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基于数字图象的转辙机转换方向监测装置研究

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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