转辙机缺口光电监测系统应用与常见故障分析及处理

摘 要：通过介绍光电监测系统设备组成、监测设备工作原理等内容，对导致光电监测设备常见故障的原因进行分析，提出了日常检修作业中针对此类故障的处理和预防措施。

关键词：转辙机缺口光电监测系统 采集器 振动 故障分析

一、引言

本系统能够对S700K、ZD6、和ZY系统转辙机缺口进行视频监测。安装时不需要对转辙机进行任何改造，不需要新敷设电缆。系统采用高像素红外摄像头采集缺口位置图像，由图像采集处理器直接对原始像素图像进行处理和特征参数提取，从而实现对表示杆缺口偏移量的精确计算。同时，系统还可以把道岔扳动过程视频、过车振动视频、直播视频、当前缺口位置图片、缺口位置信息、温度、湿度、振动等数据，通过通讯线路传送到机械室内，为电务部门实施道岔设备状态修提供实时、准确、可靠的即时依据。

二、系统构成

本监测系统主要有六部分组成：工业控制计算机、主机、中继、网络分机、图像采集处理器。工业控制计算机和主机安装在机械室内，二者之间通过网线和CAN连接；中继一般安装在七方向电缆盒固定桩上；网络分机（或载波分机）和图像采集处理器安装在转辙机内（有的分机能够安装在XB箱内，如ZYJ7型）。

五、系统工作原理

现场信号电缆的情况，一般会有缺口报警线或者电话线2对芯线，也可能只有两芯或两芯、四芯共存现象。本系统采用2种传输方式：1对电缆的情况下，采用2990载波传输方案；2对电缆的情况下，采用ADSL+网桥网络的传输方案。

在网络传输方案下，从机械室内引出2对芯线，一对为220V交流电，给中继和网络分机供电；一对为ADSL通信电缆。ADSL模块支持全速率，自适应ADSL、ADSL2、ADSL2+标准，可以自动进行以上各种标准的自动识别和切换，其最高上行速率3.5Mbps，最高下行速率24Mbps（ADSL2/2+），最远传输距离可达5.4千米（实验室理想环境）。

中继使用一对电缆，自机械室内引出220V交流电，另外一对线缆通过中继网桥模块，将ADSL信号转换为电缆载波信号，传输到图像采集处理器。中继网桥传输速率最高可达200Mbps，传输距离最远可达600米。

从主机至各分机的贯通（干线）电缆可能有若干对，每2对干线电缆对应连接主机的一个外线接口和中继，然后连接到每台分机上。在载波传输方案下，从转辙机到机械室只用1对芯线。2990载波传输采用OFDM调制技术，可在普通220V电力线，采用载波进行稳定的数据传输，同时220V电源可以为所有部件供电。2990载波传输方案，通过电缆提供可靠的半双工异步数据通信，理论传输速率最高可达100Kbps，最远传输距离大于3千米。从主机至各分机的贯通电缆，可能有若干条干线电缆，干线电缆最终都在室内并联后使用，或者分别连接到主机的各个外线接口上。

图像采集处理器采集转辙机缺口位置图像，对缺口图像信息进行分析计算，确定缺口对应转辙机表示杆的精确数据与位置信息。转辙机扳动结束后，采集一幅图片，作为扳动后的缺口图像，送至室内工控机。通过判断转辙机电机的动作电流，或判断振动数据超过限值，或接受室内的直播命令，启动摄像头采集记录转辙机缺口动作视频，对视频图像进行压缩编码，编码格式为H.264。通过通讯模块，把动作视频、当前缺口位置图片、缺口位置信息、温度、湿度、振动等数据，传送到机械室内的工控机。

六、常见故障及处理措施

光电监测设备故障主要是由于采集器和互感器设备及其相关线路发生故障而导致无视频监测信号。在日常使用过程中，发生采集器故障的种类比较多，可基本分为2种：一是通讯故障；二是线缆接触不良。

主要原因有：

1.硬件故障。

摄像头是一种精密光学仪器，属于易损耗部件，出现故障几率较大。转辙机内油污较多，容易对摄像头造成污染，而且温度湿度变化幅度较大，对摄像头工作造成不利条件。采集器和传感器也有可能因湿度过高造成内部电路板短路锈蚀造成故障。

2.转辙机振动。如果路基比较稳定，则所测振动数据特别小，可导致无过车视频。如果路基情况不好，转辙机机箱振动过大，则可能导致传感器、互感器和采集器接线端口接触不良，造成故障。

3.系统配置文件不正确。有可能导致CAN不连接。

七.故障处理

1.注意对转辙机内部保持清洁。油脂不可沾到采集器等硬件设备上，以防腐蚀损坏。

2.加强日常检查。发现线路接触不良、线路破损、固定不良和有进水痕迹时，应及时进行整修，消除故障隐患。

3.注意线路屏蔽层接地良好。否则可能造成载波分机传输速度过慢。

八、结语

综上分析，上述采取的措施虽不能完全杜绝光电监测系统故障。但对常见的故障还是比较有效的。经过故障处理和日常预防后，能有效地减少故障隐患，保证对道岔状态的实时监测。

作者简介：孙青泉，山东青岛人，济南铁路局济南电务段济南西高铁车间。