２０１８年８月 第５４卷第８期 铁道通信信号 ＲＡＩＩ．ＷＡＹ ＳＩＧＮＡＩ Ｉ ＩＮＧ Ｃ（）ＭＭＵＮＩＣＡＴＩ（）Ｎ Ａｕｇｕｓｔ ２０１８ Ｖｏ１．５４ ＮＯ．８ 驼峰电空转辙机监测系统研制 胡恩荣 摘刘建军 李定国 要：针对驼峰电空转辙机缺乏动态监测手段，研制了驼峰电空转辙机监测系统，提出了电空 转辙机运用状态的监测方法，制作了样机并投入试用。 关键词：电空转辙机；动态监测；研制 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ａｄｄｒｅｓｓ ｔｈｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｓｗｉｔｃｈ ｍａ— ｃｈｉｎｅ ｉｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｈｕｍｐ，ａ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｓｗｉｔｃｈ ｍａｃｈｉｎｅ ａｔ ｈｕｍｐ ｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ａｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｓｗｉｔｃｈ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ａ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｂｕｉｌｔ ａｎｄ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｔｒｉａ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｅｌｅｃｔｒｏ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｓｗｉｔｃｈ ｍａｃｈｉｎｅ；Ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ＤＯＩ：１０．１３８７９／ｊ．ｉｓｓｎｌ０００—７４５８．２０１８—０８．１８２４６ 我国自动化驼峰道岔转辙装置大量使用电空转 辙机，采用气锁闭方式。在驼峰溜放作业、调车作 业过程中，当车辆过道岔时，若发生道岔病害，会 对尖轨施加与电空转辙机气锁闭力相反的作用力； 监测电空转辙机工作风压；④在线监测电磁先导 阀、电磁锁闭阀工作状态，以电磁先导阀通电时 间，测算电空转辙机转换时间；⑤分析各类监测数 据，输出预警、报警，通过曲线描述电空转辙机工 作状态。 若该作用力大于电空转辙机气锁闭力，则造成电空 转辙机表示接点窜动，严重时出现道岔失表示安全 隐患。为了能准确捕捉电空转辙机表示接点窜动时 机，防止出现电空转辙机失表示故障，研制了电空 转辙机监测系统，对电空转辙机内油位和滴油情况 进行实时监测，研究工作风压、电磁先导阀和电磁 锁闭阀工作状态的监测方法，提高了电空转辙机运 用可靠性，降低了维护工作量。 ２ 系统组成 电空转辙机的监测系统主要包括室外采集系 统、中间通信部分和室内监测系统３部分，系统构 成如图１所示。 室外采集系统由采集分机和各种传感器组成， 完成信息采集和发送任务；中间通信部分由宽带电 力载波（ＰＩ Ｃ）通信模块及传输线路（备用电缆线 路）组成；室内监测系统由通信主机、监测站机、 １ 功能需求 驼峰电空转辙机监测系统功能需求：①远程在 线监测电空转辙机表示动接点在过车时的移动情 况；②视频观测电空转辙机操岔过程中，组合气源 显示器、配电单元等组成。 室外采集系统采集的信息，通过中间通信部分 上传至室内监测系统，完成监测信息的展示、趋势 处理元件油雾器滴油及油杯油位情况；③远程在线 分析、远程巡视等功能，信号工区工作人员可以随 时查看转辙机的工作状态，实现在线监测，为维修 胡恩荣：中国铁路昆明局集团有限公司电务处 １：程师昆明 ６５００１ｌ昆明 ６５００１１ 整治工作提供依据。 刘建军：中国铁路昆明局集团有限公司电务处 高级上程师 李定国：上海邦诚电信技术股份有限公司 ～：程师上海 ３ 系统设计 ３．１室外采集系统 ２００３３３ 收稿日期：２０１８ ０５—１０ ３０ 室外采集系统采用模块化设计，设置在转辙机 ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＩＧＮＡＩ Ｉ ＩＮＧ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ Ｖｏ１．５４ Ｎ（）．８ ２０１８ 给出预警、报警信息，维修人员根据预警 ｌ数码显示模块ｌ 凋糟油视频Ｉ 监测摄像头Ｉ 定位偏移量ｌ 图像传感器ｌ 反位倔移量ｌ 图像传感器ｌ 温度传感器 ｌ风压传感器 ＿—— 室内监测系统 信息采取预防性整治，可减少电空转辙机 失表示故障发生。 ＣＰＵ／ 通 视频 崖 编码 模 日 ／图 块 像分 ｛ 析 电 中间通信部分 一 ＿—— ＿—— Ｈｚ 通信／电源 ２４ ２芯线 通 信 主 机 监 测 站 机 显 ２．转辙机动作条件和动作时间’钡０算。 在转辙机定反位各安装一只霍尔器件，通 不 器 源 ＿一 Ｔ ＿—— 过测量霍尔器件电磁先导阀电路中的电 流，判断动作条件是否具备，并作为电空 ｌ电鬈蓉嚣阀 ＡＤＣ ＝工＝ 块 模 ｌ善篙君鬈蠢｝ 传感 加速 转辙机转换的启动和结束信号，实现相关 善篙 慧 ｝ 器 ＿—— 逻辑判断及转辙机动作时间测算。测量霍 尔器件电磁锁闭阀电路中的电流，判断锁 图１系统结构示意图 闭阀处于锁闭或解锁状态，还间接监测了 内，接收、控制传感器信息。风压、图像、位移等 压力开关状态、转辙机风压状态等。测量 传感器信息采集方法如下。 原理如图３所示。 １．表示动接点动作量。基于无接触测量的原 定位电磁 则，动作杆的动作量采用图像识别技术，依据相对 先导阀回路 位移原理。电空转辙机调整到标准状态后，长按采 反位电磁 ＼ 集分机按钮，自动记录基准位置动作杆上的标记图 先导阀回路 像，作为以后每次测量时，动作杆当前位置与基准 电磁锁 闭阀回路 ｌＡ／＿Ｄｃ ＞ ＿＿ ＣＰＵ 采集分机 位置的偏移量参考点，以此计算出当前位置动作杆 的动作量。表示动接点监测如图２所示。 图３电磁监测原理示意图 定位图像传感器 反位图像传感器 ３．工作风压检测。系统采用高精度压强传感 器及高速采样电路，保障工作风压的测量精度。压 力传感器在压力表开关组后，通过新增的三通连接 器接入。 ４．油雾器滴油及油杯油位检测。设置专门的 广角摄像机拍摄油杯底部和油雾器。系统启动后， 摄像头传感器处于自拍缓存状态，采集分机在侦测 图２表示动接点监测示意图 到电磁先导阀的工作电流后，自动从摄像头的视频 缓存中截取拍摄过程。视频开始时间比电磁先导阀 当车辆过道岔，发生对尖轨施加与电空转辙机 工作电流上升沿提前１ Ｓ，结束时间比电磁先导阀 气锁闭力相反的作用力大于电空转辙机气锁闭力 时，动作杆向锁闭力反方向移动，从而带动表示动 工作电流下降沿推迟１ Ｓ。取出的视频上传室内监 测主机，作为油雾器滴油状态监测图片保存。拍摄 接点，当动作杆移动量达到一定值时，就会发生失 示意图如图４所示。 表示故障。现场道岔密贴调整方法是：在第一连接 室内监测主机系统发出指令，建立监测主机与 杆处加４ ｍｍ测试片试验，动作杆移动量为４ ｍｍ 摄像头的实时视频连接，可对各台电空转辙机的油 道岔表示接点接通；加６ ｍｍ测试片试验，道岔表 示接点断开。动作杆移动量４ ｍｍ、６ ｍｍ即为临 位及滴油情况实时巡查，减少日常养护中电空转辙 界值，设定动作杆相对位移预警值为４ ｍｍ、报警 机开盖检查次数，提高作业效率，节约人工成本。 ５．电空转辙机转换时间。通过霍尔器件监测 值为６ ｍｍ。当相对位移量达预警值、报警值时， 电磁先导阀工作电流变化后，记录电磁先导阀工作 ３】一 铁道通信信号２０１８年第５４卷第８期 数据帧传送到采集分机汇总，所有 换 气缸 信息经过以太网传送给监测主机。 Ｌ一 向 阀 组合气源处理基于投资和施工方面的考虑，通过 既有驼峰场转辙机控制电缆芯线， 实现监测设备的供电和宽带数据通 支 电磁 先导阀 ，， 、、 、姐合亏 处理元 电空转辙机机箱 电空转辙机机箱 、 信传输，可以减少大量铺设通信电 侧视 顶视 图４油杯、油雾器视频录像拍摄示意图 电流的通断时间，即为转换时间。 ３．２室内监测系统 室内监测系统的硬件设备包括通信主机、监测 站机、显示器等，可对既有电源屏进行扩容改造来 获取电源。 软件部分由主界面（站场图）、电空监测、动 态监测界面组成。 主界面包括工具栏、车站导航区、站场图区、 实时数据表区和设备状态区。 电空监测包括实时静态压力状态（风乐周期采 集）、实时电磁阀锁闭阀状态、操岔动作压力状态、 动作杆移动趋势、实时视频巡视、动作杆动作量实 时巡视等项目。 动态监测界面主要提供过车触发的动作杆偏移 情况的监测数据。 软件的开发平台以Ｊａｖａ作为主要的开发语言， 后台数据库管理平台是ＭｙＳＱＩ 数据库。用户界面 是用Ｊａｖａ控件编写，实现维修人员对数据的调阅 分析及预警、报警处置。系统软件通过调用ＪＤＢＣ 控件实现对ＭｙＳＯＩ 数据库管理，并实现报警功 能。软件最终封装成一个应用程序，实时接收电空 转辙机内采集模块上传的现场数据信息，并利用 Ｊａｖａ语言编写各类数据处理函数，对数据进行解 码、存储和预处理，同时将处理结果显示在用户界 面上。用户根据需要进行调阅及实时分析。 ３．３通信方案 由于视频信息数据量较大，通信协议采用以太 网和电力载波（ＰＬＣ）结合的方式，传输采集的信 息。视频、表示动接点动作量监测、风压等信号， 先经过以太网和电力载波转换接口，再由转换接口 中的调制解调器，将所有信息调制加载成电力载波 ３２ 缆的成本。同时，考虑到驼峰场的 复杂电磁环境，研究能适应该传输 环境的宽带数据通信模块，实现系 统室外设备的供电与稳定的高速数据通信。 ４结束语 目前，驼峰电空转辙机监测系统已在昆明东下 行驼峰试用了一年，维修人员通过调阅动作杆移动 量趋势、过车状态下动作杆动作量视频查询、电空 转辙机动作时油雾器滴油状态视频查询、实时＿Ｔ作 风压监测、电磁阀锁闭阀状态监测、实时视频巡视 等监测功能分析，能提前发现设备劣化趋势，采取 主动防范措施，为提高电空转辙机运用质量起到ｒ 保障作用。同时，系统的运用，减少了维修工作 量，为提高驼峰作业效率起到了积极作用，在大中 型自动化驼峰场具有推广价值。 参考文献 ［１３中华人民共和国铁道部．运基信号［２０１０１７０９号．铁路 信号集中监测系统技术条件［ｓ］．２０１０． ［２］ 中华人民共和国铁道部．运基信号［２ｏｉ １１３７７号．铁路 信号集中监测系统安全要求Ｉｓ］．２０１１． ［３］郑霄，王俊峰．基于罔像处理技术的转辙机文时存线监 测研究［Ｊ］．铁道通信信号，２００９（６）：２２—２４． ［４］李轶群，张富春．铁路道岔转换设备综合监测系统没计 ［Ｊ］．铁道通信信号，２０１３（７）：１４ ｌ６． Ｉｓ］仲袜敏．转辙机缺口视频监测系统在铁路既有线的应 用［Ｄ］．兰州：兰州交通大学硕士学位论史，２０１５． ［６］孙占岭，闵文龙，姜璐．驼峰场电窄道岔控制电路及改 进ＩＪ］．铁道通信信号，２０１６（３）：４５—４６． ［７］董婧．道岔监测系统上位机软件设计ｌＪ］．铁道通信信 号，２０１６（１２）：１６ １９． ［８］秦薇．驼峰电空转辙机工作空压的监测研究ＥＪ］．铁道 通信信号，２０１４（５）：３８—４０． （责任编辑：诸红）
