铁路道岔转换设备综合监测系统设计思路初探

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铁路信号设备是保证铁路行车安全以及高效运行的关键，一旦信号出现问题和故障将造成列车晚点、阻塞等多种故障中，甚至还有导致行车的安全出现一系列的问题。08年温州动车事件就是由于铁路信号出现故障引发的一次重大的行车追尾事件，该事件给逝者家人带来无限悲痛的同时，也反映出了铁路信号在保障行车安全方面的重要作用。铁路道岔转换设备工作的环境一般都比较严酷，不仅要经受风沙、雨雪、酷暑和严寒等自然条件的影响，同时还要经受列车震动、冲击、铁轨横向移动等多种因素的影响，双重影响造成信号故障的发展率相对较高，数据统计显示在所有信号设备故障中，铁路道岔转换设备处的信号故障占40%以上。随着铁路技术的不断发展，车辆速度的不断提高，现在使用的转辙机监测系统已经不能满足铁路的需要，存在着诸多的问题。本文就现有设备问题的基础上，对采用视频图像分析技术和传感器技术的铁路道岔转换设备综合监测系统设计思路展开初步的探究。
一、综合监测系统的设计思想
（1）铁路道岔综合监测系统实现的功能。预设计的铁路道岔综合监测系统将实现的功能为：对转辙机表示杆的缺口状态、机内的温度、湿度、转辙机驱动的时间、液压转辙机的液压以及液位等多种指标进行准确的测量和信息反馈。对道岔处转换设备的工作状态进行实时的监测，是道岔转换设备的故障能够被及时的发现，在设备将要发生故障或者是故障还没有对行车造成影响之前，及时的进行补救，排除故障问题。降低行车过程中的安全隐患，提高行车的安全性以及高效性。同时，可以采用远程监控的方式，对道岔出的故障进行监测和分析，有效降低人工往返监测的工作量，在需要的时候再采取措施，降低维护共组人员的工作强度。
（2）采用成熟的C/S系统架构。所谓的C/S系统架构就是客户机和服务器结构，它是一种软件系统体系结构，这种结构能够充分的利用两端的系统的硬件环境优势，将任务合理的分配到客户端和服务器端，降低整个系统的通讯开销。这种结构的最主要优势特征就是：应用服务器的运行数据负荷较轻；数据的储存和管理功能较为透明化。将该技术应用到铁路道岔转换设备的综合监测系统中，不仅能够有效的降低花费在监测过程中的开销，同时由于数据管理具有极大的透明性，还能够极大的满足维护人员以及各个层级的管理人员的需要。
（3）采用各种成熟的技术。铁路道岔综合监测系统在设计过程中采用的技术，都是发展比较成熟的技术，主要包括视频采集技术、传感器技术、图像智能分析技术，这些技术不仅能够实现铁路道岔设备工作状态的准确获取，同时还能够进行准确地分析，以及输出最准确地监测信息。采用成熟的通信技术，该技术主要用于显示距离大于3千米的车站之间，咽喉区大量数据信息的传输。采用成熟的物联组网技术，有效的实现监控区域内分机的组网工作。
（4）系统能够满足道岔严酷环境的需要。设计的新的综合监测系统应该能够满足道岔工作的自然条件，即风沙、雨雪、高低温等，同时还应该满足电磁兼容性、雷击电涌、行车引起的振动和冲击等。
二、综合监测系统架构设计
铁路道岔综合监控系统的系统架构设计按照“三级三层结构”进行划分。所谓的三级就是三个级别的管理部门，其分别为铁路局管理部门、电务段管理部门、车站管理部门。三层结构分别为：现场信息采集层、车辙数据分析层以及电务段管理层。不同层次系统的设计主要为：
（1）铁路局层级系统设计。在该层次的系统中主要配置应用服务器、监测终端以及维护工作站等多种设备。其中应用服务器是整个铁路道岔综合监测系统的监测中心，其通过星型网网络的形式对整个铁路系统的电务段以及车站进行管理。监控终端主要可以对各个车站的数据资料进行调看，并且能够及时的显示车站的预警信息和报警信息，反应铁路现场的视频和图片信息。
（2）电务段级系统设计。电务段级系统主要包括数据库服务器、监测终端、应用服务器以及维护工作站等多种设备，其实整个监测系统的网络中枢部分，也是整个电务段监测获得的数据资料和网络通信信息的管理中心。电务段在整个系统中的功效相当于人的大脑，及时的对眼部获得的信息资料进行收集、分析和处理，然后将如何操作的信号及时的传输到各个工作执行部门，对铁路系统的故障进行及时的处理，降低其对行车的安全带来的影响。
（3）车站级系统设计。车站级系统是整个系统的基础部分，其主要由现场设备、传输设备、管理层设备等组成，其主要功能就是转辙机的相关工作信息进行获取，这些信息包括：转辙机杆的缺口状态、其工作环境的温度和湿度，振动的加速度、液压、液位以及转辙机的驱动时间等。
三、小结
铁路道岔综合监测系统作为一种具有智能分析和预警功能的系统，其在极大程度上解决了现有系统存在的问题，能及时的检测到道岔处的隐患和故障，并且及时的通知相应的工作人员进行处理，极大的提高了铁路运行的安全性和效率。