转辙机室外监测管理系统关键技术攻关及应用

转辙机室外监测管理系统关键技术攻关及应用

石林

天津津铁通信有限公司，天津市，300000

摘要：本研究聚焦于转辙机室外监测管理系统的关键技术攻关与应用。首先，介绍了监测技术，包括转辙机状态监测、环境数据监测以及数据采集与传输技术。其次，阐述了数据分析与处理的重要性，涵盖实时数据分析、异常诊断预警以及数据存储管理技术。最后，探讨了系统集成与优化，包括硬件与软件集成技术。在应用方面，通过试点应用和应用策略的制定，展示了如何将这些技术应用于实际场景中，以提高转辙机的运行效率和安全性。

关键词：转辙机；监测管理系统；状态监测

引言

随着铁路运输的快速发展，对转辙机的运行可靠性与维护效率提出了更高要求。传统的监测方法已无法满足现代化铁路的需求，因此，开发一套高效的转辙机室外监测管理系统显得尤为重要。本研究旨在攻关关键技术，包括监测技术、数据分析与处理技术以及系统集成与优化技术，以实现对转辙机状态的实时监控、环境数据的准确采集、异常情况的及时预警以及数据的有效管理。通过这些技术的集成应用，不仅可以提升转辙机的运行效率，还能显著降低维护成本，保障铁路运输的安全性与可靠性。

一、转辙机室外监测管理系统关键技术攻关

（一）监测技术

1.转辙机状态监测技术

转辙机是铁路信号系统关键设备，对转辙机进行状态监测非常重要。转辙机状态监测技术是通过装设于转辙机内的各种传感器来对转辙机运行参数进行实时获取。其中包括但不仅限于转辙机动作电流，时间和转换力。对上述参数进行监控，可及时发现转辙机工作时电流不正常波动，动作时间加长，转换力不到位等异常现象。采用了先进的数据分析算法对所收集的参数进行了分析和处理并提取了可以反映转辙机工作情况的特征信息。如通过分析动作电流曲线就能判断转辙机机械部件有无卡阻现象；对动作时间进行统计分析可评价转辙机工作是否平稳。

2.环境数据的监测技术

对环境数据进行监控，也是转辙机平稳工作所必不可少的。环境数据监测技术包括温度，湿度，气压和其他环境参数。转辙机工作环境下温度、湿度变化都有可能对其电气性能、机械性能产生影响。如高温、高湿等环境都有可能使转辙机内电气元件加速老化，从而使设备可靠性下降。通过设置环境传感器可对转辙机附近环境参数进行实时监测并传输给监测系统分析处理。在环境参数超过设定阈值范围后，该系统发出预警信号以提醒维护人员采取相应措施。

3.数据采集与传输技术

在转辙机户外监控管理系统中，数据采集和传输技术属于核心技术。数据采集技术则主要是利用传感器，数据采集器来实现转辙机状态参数及环境数据精确采集。采集时要求保证数据准确，实时可靠。为提高数据采集效率与准确性，可通过分布式数据采集方式以转辙机为中心分布若干采集节点来实现不同地点数据采集。同时数据传输技术承担着向监测中心传输采集数据分析和处理的任务。当前常见数据传输方式有有线传输与无线传输。有线传输方式虽然有传输稳定可靠等优势，但是布线成本高，安装维护不便。无线传输方式则具有安装方便、灵活性高的优点，但在信号稳定性和传输距离方面可能存在一定的局限性。

（二）数据分析与处理

1.实时数据分析技术

实时数据分析技术对转辙机户外监控管理系统起到关键作用。该项技术是将收集的转辙机工作数据与环境数据快速地进行处理与分析，从而达到实时监测转辙机工作情况的目的。采用高效数据处理算法可以在较短的时间内完成海量数据的过滤，分类与计算。如转辙机动作电流，动作时间等重要参数的实时监测与分析，并判断是否处于正常波动区间。将历史数据与预设阈值相结合发现异常。实时数据分析技术也能够全面地分析环境数据，温度和湿度，并评价它们对于转辙机工作性能的贡献。

2.异常诊断预警技术

在转辙机户外监控管理系统中，异常诊断和预警技术是其中一项至关重要的功能。这种技术是建立在对转辙机工作数据进行深入分析的基础上，能及时发现可能存在的故障隐患并发出信号。首先对历史故障数据进行学习与分析并构建故障诊断模型。实时数据被输入到模型后，可以很快的判断出异常的出现。比如在转辙机动作电流骤增或者动作时间显着加长的情况下，该系统就能判断出可能是机械卡阻或者电气故障。结合环境数据变化进一步判断故障原因及种类。异常诊断预警技术也可依据故障严重程度设定不同等级预警信号供维护人员采取适当措施。

3.数据存储管理技术

在转辙机户外监控管理系统中，数据存储管理技术起着至关重要的辅助作用。这一技术担负着安全，有效地储存与管理收集的海量数据的任务。要选择适合自己的数据库系统来满足数据存储要求。比如使用关系型或分布式数据库来保证数据的完整性与可靠性。同时建立了科学的数据存储结构以实现不同种类数据的分类存储以方便查询与分析。数据存储时还要考虑到数据备份与恢复策略以防丢失。数据存储管理技术又包含了数据清理与存档、无用数据及时删除、存储空间释放等功能。将历史数据归档存储便于后续数据分析与故障诊断。

（三）系统集成与优化

1.硬件集成技术

转辙机户外监控管理系统硬件集成技术的应用是系统平稳工作的基础。硬件集成主要是将各种传感器，数据采集设备，通信设备和控制设备进行集成。对传感器的选型与安装是非常关键的。针对转辙机运行特点及监测需要，选择了高精度，高可靠性传感器，包括电流传感器，位移传感器和温度传感器。这些传感器需精确安装于转辙机关键部位才能保证能对转辙机工作状态进行实时准确的数据采集。同时数据采集设备要有较强的数据处理能力及高速数据传输能力，能对传感器所采集的数据迅速处理并发送。通信设备的主要职责是将收集到的数据传送至监测中心，并确保数据传输过程的稳定与可靠。硬件集成时还要考虑到设备兼容性与扩展性问题。

2.软件集成技术

在转辙机户外监控管理系统中，软件集成技术处于中心地位。软件集成主要是将数据采集软件，数据分析软件和监测管理软件进行集成。数据采集软件承担着与硬件设备通讯、转辙机工作状态实时数据采集、数据初步处理及储存等功能。数据分析软件会对收集到的数据进行深度分析，从中提取有价值的信息，例如转辙机的故障特征、运行趋势等。监测管理软件作为系统用户界面，给用户带来了直观方便的监测与管理功能。软件集成时，必须保证各软件模块间数据接口的统一标准，做到无缝传输与数据共享。同时软件集成方案要有较好的可维护性与可扩展性。在系统运行及业务需求不断变化的情况下，软件可能会出现升级与优化问题。所以软件集成方案要易于维护与扩充，并能迅速地对业务需求变化做出反应。

二、转辙机室外监测管理系统关键技术应用

（一）试点应用

在转辙机户外监控管理系统中进行试点应用，是对系统关键技术有效性，可靠性进行测试的一个重要步骤。首先选取有代表性的铁路站点或者路段为试点区域。这些地区要覆盖各种转辙机，各种运行环境和各种业务需求才能对系统进行综合性能测试。试点地区设置了转辙机户外监控管理系统，该系统主要由各种传感器，数据采集设备及通信设备硬件设施组成，并配备了相应软件系统。系统在安装后经过了严格调试与试验，保证了各设备及软件模块的正常工作。试点应用期间，对转辙机工作状态进行了实时监控，采集了大量监测数据。通过分析这些数据，对系统的监测精度，可靠性及稳定性进行了评价。

（二）应用策略

在对转辙机户外监控管理系统进行应用时，必须要制定出科学合理的策略。首先确定了系统应用目标与需求。结合铁路部门实际运营需要，对系统监测范围，监测参数及预警指标进行了界定。同时结合已有设备及资源制定了合理的系统部署方案。对新建铁路线路而言，转辙机户外监测管理系统可在施工阶段即列入计划，以达到系统同步施工与运用。对现有铁路线路可逐步实施系统改造升级以提升监测管理水平。建立了系统应用时的维护管理机制。明确了系统维护责任及维护流程，并对系统实施定期巡检与维护以保证系统平稳运行。同时加强系统操作人员及维护人员培训，以提高业务水平及操作技能。

结束语

通过本研究的深入探讨与实践应用，转辙机室外监测管理系统的关键技术得到了有效攻关，并在实际中得到了验证。试点应用的成功表明，该系统能够显著提高转辙机的监测效率和准确性，为铁路运输安全提供了有力的技术支撑。未来，随着技术的进一步完善和优化，该系统有望在更广泛的铁路网络中得到应用，为铁路行业的发展贡献更大的力量。

参考文献

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