对轨道道岔缺口集中监测系统的改造

李超 马晓亮 赵金勇

摘 要：研究分析了传统轨道道岔缺口监测系统运行中存在的问题，站在行业的角度对轨道道岔缺口集中监测系统进行改造和研讨，提供了制定完善而科学的轨道道岔缺口集中监测系统改造规划，严格实施轨道道岔缺口集中监测系统改造的工作规范等对策，为更好、更全面地实施轨道道岔缺口集中监测系统改造工作作出了深入研讨。

关键词：轨道;道岔缺口;技术;规范;集中监测

中图分类号：U213.68 文献标识码：A

0 前言

对于铁路和轨道交通来讲道岔是线路安全、连续运行的重要设施，是保证列车正确运转、准确转线、精确进路的基础设备，如何对道岔的运行状态进行实时、动态地检测，强调对道岔缺口统一、集中地监测就成为影响到铁路交通和安全运行的重中之重。

1 传统轨道道岔缺口监测系统运行中存在的问题

1.1 道岔缺口监测系统运行故障概率高

随着铁路事业现代化、数字化建设进程的发展与体现，列车运行出现了高速化、大荷载、长时间的特点，随着铁路运行密度和强度的逐步加大，在道岔缺口环节会产生各类故障和问题。传统的轨道道岔缺口监测系统存在信号丢失、动作错误、设备损坏等隐患和危险，导致轨道道岔缺口监测系统难于达到稳定运行的目标，极易在轨道道岔和缺口出现闭锁困难、指标错误，如不能及时修理和恢复，则很容易产生轨道道岔缺口发生倾覆、脱轨等重大事故。

1.2 道岔缺口监测系统运行环境情况恶劣

环境因素是轨道道岔缺口监测系统运行中不可回避的客观条件，以笔者工作的神华宝日希勒能源有限公司为例，道岔缺口监测系统面临诸多环境因素的影响。一是，温度与高程对道岔缺口监测系统运行有着直接影响，由于轨道处于高寒区域，季节变化中道岔缺口和相关监测系统长期在+50℃到-40℃范围内运行，很容易因降水、冰冻、霜雪产生道岔缺口监测系统的故障。二是，高强度的震动和不可控的地质灾害对道岔缺口监测系统也存在着一定的威胁，在连续超负荷运行和特殊情况下道岔缺口监测系统受到各类影响，进而出现道岔缺口监测系统产生各类隐患和事故。

1.3 生产对道岔缺口集中监测系统要求高

在煤炭生产和铁路交通两个维度共同发展的大格局条件下，现实中对轨道道岔缺口集中监测系统提出了更多的要求，随着交接站、集配站、露天站等功能节点的自动化趋势逐步显露，全面而系统地进行轨道道岔缺口集中监测就成为迫切的目标。传统的解决方法是对轨道道岔缺口监测系统进行设备添加和网络扩展，但是由于使用设备、传统架构存在的不足，加之生产压力提升，导致现有轨道道岔缺口监测系统难于适应现实性的需要，难于在动态性、实时性和准确性上反映出位置、信息、图像、参数等重要数据，导致轨道道岔缺口监测系统不能很好地实现集成监控、实时监测的目标，也难于确保轨道道岔缺口运行的安全目标。

2 对轨道道岔缺口集中监测系统的行业认知

2.1 建设轨道道岔缺口集中监测系统的意义

在新的技术条件和自动化网络平台的基础上，本研究认为进行轨道道岔缺口集中监测系统建设具有如下主要功能和作用。一是，进行轨道道岔缺口集中监测系统建设可对道岔和缺口采取组合的方式进行实时性、动态化、集中式控制和监测，应用专家辅助决策系统的轨道道岔缺口集中监测系统还能实现对功能部位的自主检查和自我诊断功能，对于可能的问题和隐患做到了第一时间发现、第一环节布控。二是，当轨道道岔缺口出现故障时，新的轨道道岔缺口集中监测系统可以通过中心示警、等级评估、故障提示等方式加以处理，在有效提升维修效率和质量的同时，将轨道道岔缺口集中监测系统的优势更好地体现出来。

2.2 轨道道岔缺口集中监测的系统构成

轨道道岔缺口集中监测系统主要有中央存储结构、轨道道岔缺口信息采集分机、轨道道岔缺口图像传感器、轨道道岔缺口电源设备等5个主要功能部分组成。中央存储结构也称主机体系，是整个轨道道岔缺口集中监测系统和核心;轨道道岔缺口信息采集分机是整个监测系统的功能化节点，一般在监测采集节点处安装，具有处理传感器数据、传输信息、监测网络和功能设备的功能，因此称为分机;轨道道岔缺口图像传感器负责采集和加工道岔缺口的实时图像通过数字化方法形成流视频，做到对运行状态更为直接、更为准确地判别;轨道道岔缺口电源设备是整个系统的动力基础，主要由UPS电源、动力电源、太阳能电源组成，并且附属空气开关、变压器等供电设备，在高度智能化的轨道道岔缺口集中监测体系中还有滤波器、防雷装置等附加设备。

3 进行轨道道岔缺口集中监测系统改造的要点

3.1 制定完善而科学的轨道道岔缺口集中监测系统改造规划

在实施轨道道岔缺口集中监测系统改造的前提是工作规划的科学设置和合理设定，结合经验研究认为在如下环节要做好规划工作。一是，要结合轨道道岔缺口集中监测系统改造设计规范和轨道道岔缺口集中监测网络的实际做好系统施工设备布置及布线图设计工作，明确相关单位、主要技术、工作顺序等重要环节和内容，力争在规划环节理顺轨道道岔缺口集中监测系统改造的关系。二是，要以功能化和科学化为前提对轨道道岔缺口集中监测系统设备安装位置图进行确立，明确轨道道岔缺口设备集中的方式，划定各功能节点的网络连接方法，重点做好通讯转换器安装图和通讯转换设备安装图的检视，将可能出现的问题化解在初始阶段。三是，要强化轨道道岔缺口图像传感器安装示意图，通过规划更好地优化和调整图像传感器的安装过程和点控布置，避免因温度、降水、日照等外部因素造成图像传感器工作状态不良，难于实现完整监控和实时监测的任务。四是，要强调技术实时环节的监督，特别对中心主机、节点分析、道岔设备、缺口装置的安装和测试要予以实现布控，提升整个轨道道岔缺口集中监测系统改造的科技含量和技术完整性，确保轨道道岔缺口集中监测系统建设的质量和水平。

3.2 严格实施轨道道岔缺口集中监测系统改造的工作规范

进行轨道道岔缺口集中监测系统改造过程中会遇到很多问题，根据笔者工作经验，认为改造中要做好如下几个环节，一是，要确保图像的精确性，一般系统采用高清红外摄像头采集缺口位置图像，通过功能化高科技摄像头直接对原始图像进行处理和特征参数提取、计算，从而实现对表示杆缺口偏移量或缺口大小的精确监测，这是提升轨道道岔缺口集中监测系统动态性和实时性的關键所在。二是，要整合现有网络连接方式，可以根据传统网络和现有设备采取低带宽传输技术（CAN+ADSL组合）的方式实现长距离（>3 km）的传输缺口动态视频信息，有条件的区域可以在载波设备上实现实时传输8帧/秒和CIF分辨率的缺口动态视频功能，进而更好地反映出运行的实时信息和动态数据。三是，提高对功能设备的监测水平，特别对转辙机内的温湿度等对转辙机运作有影响的参数定时采集，能够更加有效的掌握转辙机的运行状况，进而实现自动化、准确性地轨道道岔缺口集中监测工作。

4 结语

应立足于数字化和集成化发展的大潮流，对道岔缺口监测设备和检测系统进行系统升级，采取集中、智能化的方式，应用先进设备提升轨道道岔缺口集中监测系统的功能性，在实现道岔缺口稳定而连续运行的基础上，有效预防轨道道岔缺口产生各类安全事故，提升轨道道岔缺口的监测水平和运行质量。

参考文献：

[1]杜文利.铁路道岔远程综合监测系统研究[J].交通世界，2016（27）：125-126.