基于数字图象的转辙机转换方向监测装置研究

肖洁 卢凯霞

摘 要：为了加强对信号转辙机设备的监控，强化微机监测系统报警功能，有力保证行车安全微机监测有必要增加 2DQJ 状态采集，以便随时监测室内外道岔表示一致。在道岔启动电路中，第二道岔启动继电器（2DQJ）接点组状态在定位吸起位置时，反映操作人员往定位扳动道岔的操作，2DQJ接点组状态在反位打落位置时，反映操作人员往反位扳动道岔的操作。本文提出的转辙机转换方向监测装置，采用工业级别摄像头采集第二道岔启动继电器数字图象，通过图象分析模块获得继电器吸起落下状态，进而反映出转辙机转换方向，型结构简单，操作方便，能节省工作成本，适用于轨道交通领域。

关键词：微机监测;转辙机;转辙机;数字图象

一、序言

铁路信号微机监测系统是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测信号设备状态、发现信号设备隐患、分析信号设备故障原因、辅助故障处理、指导现场维修、反映设备运用质量、提高电务部门维护水平和维护效率的重要行车设备。铁路微机监测系统能实时、动态、准确、量化地反映信号设备的运用质量、结合部设备状态，并具有状态信息储存重放、查询和报警功能。信号微机监测系统是铁路运输的重要行车设备，它能实时将信号设备运用状态，各种电气特性反映出来，并能对以前的数据进行调阅。科学指导设备维修，及时发现设备问题隐患，预防信号故障发生及发生故障时能提供指导，为保证铁路运输 安全做出了重要贡献。因此铁路电务部门必须了解和掌握微机监测的构成和功能，通过分析故障原因找出正确的处理方法，及时恢复设备的正常运用，确保行车安全和运输安全适应铁路高效快速发展，从而提高故障处理效率。

2010 年颁布的《铁路信号集中监测系统技术条件》（709 号文）增加了转辙机转辙机监测。分析道岔启动电路，第二道岔启动继电器（2DQJ）状态在定位（或反位）反映操作人员往定位扳动道岔（或往反位扳动道岔）的操作，采集2DQJ位置状态可以满足709号文增加的转辙机转换方向监测的要求。另外，采集 2DQJ 状态还有两个好处：（1）防止施工过程中将一、二线接反，造成假表示。（2）防止维修过程中将 2DQJ 拔下来再插上去时继电器因抖动而转极，造成表示不一致。这两种错误均难以發现，值班员按照道岔室内表示状况排进路时容易出现故障。

综上所述，微机监测有必要增加 2DQJ 状态采集，以便随时监测室内外道岔表示一致，加强对信号转辙机设备的监控，强化微机监测系统报警功能，有力保证行车安全。

传统的采集 2DQJ 状态一般有两种方法，一种是直接采集接点方式，需增加2DQJ复示继电器，利用复示继电器接点采集2DQJ状态。另一种是光电探头采集方式，需来回操纵道岔进行调整，判别是否正确反映道岔定位和反位两个位置。这两种方式在实际应用中，便利性不足，同时存在光电探头老化或者被灰尘遮住影响检测灵敏度的问题。在本文中，为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种技术数字图象处理的转辙机转换方向监测装置，采用工业级别摄像头采集第二道岔启动继电器数字图象，通过图象分析模块获得继电器吸起落下状态，进而反映出转辙机转换方向，型结构简单，操作方便，能节省工作成本，适用于轨道交通领域。

二、基于数字图象的转辙机转换方向监测装置

在道岔启动电路中，第二道岔启动继电器（2DQJ）接点组状态在定位吸起位置时，反映操作人员往定位扳动道岔的操作，2DQJ接点组状态在反位打落位置时，反映操作人员往反位扳动道岔的操作。本文中所提出的转辙机转换方向监测装置，包括用于采集2DQJ接点组图像的图像采集模块及根据图像信号判断2DQJ接点组吸起或落下的图像分析模块。

如图1所示，本文所提出的转辙机转换方向监测装置包括用于采集2DQJ接点组图像的图像采集模块1，远程控制终端2，内含用于根据图像信号判断2DQJ接点组吸起落下状态的图像分析模块21和针对2DQJ接点组工作转换不到位发出警报的报警模块22，以及微机监测终端3。

如2所示，为确保监控图像清晰准确，图像采集模块包括摄像头4，摄像头4利用钢制支架6固定于2DQJ接点组5正前方，且能清楚监控各接点组吸起落下状态及精确位置，2DQJ插在组合柜背板7上。

远程控制终端2与图像采集模块1通过USB传输连接，位于远程控制终端2内的图像处理模块21，接收数字图像信息后解码终端处理信号并发送给微机监测终端3。位于远程控制终端2内的报警模块22在2DQJ接点组动作完成而未到位时向微机监测终端3发送报警信号。远程控制终端2与微机监测终端3通过TCP/IP或ADSL协议通讯连接。

其工作过程如下：操作人员执行往定位扳动道岔的操作， 2DQJ接点组5状态转变为定位吸起位置;操作人员执行往反位扳动道岔的操作， 2DQJ接点组5状态转变为反位打落位置。摄像头4拍摄到的图像信息，经过USB传输通道至远程控制终端2的图像分析模块21中。图像分析模块21根据接收到的数字图像信息分析出2DQJ接点组5的吸起落下状态以及接点闭合是否到位，根据2DQJ接点组5的吸起落下状态发送相应结果给微机监测终端3，若不到位报警模块21则发出报警信号给微机监测终端3。

三、结论

为了加强对信号转辙机设备的监控，强化微机监测系统报警功能，有力保证行车安全微机监测有必要增加 2DQJ 状态采集，以便随时监测室内外道岔表示一致。本文提出的转辙机转换方向监测装置型结构简单，操作方便，能节省工作成本，适用于轨道交通领域。

未来可以将基于数字图象的转辙机转换方向监测装置进行深入研究。通过本技术的推广应用可在信号机械室内安装标准轨道巡检视觉机器人，利用多摄像头将巡视监控采集到的图象数据（主要是组合架上继电器的状态数据）以无线方式，传输至中心机房的终端电脑上存储，通过分析模块完成多项设备数据判断，一旦检测出异常，立即发出警告提示，实现设备机房的智能化巡检。

参考文献：

[1] 张智， 周俊伟， 闫卫刚. 电液转辙机在线监测系统[J]. 铁道通信信号， 2007， 43（10）：4-5.

[2] 王安， 罗世刚， 焦美鹏，等. 转辙机转换力在轨监测方法研究[J]. 现代电子技术， 2012， 35（7）：139-141.