铁路道岔综合监测系统应用与分析

李福建

（河南辉煌科技股份有限公司，河南郑州 450000）

铁路道岔综合监测系统应用与分析

李福建

（河南辉煌科技股份有限公司，河南郑州 450000）

铁路的高速发展带动了信号技术的革新和进步，铁路道岔综合监测系统是一个全新的监测系统，也是信号微机监测系统的扩展，解决了长期以来人工监测道岔缺口存在的各种问题。基于此，结合传统道岔监测存在的问题，对铁路道岔综合监测系统的功能与特点及其具体应用进行阐述。

铁路道岔；监测系统；功能

随着我国铁路从普速到高速的迅猛发展，铁路信号技术也随之不断更新和升级。信号微机监测技术也从单一的关键点监测延伸到目前的综合性监测。但是，针对道岔的监测仅仅是对转辙机动作电流曲线、定反表示电压等这些电压电流指标的监测，其他关键指标如转辙机检测杆缺口、内部工作环境等还没有纳入到监测中。而将计算机信息技术、网络技术应用于转辙机的监测，是铁路信号技术发展的需要，也是解决转辙机监测问题的有效途径。

1 铁路道岔综合监测系统概述

随着经济的快速发展，我国铁路客运货运压力激增，各条线路列车高密度开行，电务维护部门可用的天窗维修时间越来越短，信号工作人员巡查工作量大、劳动强度高，加之酷暑严寒、人力不足等其他因素影响，导致车站及线路所内道岔转辙机隐性故障难以及时发现，存在安全隐患。为便于维护人员实时监测道岔状态，保证列车运行安全，亟需一种有效的远程可视监测措施，实时掌握道岔运用状态，以便及时消除道岔安全隐患，保障列车安全稳定运行。

1.1 道岔的作用

道岔是靠室外转辙机的转动来实现定反位的移动，从而引导列车转换股道。转辙机检测杆缺口值过大或过小都会使转辙机无法锁闭，从而导致道岔无法扳动到位，就是铁路信号人员俗称的“卡缺口”。此类故障一旦发生就有可能影响铁路运输危及行车安全。

1.2 传统道岔缺口监测存在问题

现在道岔缺口的检测过程为：天窗点内，需要检测的道岔停用后，维护人员从工区到咽喉区道岔位置，打开转辙机防护罩，用专用测试工具比较缺口大小，记录缺口值，完成一个的转辙机检测杆缺口的测试。表现出的问题有：①检测时间固定，在保证运输的前提下，不能随时停用道岔进行测试，只能在固定的天窗修时间内检测；②检测误差大，缺口大小一般为3mm左右，靠人工肉眼来比对缺口的大小，会造成不必要的误差；③检测效率低，从天窗开始，到达测试咽喉区，然后打开转辙机防护罩测试，这些都是测试的准备时间，一个天窗点能完成一个中小站的咽喉区的测试，而特大站测试完成需要的时间更长；④记录数据不具备后续分析，测试记录的数据没有连贯性，并且测试记录的样本太少，不具备参考和分析价值。

1.3 铁路道岔综合监测系统的功能与特点

铁路道岔综合监测系统主要目的是为了避免或减少道岔挤岔、缺口不密贴、滑床板摩卡等问题可能造成的行车事故，减少道岔维护人员工作量，为道岔、转辙机维护人员提供设备运行现状和趋势。铁路道岔综合监测不但能实现持续、实时、准确、高效地检测缺口的大小，并且还增加了对转辙机内部的温湿度、油压油位的测试，并记录存储测试值。

道岔缺口综合监测系统采用先进的视频传感器技术、宽带数据传输技术及智能图像处理技术，并结合数据分析、规则验证，实现对转辙机表示缺口、转辙机内温湿度、电液转辙机油压、油位等关键数据的自动采集和趋势分析［1］。其主要功能有：①实时、连续采集缺口数据，采用微型高清全彩摄像头采集，采集转辙机内部结构的真实缺口结构，并按照系统设置要求实时采集转辙机表示缺口图像，确保连续和无遗漏；②采用图像分析及数据处理技术，以摄像机的像素间距离为单位来分析道岔缺口的大小，理论上精度可以达到0.01mm，相对于人工测试的误差来说可以忽略不计；③利用计算机技术、网络技术，快速、实时地传输采集数据到室内监测终端，维护人员可以实时监测缺口变化；④利用数据库存储数据，提供数据存储功能，数据存储大小不受系统限制，从而满足系统对历史数据的分析；⑤转辙机温、湿度采集可以对后期的缺口数据分析提供完整的数据库，从而可以根据温湿度的变化掌握缺口变化的趋势和外因，以此来应对天气变化对道岔动作的影响；⑥油压、油位的采集，可实现电液转辙机动作油缸左右腔压力和油箱油位变化自动采集，取代人工定期巡检。这些扩展的功能不但充实了缺口监测的内容，也给现场设备的维护提供了极大的方便。

道岔缺口综合监测系统结合以上实时采集的数据，监测终端可以将检测的缺口、温湿度、油压、油位值以报表、曲线和报警等多种形式展现，并对采集的缺口、湿度、油压、油位值进行实时预警和报警。系统还具备如下个性化特点：①点击各种报警后记录后直接定位至报警时刻前后3min的数据记录，供维护人员进行分析。可以人工另存各种报警前后3min的记录到其他存储器；②系统还可以通过人工手动回放历史数据中任意时刻的记录信息；③综合数据分析，每一项报警记录点击后，如果需要对此报警进行分析，系统在同一分析界面提供了回放过程中每一时刻的温湿度、油压、油位的值。

2 铁路道岔综合监测系统的具体应用

在实际的应用中，铁路道岔综合监测系统也应参照信号微机监测的“三级三层结构”划分，也可以独立构建。系统独立组网时，系统主要由中心数据库服务器、应用服务器、通信服务器、综合维护工作站和中心网络设备组成；车站由车站服务器、车站网络设备、现场采集分机组成。现场采集分机可根据采集对象的数量、类型，采集多个道岔的信息。

铁路线路及站场环境的复杂程度不是在实验室中能够模拟和体现的，整个系统的现场应用过程必须要考虑可靠性和安全性，从系统建设成本和后期的维护方面还要考虑系统的扩展性。

可靠性，主要是指室内外设备的稳定性，特别是室外设备运行环境有高温、高寒、潮湿、风雨和电磁干扰等很多因素，故核心设备必须要采用工业级产品，进行电磁兼容、防雷、高温、低温、振动和IP防护等各项型式试验，确保系统可在现场严酷条件下7×24h稳定工作。

安全性，主要是设备和采集数据存储的安全性。设备的安装位置，特别是室外设备分布设于铁路用地界内，现场监测设备的安装不得侵入客运专线的建筑限界；系统采样设备与被监测设备之间采用良好的电气隔离措施，任何情况下均不会影响被监测设备的正常工作，符合故障导向安全原则。系统设备具有抗雷电及电气化铁路电磁干扰的能力，安置于轨旁的设备能够适应铁路沿线常年潮湿、多雨、多风的气候条件，转辙机内设备能耐受油污、振动等恶劣因素，并稳定工作。设备出现故障时或者其他系统的接口设备出现故障时，不影响其他系统的正常运行。

可扩展性，系统架构时充分考虑现场实施规模和运用环境的不确定性，在软件架构、硬件配置、数据处理能力等方面均留有较大扩容余量，无论工程初期或后期需要增加监测点数量时，只需在室外监测点增加相应的基础监测设备即可，减少投资。尽可能和目前信号微机监测设备提供接口，减少信号机械室内设备的数量，不但减少设备维护的工作量，降低了成本，还可以充分利用信号微机监测强大的数据报表、日曲线、月曲线等功能进行数据分析，降低系统开发成本，提高系统开发效率。

3 结语

随着铁路建设规模的不断扩大，信号设备必将大幅增加，势必造成设备数量和维护人员数量比例不断扩大。铁路道岔综合监测系统确保对道岔工作状态的实时监测，减少人员现场测试的次数，并且可以避开天窗测试的时间限制，有效减轻电务维护人员工作压力，提高工作效率，为促进转辙机维修工作由故障修向状态修转变奠定基础。

［1］辛军.铁路信号集中监测系统研究［J］.通讯世界，2016（12）：269-270.

Application and Analysis of Railway Turnout Integrated Monitoring System

Li Fujian
（Henan Splendor Science&Technology Co.Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

The rapid development of railway drives the innovation and progress of signal technology.Railway turnout integrated monitoring system is a brand-new monitoring system and an extension of the signal microcomputer monitoring system,it has solved various problems caused by manual monitoring of turnout gap.Based on this,combined with the problems existing in the traditional switch monitoring,this paper expounded the functions and features of the railway turnout integrated monitoring system and its application.

railway turnout；monitoring system；function

U213.6

A

1003-5168（2016）11-0054-02

2016-10-22

李福建（1978-），男，本科，中级工程师，研究方向：铁路信号微机监测、控制等系统研究、开发、应用。