实现道岔转换动态监测功能探讨

2019.13科学技术创新-125-实现道岔转换动态监测功能探讨

李伟'阳彬2

（1、武汉铁路职业技术学院，湖北武汉4302052、武汉铁路局武汉电务段，湖北武汉430015）

摘要：道岔是铁路现场实现列车运行线路改变的重要基础设施，对铁路运营安全起作至关重要的作用，而实现道岔转换的装置是各类型的转辙机。为保证列车经过道岔区段的安全,通过观察转辙机机内外缺口的状态，可以基本判断其运行的质量。现采用道岔动态智能监测系统远程监测，实现中心集中监测，远程故障报警、系统联网等功能。极大改善了工人劳动强度，提高了设备安全生产质量J

关键词：转辙机;道岔缺口监测;转换阻力监测

中图分类号：U284.5JJ284.72+1文献标识码：A

1基本组成

道岔转换动态监测系统大致由三部分组成，分别为现场部分（含缺口数据及图像）、信息传输部分和车站站机及终端部分。现场采集除了传统的油压、油位、阻力、电参数外，重要的是缺口图像的采集。实时对现场缺口静态图像并压缩转换，同时记录道岔转换过程中缺口动态录像全过程，将静态图像和动态录像上传,供维护管理人员调阅查看。数据传输部分是在可以采用铁路既有信号备用电缆作为传输通道利用窄带宽（CAN网络）传输图像技术，传输距离最远能达到3千米。车站站机以及终端维护机，利用视频处理辩别技术，及时反映相关道岔转辙机缺口、转辙机内液压油状态指标、道岔转换过程阻力等主要技术指标变化趋势，对缺口不符合标准、转换过程异常及时进行报警，并在终端计算机上显示各种视屏图像与曲线，依据需要生成各类统计报表和图片资料。

2工作原理及工作流程

2.1道岔缺口监测原理及方法

针对转辙机机内主副表示杆缺口局部图片及视频，选用图像智能识别原理，即通过灰度分析、消噪处理、特征提取和数据量化等进行软件算法处理，完成对图片及视频内容的测量、超限预告警，缺口监测测量精度可以达±0.2mm,通过安装于机内红外摄像设备，采集缺口影像资料，在信号备用电缆上采用低带宽传输技术，并不失真传输视频图像至上位机，利用图像识别与算法，获取转辙机机内缺口指示标在道岔转换过程中的偏移量，该偏移量可以存储、统计并超限告警（告警值可以设置为±5mm之内的任意数值）。如下图所示，图像视频采集单元还需将转辙机中表示杆位移变化情况予以录像，并上传至上位机.可以直观地观察到机内表示杆及缺口的变化情况。同时利用监测过程中的视频可观察到列车通过道岔时,机内主副表示杆的晃动情况.可以的间接了解道岔的密贴情况。道岔缺口监测能够直观、可视、准确，并大幅减少误报概率,极大提高了设备运行维护效率。

2.2转换阻力监测原理与方法

道岔在正反位转换过程中，其牵引电动转辙机需要克服各

文章编号：2096-4390（2019）13-0125-02

类型阻力（含转换时摩擦力、反弹力），依据此输出功率,我们可以确定电动转辙机相关对应的电压、电流、功率等参数与道岔转换过程中阻力有一定的相关性。据此，通过及时监测电动转辙机的电压、电流、功率等参数就可以达到对道岔转换阻力的实时监测电动转辙机的电压、电流、功率等参数与道岔转换阻力之间的关联性，我们可以通过各类型传感器对转辙机的相关参数进行测量、分析、验证来确定。并将实际得到的电动转辙机电压、电流、功率等参数，经采用一定的经验公式换算并修正后，可实际得到电动转辙机的转换力矩。

针对现场广泛使用的液压型转辙机.对其油压的检测能及时反映工作状态与质量。油压油位采集的原理图如下。传感器输出的标准信号通过A/D转换后，传送至中央处理单元CPU, CPU对数据进行分析处理，并存储在RAM中。当网络空闲时传送至上位机进行处理。通过油压曲线的分析.同样能观察到转辙机的工作状态，诸如卡阻、摩擦力增大等现象。

电务职工在日常设备维护过程中，采取的方法是将机械式油压表接入测试孔,通过读表来获取转辙机工作压力和溢流压力，但其不能反映油压连续变化过程若采取将油压油位传感器固定接入转辙机油压油位测试接口，油压油位传感器输出4-20mA模拟量信号，通过A/D转换，接入缺口CAN总线实现与控制计算机的实时通讯。单片机接收传感信号、控制器指令信号和计算机指令信号实现油压油位实时有效的监测。在转辙机转换动作过程中,不间断实时采集油斥数据,绘制出油压曲线，能够直观描述道岔扳动全过程的油圧变化趋势，对超限状态给出预警、告警提示。

由于现场各道岔距离信号楼的距离不统一性，为消除不同距离电缆阻抗随电压、电流、温度等多项参数变化对电机输出力矩的影响，得到转辙机转换时电机准确的输出功率因数，避免每台转辙机都预设一个标准，我们采用设置在转辙机旁电机端直接采集电压、电流等参数并直接输入阻力模块分机，该分机将数据存储并以CAN总线直接上传，阻力模块分机设置在相应转辙机旁HZ24或变压器箱盒内。此数据经设于信号楼内的主机处理，依据阻力一功率因数之间的关系，最终呈现给维护人员所需要求的道岔在整个转换过程中的阻力曲线。（转下页

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-126-科学技术创新2019.13

建筑桩基检测作业中的危险有害因素及措施讨论

王哲

(安徽省地质实验研究所(国土资源部合肥矿产资源监督检测中心),安徽合肥230001)

摘要：本文立足于现实，从建筑桩基检测作业的现场环境和作业过程进行了详细的分析，对建筑基检测作业中存在的危险、有害因素做出分析，并有针对性地提出了要加强对从业人员的安全训练，保障开工安全验收制度的实施，加强检测工作中的安全巡查等意见。在实际作业中，采用单桩静载的实验方式，分析了如何解决建筑桩基检测作业中的危险、有害因素等问题。

关键词：单桩桩基检测；危险有害因素;措施

中图分类号:TU473.1+6文献标识码:A文章编号:2096-4390(2019)13-0126-02

目前，我国有很多方法可以确定桩基承载力。对单桩的承载力进行科学的鉴定,确保单桩承载能力能够符合要求,采用正确的方法，既要减少材料的浪费,又要保障建筑结构的安全性。其中最科学的方法是单桩竖向抗压静载荷试验,它能够使从业人员更为简便直观地鉴定单桩的承载力,也是运用最为广泛的方法。

因为在实际操作中，现场环境往往较差，存在很多安全隐患，并且经常发生生命安全事故。我从几十年的实际工作中总结了大量的经验，分析了施工现场的危险和有害因素以及桩基的工作过程。并针对这些安全问题，提出了具体的意见和对策。

1单桩静载检测试验

1.1静载检测的原理以及主要设施

静载荷检测的原理是基于静载荷试验程序,因为桩荷载会产生重力，这将导致桩基和单桩周围土壤发生变化。桩基的实际测量产生Q-S曲线，可以用于通过数学模型分析单桩的承载力。试验需要分析现场条件，采用压力平台反力法作为加载反应装置,即预制混凝土块用于承载平台上的重量，并装载千斤顶以达到实验目的。配重的重量应为最终承载值的1.2倍，并在试验开始前一次性加入，使其均匀稳定地放置在平台上。

1.2静载检测过程

1.2.1试桩的桩头处理工作。桩头要保证其平整，没有损坏，如果遇到需要切除的情况,可用钢箍子来固定。

1.2.2试验加载。使用低速来维持加载，逐渐增加压力,并确保在每次加载后加载稳定，然后再增加下一级压力。

1.2.3加载和卸载分级。a.在装入千斤顶之前，应对试验使用千斤顶进行标定。b.试验过程：i、分级加载,使用逐级加载的方法进行等量的加载;分级荷载是最大加载量或预估计极限承载力的十分之一；ii、分级卸载，同样，卸载也采用分级方法，每级卸载量为分级加载量的2倍;iii、在加载和卸载工作进行时，要保证荷载传递的均匀性、连续性,避免产生冲击，每级载荷的改变程度应小于分级荷载的十分之一。

1.2.4通过低速维持加载方法观察沉降量。每级加压后检测时间为0、5、10、15、15、15、30、30(分钟)。在下一个加载(转下页)

3系统功能及用途

实现视频图像处理功能，依据需要实时回放点播。针对某个道岔我们可以查看任意时刻其工作运行的图像，从而更直观、更详细的地了解道岔、转辙机运行状态。并且当道岔、转辙机在运行过程中出现故障时，技术人员能根据相关数据及图像异地指导现场维修人员进行抢修。对于静态数据，通过监测缺口的数值与偏离值进行比较，当计算出来的偏离值超过设置值(设置为±5mm之内的任意数值)时，信号楼内的上位机及时会给出报警信息,并通过声光和语音进行超值报警。对于ZYJ7型液压电动转辙机，当道岔进行转换时，相对应的传感器按250ms的采集速度采集机内油压的变化情况。生成的油压曲线能够间接反映道岔在转换过程中的情况，若油压曲线偏离正常就反映了转辙机工作不正常或道岔转换不顺利。

道岔在转换过程中，电机的电压、电流、功率等参数会发生变化,我们采用专用芯片按300ms的速度对采集转辙机电机的相关电压、电流等数据进行采集,处理。通过计算机对数据进行计算得到相应的有功功率、功率因数等值，与之对应的关系得到对应的转换阻力。对道岔在整个转换过程中，按照时间规律,逐点绘制成一条曲线，若绘制出来的即时曲线超过计算机预设值时，信号楼内的上位机就会发出声光等方式报警。

4结论

利用该监测系统，电务维修人员和管理人员可以在信号楼内或调度室内，能即时掌握转辙机、道岔各种动态指标和运用状态。既解决了维修整治工作针对性不足的问题，又缓解了维修工时不足与有限的天窗点作业时间和劳动力紧张之间的矛盾，同时该系统提供的数据为道岔科学养护工作提供了技术支持。

参考文献

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［2］孔青宁.S700K型电动转辙机道岔控制电路故障分析［J］.价值工程,2012(35).

⑶王勇.既有线提速改造中S700K转辙设备调试方法研究［J］.铁路通信信号工程技术,2013(1).

［4］焦景忠.信号微机监测系统功能发展趋势卩］.铁路通信信号工程技术,2009⑹.