浅谈信号集中监测系统道岔智能分析的实现方案

滕瑾就

（广西沿海铁路股份有限公司，南宁530003）

1 引言

随着铁路事业的不断发展，道岔作为铁路安全的关键设备，被赋予了更高的安全要求。道岔设备的日常维护工作量大且只能在有限的天窗时间内进行，故障时采用传统的故障后维修模式。随着铁路行车密度的增大，道岔故障处理及日常维护时间的增加必定影响到行车效率。为提高工作效率、减少行车干扰，智能故障诊断已成为监测系统的必然发展方向。目前，铁路大部分车站都配备了信号集中监测，但只具备常规的监测功能，仅对信号设备进行数据的收集，收集的数据由人工进行分析。受限于人工技能的高低，分析出来的结果存在误差，不利于设备性能的准确掌握。而智能化集中监测系统，在实时采集设备数据的同时，增加了对设备状态的智能分析。通过智能分析，可以判断设备是否处于正常工作状态，也可以对设备未来趋势做预测来达到预警目的。

2 监测智能分析系统总体架构

图1

由图1 可见该系统利用既有微机监测的网络和整体结构，在其基础上扩展了智能分析和故障诊断功能，主要有以下优势：①与既有监测系统紧密结合，数据交换完全在既有系统内调用，避免因不同系统间数据通讯问题造成的系统响应、数据延时与可靠性等问题，从而使智能分析准确性与及时性得到保证，也使得报警的准确性与及时性得到体现。②利用既有资源，后期无需增加硬件投入，使智能分析系统的应用更方便、成本更低、后期维护更简单。③保持与既有监测报警的一致性、站机与终端展现方式的一致性。④集中的综合调阅方式，操作更便利，在统一的系统界面中可调阅所有的站机报警和智能分析报警。

由此可见，在原有的监测系统基础上嵌入智能分析系统很简便，不会影响原有监测系统的整体结构，也不需新增硬件设备，只需将智能分析系统集成到既有监测系统中即可。

3 道岔监测智能分析系统功能应用

道岔设备既包含室外的转辙机设备，又包含室内的继电器电路设备，故从室外设备到室内电路设备都有可能是故障点，维护难度可想而知。因此，做好道岔的电气特性分析，应该抓好以下要素：第一，分析道岔转换时间，发现道岔转换超时问题。第二，分析道岔动作电流曲线，发现卡阻、卡缺口、抖动问题。第三，分析道岔功率曲线，检查道岔密贴、转换过程中的阻力超标问题。第四，分析道岔表示电压，以便发现继电器接点、整流元件等的电气特性变化问题。

因此，道岔智能分析系统也应具备四个分析诊断功能，通过以下例子说明。

3.1 基于道岔动作曲线的智能故障诊断

道岔动作电流曲线是反映道岔运用质量的一个重要指标。日常微机监测数据调看时，应对道岔的动作电流曲线详细调看，对照参考曲线对比、分析，随时掌握道岔的电气、时间和机械特性，及时发现道岔转换过程中存在的异常，对预防故障发生和消除不良隐患有着不可替代的作用[1]。

3.1.1 道岔扳动阻力过大预警

如图2 所示，某站道岔功率曲线相对参考曲线出现拱背现象，天窗点内上道检查发现尖轨滑床板有煤渣块，清理后扳动道岔曲线正常。此类情况道岔智能分析功能自动对比动作曲线与参考曲线，发现此异常后给出预警提示，及时有效地提示维护人员检查室外道岔情况，做到准确迅速定位故障点消除故障隐患。

图2

3.1.2 道岔动作或锁闭过程卡阻报警

图3

如图3 所示，道岔从定位扳到反位的过程中反位并没有到位，而是到了故障位的状态，此时智能分析功能根据动作曲线与各个继电器状态的情况判断出道岔的故障情况为“道岔定位扳动不到位：转动或锁闭过程卡阻”，利用智能分析给出语音等方式的报警提示，能减少调阅的工作强度，又能做到第一时间发现设备故障。

3.1.3 道岔动作曲线无“小台阶”报警

“小台阶”的状态可以直观地反映出道岔电路中1DQJ 继电器、断相保护器、自动开闭器、整流匣等关键设备的性能状态，如图4 中的动作曲线中“小台阶”没有形成，A、C 项电路提前归0，此时道岔的智能分析系统给出报警提示，结合其他相关的采集数据给出故障判断“道岔已从反向定动作但未到位：动作曲线无效台阶且C 项提前归零，原因为X5 断线或DBQ故障”，有效地协助维护人员快速定位故障点。

图4

3.2 基于表示电压的道岔智能分析

道岔表示电压作为道岔运用的重要指标参数，数值的变化能准确地反映出室外整流器件等设备的情况[2]，如当道岔的DC、AC 电压在一定时间段内发生了缓慢下降，则有可能为室外二极管存在异常，需在天窗内进行检查确认，智能分析模型将自动对道岔电压的波动进行判断并及时给维护人员预警提示，避免调阅疏漏而忽略了故障隐患。

3.3 针对系统不可识别的故障建立故障库

由于道岔电路涉及设备较多，监测系统对道岔电路的采集点有限，不能做到所有故障都能准确地分析出具体原因。当智能分析系统无法准确判断出故障具体位置时，监测智能分析系统应提供故障库建立功能，由现场将故障录入故障库中自动形成智能分析的判断逻辑。

4 结语

道岔的智能分析功能对道岔故障做出准确的预警告警，将极大提高现场故障处理效率，减轻现场工作压力，相当于多了位“专家”24 小时值班，满足道岔状态修需要。