JQ型转辙机缺口监测系统工程设计说明

JQ型转辙机缺口监测工程设计说明北京中铁通电务技术开发有限公司2015年9月目 录1系统概述12系统功能及特点13系统结构和工作流程23.1系统结构23.2工作流程24设备介绍34.1车站主机34.2 现场设备箱54.3缺口采集处理模块75 技术指标85.1工作环境85.2技术参数85.3用电量计算8I1系统概述转辙机正常动作到位与工务道岔和道床的状态有直接关系，当道床变化或尖轨、心轨伸缩时，表示缺口位置将会改变，如不及时调整道岔则会导致检查柱无法落入缺口，道岔无法给出表示信息，影响行车秩序。客运专线要求“行车不上道、上道不行车”，对设备维护提出更高的要求。JQ型转辙机缺口监测系统（以下简称系统），主要通过监测转辙机的缺口反映道岔和转换设备的运行状态，通过分析转辙机缺口偏移量的变化趋势，有助于及时对转辙机进行养护调整，可防止道岔无表示故障发生。此系统是通过微型摄像头采集转辙机缺口的图像，通过图像识别、分析和处理，得到表示杆缺口标识线与缺口检查标尺柱的距离值，计算缺口尺寸，通过缺口图像和缺口尺寸可以检查转辙机缺口是否在标准范围内。2系统功能及特点 实时监测并上传缺口数值，及时反映道岔当前状态系统通过安装在转辙机内的微型摄像头，实时采集缺口的图像信息，并通过缺口处理器对图片进行分析和处理，计算缺口偏移信息并上传至车站主机，同时，上传道岔定反位状态信息。 定时轮询或人工提取、上传缺口图片和视频，方便用户查阅系统的工作模式，分为周期性巡检上传、事件触发和人工命令三种方式：周期性巡检定时监测缺口偏移的数据信息、图片信息和视频信息，巡检时间可自由设定，用户可以根据现场作业需求修订巡检时间参数。事件触发，利用电流信号作为驱动缺口处理器录制视频的条件，一旦道岔开始扳动，具备电流触发条件，即开始录制转辙机动作视频信息并上传，方便用户调阅。人工命令，可以获取实时的缺口图片和视频信息，方便用户查看缺口当前信息，了解道岔运行状态。 预警、告警模式，提醒用户发现并处理故障系统实时监测道岔的工作状态，对转辙机的缺口偏移量设定预警和告警触发值，发生超限即发出告警信息（语音提示）。 综合分析系统记录道岔工作过程中，所监测到的缺口数据、图片、视频信息，并提供各种统计（日统计和月统计）和查询的功能，实现对道岔缺口的全方位监测和记录，有助于维护人员进行追踪分析。 传输通道缺口图像监测系统可利用信号电缆传输数据，可节省工程投入和施工费用，现场为总线结构，布线灵活。 扩展性系统预留对电务段通信接口，方便电务段和各车间终端用户访问和查看缺口状态。3系统结构和工作流程3.1系统结构系统由多个缺口采集处理模块、现场集中箱和车站主机组成。如图3.1。图3.1 系统结构图3.2工作流程（1）安装在转辙机内的缺口采集处理模块，通过采集缺口摄像头的图像信息，实时计算缺口偏移信息，按照巡检时间上传缺口偏移数据信息、图片信息和视频信息。（2）道岔扳动过程中，触发电流传感器，缺口采集处理模块录制转辙机表示杆动作视频信息，并上传至车站主机保存。（3）车站主机通过系统软件，接收并存储缺口的数据、图像和视频信息，为用户提供缺口统计分析和查询功能，在检测到缺口偏移超限立即告警（语音和短信方式），并输出相应的控制命令。4设备介绍4.1车站主机4.1.1组成车站主机由车站监控机、网络传输设备、供电电源等组成，设备集中放置在控制机柜中。如下图：图4.1 车站主机设备机柜尺寸：6008002350 mm用电需求：由电源屏提供AC220V、5A稳压电源。配线需求：由施工单位布放车站主机至防雷分线柜的通信线缆，采用阻燃屏蔽双绞线型（防干扰）。4.3.2功能界面缺口监测设备的管理、缺口偏移信息、图片和视频信息的接收和存储，报警信息的处理和显示，同时提供给用户缺口统计、分析、查询和相关命令执行的功能。车站主机程序主要由通信处理模块、主界面、告警处理模块、查询统计、用户管理和数据库管理等模块完成车站监测功能，实现了用户权限管理、实时信息、图片和视频的显示、历史信息查询以及设备管理维护、用户操作命令的执行。如下图：图4.2 主界面站场显示区图4.3 全站实时图像显示区图4.4 S700K转辙机缺口图4.5 ZDJ9转辙机缺口图4.6 转辙机缺口视频图4.7 转辙机缺口日统计4.2 现场设备箱现场监测箱（JC箱）内主要放置电源设备、网络通信传输设备和CAN总线转接设备，如下图：图4.8 现场监测箱结构图4.2.1设备作用电源设备：将室内送来的AC220V电源转换成DC24V电源，给通信传输设备、CAN总线转接设备、缺口采集处理模块等设备供电。通信传输设备：通过ADSL方式与室内车站主机通信。CAN总线转接设备：节约现场电缆芯线，仅使用2芯电缆实现多监测点信息收集，并通过ADSL上传至室内车站主机。4.2.2设置原则JC箱和中继箱（ZJ箱）等设备箱采用方形HF7（或XB1箱），箱体由缺口监测厂家提供，安装基础由施工单位提供。设备箱内装电源设备、通信设备，设备箱需要交流220V电源，多个设备箱共用室内同一路电，采用2芯信号电缆供电，每个设备箱需要单独的2芯成对使用的信号电缆芯线，且不能与转辙机动作芯线在同一四芯组（防大电流干扰）。为便于接线，缺口监测设备箱设于转辙机的分向盒或终端盒旁。室内防雷分线柜至JC箱的铁路数字信号电缆长度应尽量小于3km，电缆长度大于3km时应在增加中继箱。每个JC箱最多可连接20个采集处理模块（即监测20台转辙机），JC箱至采集处理模块的连接电缆长度须小于250m（保证CAN总线信号视频信息传输顺畅），芯线亦成对使用，且须避免与转辙机动作芯线在同一四芯组；大于250m时，应增加JC箱（单设ADSL，单独回楼），并为该JC箱增加独立通往室内的2芯信号电缆芯线。电缆由施工单位提供并配线。电缆长度大于3km时，需要增加中继箱，中继的使用方法如下图：用电需求：JC箱和ZJ箱需要电源屏提供的AC220V电源，设备箱内设备功耗为20W；电源电缆芯线超过2km时，为降低压降需要加芯使用，2km时使用4芯，每增加1km增加2芯电缆。4.3缺口采集处理模块缺口采集处理模块主要由微型摄像头和图像采集处理单元组成。微型摄像头和图像采集处理单元针对不同转辙机的安装图如下： 4.9 微型摄像头安装方式 图4.10 图像处理单元转辙机监测点：ZD6转辙机内、ZYJ7转辙机及SH6内、S700K转辙机内、ZDJ9转辙机内。（注：尖轨3机心轨2机的道岔，心2处转辙机没有表示杆，不用监测）5 技术指标5.1工作环境温度：室内-545，室外-4070；相对湿度：室内、室外90%；大气压力：70106kPa（海拔高度3000m以下）5