fēng)險(xiǎn)?？梢?jiàn)，對(duì)設(shè)備的適當(dāng)維護(hù)和適時(shí)的預(yù)防性維修能以較小的成本保證設(shè)備的可靠性。

適當(dāng)維護(hù)和適時(shí)的預(yù)防性維修得以實(shí)施的前提條件是長(zhǎng)期的使用經(jīng)驗(yàn)結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境條件，并且需要及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，也就是說(shuō)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是能實(shí)施適當(dāng)維護(hù)和適時(shí)預(yù)防性維修的前提條件之一，也是設(shè)備智能化的前提條件。

對(duì)于道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備，尤其是轉(zhuǎn)轍機(jī)，增強(qiáng)其狀態(tài)感知能力，實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行狀態(tài)的綜合監(jiān)測(cè)，不但是實(shí)現(xiàn)維護(hù)和預(yù)防性維修適時(shí)有度的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機(jī)智能化的基礎(chǔ)。

2 研究現(xiàn)狀及問(wèn)題

對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，長(zhǎng)期以來(lái)是國(guó)內(nèi)外鐵路運(yùn)輸設(shè)備供應(yīng)商競(jìng)相研究的課題，多種運(yùn)營(yíng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或監(jiān)測(cè)設(shè)備目前都得到運(yùn)用，如電源屏智能監(jiān)測(cè)、信號(hào)集中監(jiān)測(cè)等。由于道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的特殊性和重要性，也有多家廠商對(duì)其監(jiān)測(cè)進(jìn)行研究，并有產(chǎn)品上道應(yīng)用。

2.1 道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備相關(guān)監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀

法國(guó)科吉富公司研發(fā)道岔監(jiān)測(cè)及道岔環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于其高速道岔。德國(guó)BWG 公司采用其母公司（VAE 公司）提供的Roadmaster2000 道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)道岔的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括：尖軌的位置、轉(zhuǎn)轍機(jī)的電流、電壓、拉力、轉(zhuǎn)換時(shí)間、最小輪緣槽、鋼軌徑向力、鋼軌溫度和加熱裝置，并對(duì)信號(hào)系統(tǒng)和軌道電路做同步監(jiān)測(cè)。這兩家公司的高速道岔均在我國(guó)高鐵線路上有應(yīng)用，但其監(jiān)測(cè)設(shè)備在我國(guó)未見(jiàn)應(yīng)用。其思路均為對(duì)道岔參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以掌握道岔運(yùn)行情況，降低道岔故障率。

北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司研究設(shè)計(jì)道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備故障診斷與預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其目標(biāo)是在線監(jiān)測(cè)道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷和精確定位，為實(shí)現(xiàn)故障診斷與健康管理提供支撐。

也有一些廠商針對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)“卡缺口”故障高發(fā)的實(shí)際情況，研發(fā)缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口數(shù)值超標(biāo)進(jìn)行預(yù)警報(bào)警。目前，上道應(yīng)用的缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有視頻圖像方法、非接觸電磁式、碰珠式等。由于應(yīng)用效果明顯，轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)近年應(yīng)用比較廣泛。

卡斯柯信號(hào)有限公司等信號(hào)集中監(jiān)測(cè)廠商利用轉(zhuǎn)轍機(jī)工作電流、電壓等數(shù)據(jù)，對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)電源輸出功率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，希望以此判斷轉(zhuǎn)轍機(jī)載荷大小。由于實(shí)施方便，目前也得到比較廣泛的應(yīng)用。

2.2 存在的問(wèn)題

上述的以道岔相關(guān)參數(shù)為監(jiān)測(cè)目標(biāo)的設(shè)備或系統(tǒng)由于傳感器使用環(huán)境限制，或者會(huì)對(duì)道岔維護(hù)產(chǎn)生一定影響等原因，目前其應(yīng)用并不廣泛。

轉(zhuǎn)轍機(jī)缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能單一，主要預(yù)警卡缺口故障，對(duì)其他類(lèi)型故障不能預(yù)警報(bào)警，如電機(jī)轉(zhuǎn)速不正常、摩擦力與轉(zhuǎn)換阻力不匹配、轉(zhuǎn)轍機(jī)反彈過(guò)大等。同時(shí)，各種缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于系統(tǒng)特點(diǎn)，也存在一定的缺憾，如碰珠式缺口監(jiān)測(cè)為接觸式監(jiān)測(cè)，存在自身故障率高或者誘發(fā)轉(zhuǎn)轍機(jī)故障率增大的問(wèn)題，近年其應(yīng)用明顯減少。視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)量大，攝像頭抗污染及抗振動(dòng)差，清潔鏡頭的維護(hù)工作量大。若缺口數(shù)值在上位機(jī)計(jì)算，則進(jìn)行缺口調(diào)整維護(hù)工作時(shí)，需詢(xún)問(wèn)室內(nèi)缺口數(shù)值。

非接觸磁電式缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用磁電傳感器監(jiān)測(cè)缺口數(shù)值，抗污染，不與被監(jiān)測(cè)零件接觸，近年應(yīng)用較多，發(fā)展前景比較好。

現(xiàn)有轉(zhuǎn)轍機(jī)功率監(jiān)測(cè)是對(duì)電源輸出功率的監(jiān)測(cè)，包含輸電線路消耗及轉(zhuǎn)轍機(jī)輸入功率，對(duì)于交流轉(zhuǎn)轍機(jī)，不能簡(jiǎn)單的由電源輸出功率大小來(lái)判斷轉(zhuǎn)轍機(jī)的輸出功率大小?，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)轍機(jī)功率監(jiān)測(cè)數(shù)值對(duì)同一臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)在同一安裝位置進(jìn)行縱向定性對(duì)比有一定參考意義，不同安裝位置的橫向?qū)Ρ群投康难芯繒?huì)產(chǎn)生較大誤差。

3 轉(zhuǎn)轍機(jī)綜合監(jiān)測(cè)需求

目前道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備中，轉(zhuǎn)轍機(jī)具有良好的防護(hù)殼體，且是道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的動(dòng)力源及狀態(tài)檢查器，部分道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的故障與其有比較高的關(guān)聯(lián)性，在轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部設(shè)置監(jiān)測(cè)器材，具有較高的可行性及現(xiàn)實(shí)意義。

轉(zhuǎn)轍機(jī)的主要功能是轉(zhuǎn)換并鎖閉道岔或者牽引外鎖閉裝置實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換道岔，檢查并指示道岔位置、狀態(tài)，其對(duì)道岔或外鎖閉的轉(zhuǎn)換需要輸出轉(zhuǎn)換力及轉(zhuǎn)換行程，對(duì)道岔位置、狀態(tài)的檢查依靠機(jī)內(nèi)機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，對(duì)道岔的鎖閉通過(guò)轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部的鎖閉機(jī)構(gòu)執(zhí)行，對(duì)道岔位置、狀態(tài)的指示通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)控制機(jī)內(nèi)接點(diǎn)的接通、斷開(kāi)來(lái)進(jìn)行。因此其運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要應(yīng)包含以下內(nèi)容。

1）動(dòng)作桿輸出的功率及動(dòng)作桿的實(shí)時(shí)位置，其可測(cè)參量為動(dòng)作桿的轉(zhuǎn)換力及動(dòng)作桿的位移，通過(guò)位移變化計(jì)算速度，動(dòng)作桿速度和轉(zhuǎn)換力之積就是功率。

2）鎖閉機(jī)構(gòu)的鎖閉量或者鎖閉深度，由各型轉(zhuǎn)轍機(jī)的鎖閉機(jī)構(gòu)決定，如ZD9/ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)可用推板套停止位置與斷表示位置的距離表示。

3）接點(diǎn)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角或角度位置，或者控制接點(diǎn)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵零件位置，ZD9/ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)及使用同類(lèi)接點(diǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)轍機(jī)可對(duì)動(dòng)接點(diǎn)角度位置進(jìn)行測(cè)量。

4）動(dòng)接點(diǎn)處于接通位置時(shí)的接點(diǎn)電阻數(shù)值、接點(diǎn)壓力數(shù)值。

5）轉(zhuǎn)換過(guò)程表示桿行程及鎖閉時(shí)停止位置，或者需要檢測(cè)表示桿的實(shí)時(shí)位置。

對(duì)這些運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機(jī)的異常，并及早預(yù)警，使設(shè)備在故障發(fā)生前得到維修。對(duì)于突發(fā)故障，有利于準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，壓縮故障處理時(shí)間。

4 ZD9/ZDJ9轉(zhuǎn)轍機(jī)綜合監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)

4.1 傳感器及安裝結(jié)構(gòu)的限制

針對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)綜合監(jiān)測(cè)的需求，分析其可行性，以ZD9/ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)為例進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

前述轉(zhuǎn)轍機(jī)監(jiān)測(cè)需求中，除動(dòng)作桿轉(zhuǎn)換力、接點(diǎn)電阻數(shù)值、接點(diǎn)壓力數(shù)值外，其余均為位移或運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)，并且其運(yùn)動(dòng)形式主要是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此，對(duì)此類(lèi)零件的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)主要是采集其線性位移或角位移及其對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，從而得到其位移時(shí)間曲線，進(jìn)而通過(guò)計(jì)算可以得出其速度時(shí)間曲線和加速度時(shí)間曲線。這樣就可以了解被監(jiān)測(cè)件的運(yùn)動(dòng)特性，并部分了解其動(dòng)力特性，對(duì)這些信息的分析可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的異常，從而對(duì)故障預(yù)警，也可以在故障后提供分析數(shù)據(jù)，以確定故障發(fā)生原因。

轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿轉(zhuǎn)換力的監(jiān)測(cè)需使用拉壓傳感器或者以應(yīng)力監(jiān)測(cè)方式進(jìn)行，這均會(huì)改變轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿的結(jié)構(gòu)，正在進(jìn)行相關(guān)研究，暫時(shí)難以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)。接點(diǎn)電阻及接點(diǎn)壓力的監(jiān)測(cè)目前尚無(wú)成熟且經(jīng)濟(jì)的非接觸檢測(cè)方法，而使用導(dǎo)線接入檢測(cè)設(shè)備的方法由于難以解決安全問(wèn)題而不可行，故目前難以實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)電阻及接點(diǎn)壓力的監(jiān)測(cè)。

線性位移和角位移均有非接觸測(cè)量方法，其中磁阻式位移傳感器已經(jīng)用于缺口監(jiān)測(cè)，使用中其抗油污性能良好，且滿足-40 ～70℃環(huán)境使用要求，能滿足轉(zhuǎn)轍機(jī)的工作環(huán)境要求。

溫濕度傳感器、三軸加速度傳感器等已經(jīng)有在轉(zhuǎn)轍機(jī)中應(yīng)用的案例，故這些傳感器可以在轉(zhuǎn)轍機(jī)中可靠應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)功能。

針對(duì)具體轉(zhuǎn)轍機(jī)型號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)，除了需有可應(yīng)用的傳感器之外，安裝結(jié)構(gòu)需考慮對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)RAMS 指標(biāo)的影響，如加工安裝所需的結(jié)構(gòu)后不能明顯降低零件強(qiáng)度，傳感器等器件安裝后不能影響各零件運(yùn)動(dòng)與動(dòng)作，更不能影響轉(zhuǎn)轍機(jī)功能，所有新增加的器件和零件不能明顯降低轉(zhuǎn)轍機(jī)原有功能的可靠性，監(jiān)測(cè)功能所新增加的器件、零件故障后不影響轉(zhuǎn)轍機(jī)原有功能。

4.2 ZDJ9轉(zhuǎn)轍機(jī)可監(jiān)測(cè)項(xiàng)點(diǎn)

應(yīng)用前述傳感器，以ZD9/ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)為例，可以對(duì)以下項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

電機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)：檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)及實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，可以掌握電機(jī)工作狀態(tài)及電機(jī)負(fù)載情況。

動(dòng)作桿運(yùn)動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)：檢測(cè)動(dòng)作桿位移，實(shí)時(shí)位置及速度，可以掌握轉(zhuǎn)轍機(jī)狀態(tài)及外鎖閉狀態(tài)（是否鎖閉、是否轉(zhuǎn)換中、是否進(jìn)入鎖閉），可根據(jù)設(shè)定閾值對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程的卡阻及阻力過(guò)大進(jìn)行預(yù)警報(bào)警。

動(dòng)作板（對(duì)應(yīng)推板套）運(yùn)動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)：檢測(cè)動(dòng)作板（推板套）位移，實(shí)時(shí)位置及速度，可以掌握轉(zhuǎn)轍機(jī)狀態(tài)（是否鎖閉、是否轉(zhuǎn)換中、是否進(jìn)入鎖閉）及鎖閉之后的鎖閉可靠性（以停止位置與斷表示位置的距離為指標(biāo)），可根據(jù)設(shè)定閾值對(duì)鎖閉可靠性降低進(jìn)行預(yù)警報(bào)警，對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程的卡阻及阻力過(guò)大進(jìn)行預(yù)警報(bào)警。

表示桿運(yùn)動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)：檢測(cè)表示桿位移，實(shí)時(shí)位置及速度，在轉(zhuǎn)轍機(jī)鎖閉狀態(tài)檢測(cè)密貼缺口數(shù)值及斥離缺口數(shù)值，可根據(jù)設(shè)定閾值對(duì)指定側(cè)缺口過(guò)小或過(guò)大進(jìn)行預(yù)警報(bào)警，對(duì)表示桿行程變化進(jìn)行預(yù)警報(bào)警。

動(dòng)接點(diǎn)軸（對(duì)應(yīng)動(dòng)接點(diǎn)）轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)監(jiān)測(cè)：檢測(cè)動(dòng)接點(diǎn)軸角位移，實(shí)時(shí)角度及角速度，可以掌握動(dòng)接點(diǎn)組接通靜接點(diǎn)組的情況及動(dòng)接點(diǎn)組轉(zhuǎn)換的速度，可根據(jù)設(shè)定閾值對(duì)動(dòng)接點(diǎn)轉(zhuǎn)換遲滯故障進(jìn)行預(yù)警、報(bào)警。

轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部溫度、濕度監(jiān)測(cè)：掌握轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部環(huán)境溫度及濕度，可根據(jù)設(shè)定閾值提醒及時(shí)維護(hù)。

轉(zhuǎn)轍機(jī)三軸加速度數(shù)值監(jiān)測(cè)：掌握轉(zhuǎn)轍機(jī)的振動(dòng)情況，可根據(jù)設(shè)定閾值提醒及時(shí)維護(hù)。

以動(dòng)作桿位移監(jiān)測(cè)參數(shù)為例，簡(jiǎn)單說(shuō)明其應(yīng)用。轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換過(guò)程發(fā)生卡阻時(shí)，查看動(dòng)作桿位移，若動(dòng)作桿位移為零，則轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部卡阻，轉(zhuǎn)轍機(jī)不能解鎖。若轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿位移量不足20 mm 或30 mm，則外鎖閉裝置卡阻，外鎖閉不能解鎖，也就是說(shuō)，通過(guò)檢測(cè)到的動(dòng)作桿實(shí)時(shí)位移或位置，對(duì)于道岔轉(zhuǎn)換中卡阻及外鎖閉不能鎖閉，轉(zhuǎn)轍機(jī)不能鎖閉等故障，均可根據(jù)動(dòng)作桿卡阻時(shí)所處位置進(jìn)行分析判斷并準(zhǔn)確定位，有利于及時(shí)解決故障，縮短排除故障所花費(fèi)的時(shí)間。

4.3 監(jiān)測(cè)樣例

制作轉(zhuǎn)轍機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備樣機(jī)，并在ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)上安裝測(cè)試。定義動(dòng)作桿右伸轉(zhuǎn)轍機(jī)以動(dòng)作桿拉入鎖閉位置為初始位置（0 位移位置），動(dòng)接點(diǎn)接通1排或4 排靜接點(diǎn)位置為對(duì)應(yīng)動(dòng)接點(diǎn)的初始位置（0角度位置），動(dòng)作桿動(dòng)程為220 mm 的轉(zhuǎn)轍機(jī)從伸出鎖閉轉(zhuǎn)換到拉入鎖閉的轉(zhuǎn)換行程各零件位移或轉(zhuǎn)角測(cè)得數(shù)據(jù)曲線如圖1 所示，圖1 中位移單位為mm，動(dòng)接點(diǎn)轉(zhuǎn)角單位為度，電機(jī)轉(zhuǎn)角單位為圈。

從圖1 可見(jiàn)，本例中，連接左表示桿的尖軌行程約160 mm，連接右表示桿的尖軌行程約170 mm，兩者相差10 mm，道岔兩側(cè)開(kāi)口值偏差過(guò)大。各零件開(kāi)始位移及結(jié)束時(shí)刻，動(dòng)接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始及結(jié)束時(shí)間均可以查出對(duì)應(yīng)具體時(shí)刻，進(jìn)而計(jì)算得出各過(guò)程消耗時(shí)長(zhǎng)。通過(guò)表示桿位移數(shù)據(jù)可以計(jì)算得出轉(zhuǎn)轍機(jī)鎖閉時(shí)密貼缺口及斥離缺口的規(guī)定側(cè)間隙數(shù)值，也可以將其數(shù)值隨時(shí)間變化曲線繪出。

對(duì)位移數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，可以得出各零件速度，對(duì)應(yīng)圖1 的拉入行程中各運(yùn)動(dòng)零件速度如圖2所示。

從圖2 可以看出，本次動(dòng)作，接點(diǎn)斷開(kāi)和接通速度很大，且接通時(shí)速度明顯大于斷開(kāi)時(shí)速度，接點(diǎn)轉(zhuǎn)換正常，各桿件被推板套驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)換過(guò)程速度與推板套速度基本相同。左表示桿連接的尖軌處于斥離位，先開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，右表示桿連接的尖軌處于密貼位，將其開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度和動(dòng)作桿速度比較可以判斷道岔反彈情況。本測(cè)試?yán)?，外鎖閉使用滾動(dòng)鎖閉框結(jié)構(gòu)，左表示桿停止運(yùn)動(dòng)前速度的變化符合該鎖閉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。電機(jī)斷電后仍有慣性，振蕩動(dòng)作后停止。結(jié)合圖1 和圖2 可以確定各種特征時(shí)刻的位置（位移）和速度參數(shù)。

圖1 轉(zhuǎn)轍機(jī)拉入行程各零件位移或轉(zhuǎn)角曲線Fig.1 Displacement or rotation angle curve of each part in pull-in stroke of switch machine

圖2 轉(zhuǎn)轍機(jī)拉入行程各零件速度或轉(zhuǎn)速曲線Fig.2 Speed curve of each part in pull-in stroke of switch machine

使用軟件對(duì)各參數(shù)與設(shè)定閾值進(jìn)行比照，可以在超出閾值時(shí)產(chǎn)生預(yù)警、報(bào)警信息，提示維護(hù)人員進(jìn)行處理。進(jìn)一步對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，可以發(fā)掘深層次的關(guān)系和規(guī)律，為轉(zhuǎn)轍機(jī)乃至道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備及道岔的健康診斷及故障預(yù)測(cè)，維護(hù)維修計(jì)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

5 小結(jié)

通過(guò)分析研究，根據(jù)轉(zhuǎn)轍機(jī)監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求和現(xiàn)有技術(shù)條件下所能采取的技術(shù)手段，在保證轉(zhuǎn)轍機(jī)基本功能的前提下，得出具有可行性的轉(zhuǎn)轍機(jī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)點(diǎn)，并以ZD9/ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機(jī)為例進(jìn)行了實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)的監(jiān)測(cè)功能，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)掌握轉(zhuǎn)轍機(jī)的狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)情況，設(shè)定合理閾值后可以對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程及鎖閉后的部分故障進(jìn)行預(yù)警、報(bào)警。

由于對(duì)多個(gè)有一定關(guān)系的運(yùn)動(dòng)零件實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集，結(jié)合大數(shù)據(jù)和人工智能算法，理論上能實(shí)現(xiàn)一定程度的故障預(yù)測(cè)及健康診斷，因此根據(jù)轉(zhuǎn)轍機(jī)運(yùn)行過(guò)程采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系及各種規(guī)律，以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)的故障預(yù)警、維護(hù)維修指導(dǎo)、健康診斷，最終改善轉(zhuǎn)轍機(jī)的可靠性、可用性，甚至提高其安全性是進(jìn)一步的工作目標(biāo)。