基于數(shù)字圖象的轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向監(jiān)測裝置研究

肖潔 盧凱霞

摘 要：為了加強對信號轉(zhuǎn)轍機設(shè)備的監(jiān)控，強化微機監(jiān)測系統(tǒng)報警功能，有力保證行車安全微機監(jiān)測有必要增加 2DQJ 狀態(tài)采集，以便隨時監(jiān)測室內(nèi)外道岔表示一致。在道岔啟動電路中，第二道岔啟動繼電器（2DQJ）接點組狀態(tài)在定位吸起位置時，反映操作人員往定位扳動道岔的操作，2DQJ接點組狀態(tài)在反位打落位置時，反映操作人員往反位扳動道岔的操作。本文提出的轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向監(jiān)測裝置，采用工業(yè)級別攝像頭采集第二道岔啟動繼電器數(shù)字圖象，通過圖象分析模塊獲得繼電器吸起落下狀態(tài)，進而反映出轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向，型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能節(jié)省工作成本，適用于軌道交通領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：微機監(jiān)測;轉(zhuǎn)轍機;轉(zhuǎn)轍機;數(shù)字圖象

一、序言

鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)是保證行車安全、加強信號設(shè)備結(jié)合部管理、監(jiān)測信號設(shè)備狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)信號設(shè)備隱患、分析信號設(shè)備故障原因、輔助故障處理、指導現(xiàn)場維修、反映設(shè)備運用質(zhì)量、提高電務部門維護水平和維護效率的重要行車設(shè)備。鐵路微機監(jiān)測系統(tǒng)能實時、動態(tài)、準確、量化地反映信號設(shè)備的運用質(zhì)量、結(jié)合部設(shè)備狀態(tài)，并具有狀態(tài)信息儲存重放、查詢和報警功能。信號微機監(jiān)測系統(tǒng)是鐵路運輸?shù)闹匾熊囋O(shè)備，它能實時將信號設(shè)備運用狀態(tài)，各種電氣特性反映出來，并能對以前的數(shù)據(jù)進行調(diào)閱?？茖W指導設(shè)備維修，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題隱患，預防信號故障發(fā)生及發(fā)生故障時能提供指導，為保證鐵路運輸 安全做出了重要貢獻。因此鐵路電務部門必須了解和掌握微機監(jiān)測的構(gòu)成和功能，通過分析故障原因找出正確的處理方法，及時恢復設(shè)備的正常運用，確保行車安全和運輸安全適應鐵路高效快速發(fā)展，從而提高故障處理效率。

2010 年頒布的《鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件》（709 號文）增加了轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)轍機監(jiān)測。分析道岔啟動電路，第二道岔啟動繼電器（2DQJ）狀態(tài)在定位（或反位）反映操作人員往定位扳動道岔（或往反位扳動道岔）的操作，采集2DQJ位置狀態(tài)可以滿足709號文增加的轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向監(jiān)測的要求。另外，采集 2DQJ 狀態(tài)還有兩個好處：（1）防止施工過程中將一、二線接反，造成假表示。（2）防止維修過程中將 2DQJ 拔下來再插上去時繼電器因抖動而轉(zhuǎn)極，造成表示不一致。這兩種錯誤均難以發(fā)現(xiàn)，值班員按照道岔室內(nèi)表示狀況排進路時容易出現(xiàn)故障。

綜上所述，微機監(jiān)測有必要增加 2DQJ 狀態(tài)采集，以便隨時監(jiān)測室內(nèi)外道岔表示一致，加強對信號轉(zhuǎn)轍機設(shè)備的監(jiān)控，強化微機監(jiān)測系統(tǒng)報警功能，有力保證行車安全。

傳統(tǒng)的采集 2DQJ 狀態(tài)一般有兩種方法，一種是直接采集接點方式，需增加2DQJ復示繼電器，利用復示繼電器接點采集2DQJ狀態(tài)。另一種是光電探頭采集方式，需來回操縱道岔進行調(diào)整，判別是否正確反映道岔定位和反位兩個位置。這兩種方式在實際應用中，便利性不足，同時存在光電探頭老化或者被灰塵遮住影響檢測靈敏度的問題。在本文中，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種技術(shù)數(shù)字圖象處理的轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向監(jiān)測裝置，采用工業(yè)級別攝像頭采集第二道岔啟動繼電器數(shù)字圖象，通過圖象分析模塊獲得繼電器吸起落下狀態(tài)，進而反映出轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向，型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能節(jié)省工作成本，適用于軌道交通領(lǐng)域。

二、基于數(shù)字圖象的轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向監(jiān)測裝置

在道岔啟動電路中，第二道岔啟動繼電器（2DQJ）接點組狀態(tài)在定位吸起位置時，反映操作人員往定位扳動道岔的操作，2DQJ接點組狀態(tài)在反位打落位置時，反映操作人員往反位扳動道岔的操作。本文中所提出的轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向監(jiān)測裝置，包括用于采集2DQJ接點組圖像的圖像采集模塊及根據(jù)圖像信號判斷2DQJ接點組吸起或落下的圖像分析模塊。

如圖1所示，本文所提出的轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向監(jiān)測裝置包括用于采集2DQJ接點組圖像的圖像采集模塊1，遠程控制終端2，內(nèi)含用于根據(jù)圖像信號判斷2DQJ接點組吸起落下狀態(tài)的圖像分析模塊21和針對2DQJ接點組工作轉(zhuǎn)換不到位發(fā)出警報的報警模塊22，以及微機監(jiān)測終端3。

如2所示，為確保監(jiān)控圖像清晰準確，圖像采集模塊包括攝像頭4，攝像頭4利用鋼制支架6固定于2DQJ接點組5正前方，且能清楚監(jiān)控各接點組吸起落下狀態(tài)及精確位置，2DQJ插在組合柜背板7上。

遠程控制終端2與圖像采集模塊1通過USB傳輸連接，位于遠程控制終端2內(nèi)的圖像處理模塊21，接收數(shù)字圖像信息后解碼終端處理信號并發(fā)送給微機監(jiān)測終端3。位于遠程控制終端2內(nèi)的報警模塊22在2DQJ接點組動作完成而未到位時向微機監(jiān)測終端3發(fā)送報警信號。遠程控制終端2與微機監(jiān)測終端3通過TCP/IP或ADSL協(xié)議通訊連接。

其工作過程如下：操作人員執(zhí)行往定位扳動道岔的操作， 2DQJ接點組5狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄎ晃鹞恢?操作人員執(zhí)行往反位扳動道岔的操作， 2DQJ接點組5狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉次淮蚵湮恢谩z像頭4拍攝到的圖像信息，經(jīng)過USB傳輸通道至遠程控制終端2的圖像分析模塊21中。圖像分析模塊21根據(jù)接收到的數(shù)字圖像信息分析出2DQJ接點組5的吸起落下狀態(tài)以及接點閉合是否到位，根據(jù)2DQJ接點組5的吸起落下狀態(tài)發(fā)送相應結(jié)果給微機監(jiān)測終端3，若不到位報警模塊21則發(fā)出報警信號給微機監(jiān)測終端3。

三、結(jié)論

為了加強對信號轉(zhuǎn)轍機設(shè)備的監(jiān)控，強化微機監(jiān)測系統(tǒng)報警功能，有力保證行車安全微機監(jiān)測有必要增加 2DQJ 狀態(tài)采集，以便隨時監(jiān)測室內(nèi)外道岔表示一致。本文提出的轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向監(jiān)測裝置型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能節(jié)省工作成本，適用于軌道交通領(lǐng)域。

未來可以將基于數(shù)字圖象的轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換方向監(jiān)測裝置進行深入研究。通過本技術(shù)的推廣應用可在信號機械室內(nèi)安裝標準軌道巡檢視覺機器人，利用多攝像頭將巡視監(jiān)控采集到的圖象數(shù)據(jù)（主要是組合架上繼電器的狀態(tài)數(shù)據(jù)）以無線方式，傳輸至中心機房的終端電腦上存儲，通過分析模塊完成多項設(shè)備數(shù)據(jù)判斷，一旦檢測出異常，立即發(fā)出警告提示，實現(xiàn)設(shè)備機房的智能化巡檢。

參考文獻：

[1] 張智， 周俊偉， 閆衛(wèi)剛. 電液轉(zhuǎn)轍機在線監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 鐵道通信信號， 2007， 43（10）：4-5.

[2] 王安， 羅世剛， 焦美鵬，等. 轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換力在軌監(jiān)測方法研究[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)， 2012， 35（7）：139-141.