CN209938618U - 铁路道岔转换过程检测系统 - Google Patents

Abstract

铁路道岔转换过程检测系统，所述系统包括有：电流曲线采集模块、电压曲线采集模块、功率曲线采集模块、中央处理模块及状态显示模块；本实用新型将传统需要由经验的维修人员才能人工识别的过程和结果，降低到只需要用户浏览分析数据的技能要求，一般维修人员简单培训就能学会，降低了道岔数据分析人员培训成本。道岔转换过程中，每一个过程的正常、异常和故障状态。精确到每一组道岔各条曲线解锁、转换、锁闭某一个过程的状态，提高了判断精确度，有利于精准维修。节约了人力，降低了劳动强度。

Description

铁路道岔转换过程检测系统

技术领域

涉及到铁路道岔的安全监测技术领域，尤其是涉及到ZYJ7型道岔转换过程中的健康状态监测方面改进。

背景技术

铁路上的ZYJ7型道岔，也称之为“提速道岔”，是中国铁路广泛运用的道岔类型。铁路电务部、电务处、电务段等电务部门主要负责道岔转换运用，线路上的钢轨部分由铁路工务部分负责。为了减少道岔故障的发生，提前分析道岔状态，近年来，部分电务段、电务车间还设置了“分析室”。组织有经验的维修人员进行人工分析，存在人力成本高。

道岔转换过程当前主要由道岔转换液压系统来执行完成，而道岔转换液压系统工作的液压由三相交流电动机驱动，三相交流电动机的3组电流变化数值，是道岔动作过程中，转换力变化的直接反映；道岔转换由三相交流电动机驱动液压系统过程中，由电压和电流计算到道岔动作过程中的功率曲线是转换力变化的综合性反映，而现有监测系统未对道岔转换的解锁、转换和锁闭三个过程的电流曲线和功率曲线分别区分采集，而只是简单地将三相交流电动机驱动工作过程中的电流曲线和电压曲线原原本本直接显示出来，无法给维修人员提供道岔异常状态提示，不具备智能化管理，转换过程遇到的情况不同，曲线形态、长短各异，种类各异，难以掌握。

虽然有经验的维修人员能通过电流曲线和功率曲线形态准确判断道岔转换的解锁、转换和锁闭三个过程的区分；特别有经验的维修人员可以从曲线形态判别道岔故障、异常和正常三种情况；结合道岔安装地点、维修现状、天气变化等，甚至可以判断道岔出现问题的大致原因，但人力经验因素依赖性强，不利于推广应用。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于解决现有的道岔状态监测管理系统，存在人力成本高，智能化程度低，无法实现故障前及时进行故障预警提醒，人力经验因素依赖性强，不利于推广应用等技术问题，而提出一种铁路道岔转换过程检测系统。

为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：

铁路道岔转换过程检测系统，其特征在于所述系统包括有：电流曲线采集模块、电压曲线采集模块、功率曲线采集模块、中央处理模块及状态显示模块；其中，

电流曲线采集模块，采集道岔转换在解锁、转换和锁闭三个过程中的电流曲线信号，并输出至功率曲线采集模块和中央处理模块；

电压曲线采集模块，采集道岔转换在解锁、转换和锁闭三个过程中的电压曲线信号，并输出至功率曲线采集模块；

功率曲线采集模块，接收电流曲线采集模块输出的电流曲线信号和电压曲线采集模块输出的电压曲线信号，并根据所述的电流曲线信号和电压曲线信号计算转换后，输出道岔转换在解锁、转换和锁闭三个过程中的功率曲线信号至中央处理模块；

中央处理模块，接收并存储电流曲线采集模块输出的电流曲线信号和功率曲线采集模块输出的功率曲线信号，将电流曲线信号和功率曲线信号分段出与解锁、转换和锁闭三个过程对应的区段后与中央处理模块内预设的各过程对应的正常状态参数分别分析比对后，对解锁、转换和锁闭三个过程对应的区段的电流曲线区段信号和功率曲线区段信号分别写入正常、异常或故障状态标记后输出至状态显示模块；

状态显示模块，用于对中央处理模块输出的道岔转换的解锁、转换和锁闭三个过程对应的电流曲线区段信号和功率曲线区段信号对应的数据值及状态标记进行显示提醒。

作为对本发明作进一步限定的技术方案还包括有：

所述的电流曲线采集模块包括有通过霍尔传感器分别采集道岔转换液压系统的三相交流电动机的A相、B相和C相在道岔解锁、转换和锁闭三个过程中的电流曲线信号的三组电流采集单元，每组电流采集单元分别输出一条独立的电流曲线信号至功率曲线采集模块和中央处理模块。

所述的电压曲线采集模块包括有分别采集道岔转换液压系统的三相交流电动机的A相、B相和C相在道岔解锁、转换和锁闭三个过程中的电压曲线信号的三组电压采集单元，每组电压采集单元分别输出一条独立的电压曲线信号至功率曲线采集模块。

所述的状态显示模块的显示界面上至少同时显示最近两次道岔转换过程中的解锁、转换和锁闭三个过程中的电流曲线区段信号和功率曲线区段信号的对应的数据值和状态标记。

所述的中央处理模块还连接有报警系统，在中央处理模块对电流曲线区段信号或功率曲线区段信号写入异常或故障状态标记的同时，向报警系统提供报警激活信号。

所述的正常、异常和故障状态标记在状态显示模块分别以绿色背景标识曲线段、黄色背景标识曲线段及红色背景标识曲线段进行显示。

本发明的有益效果为：本发明将传统需要由经验的维修人员才能人工识别的过程和结果，降低到只需要用户浏览分析数据的技能要求，一般维修人员简单培训就能学会，降低了道岔数据分析人员培训成本。道岔转换过程中，每一个过程的正常、异常和故障状态。精确到每一组道岔各条曲线解锁、转换、锁闭某一个过程的状态，提高了判断精确度，有利于精准维修。本发明实现智能化管理，在无人浏览的情况下，系统对异常和故障的转换过程进行提醒。无需人工持续盯控，系统自动提醒转换中的异常和故障，维修人员无需关注大量的正常数据，只需重点关注少量的异常数据和个别的故障数据即可，节约了人工持续盯控的人力和工作量，节约了人力，降低了劳动强度。实现了道岔故障之前的“亚健康”警示，有利于提前采取措施，在道岔发生故障之前进行处置，防止故障发生，避免影响行车。对指导铁路ZYJ7型道岔日常维修，及对其它类型的铁路道岔维修也有参考意义。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明的作进一步地说明。

参照图1中所示，本发明铁路道岔转换过程检测系统，包括有：电流曲线采集模块、电压曲线采集模块、功率曲线采集模块、中央处理模块及状态显示模块。

电流曲线采集模块，采集道岔转换在解锁、转换和锁闭三个过程中的电流曲线信号，并输出至功率曲线采集模块和中央处理模块；由于道岔转换液压系统工作的液压一般由三相交流电动机驱动，为了更加精准地将三相交流电机每一相的电流曲线各过程的健康状态独立展示给维修人员，所述的电流曲线采集模块包括有通过霍尔传感器分别采集道岔转换液压系统的三相交流电动机的A相、B相和C相在道岔解锁、转换和锁闭三个过程中的电流曲线信号的三组电流采集单元，每组电流采集单元分别输出一条独立的电流曲线信号至功率曲线采集模块和中央处理模块。

电压曲线采集模块，采集道岔转换在解锁、转换和锁闭三个过程中的电压曲线信号，并输出至功率曲线采集模块；同样，为了更加精准地将三相交流电机每一相的功率曲线各过程的健康状态独立展示给维修人员，所述的电压曲线采集模块包括有分别采集道岔转换液压系统的三相交流电动机的A相、B相和C相在道岔解锁、转换和锁闭三个过程中的电压曲线信号的三组电压采集单元，每组电压采集单元分别输出一条独立的电压曲线信号至功率曲线采集模块。

功率曲线采集模块，接收电流曲线采集模块输出的电流曲线信号和电压曲线采集模块输出的电压曲线信号，并根据所述的电流曲线信号和电压曲线信号计算转换后，输出道岔转换在解锁、转换和锁闭三个过程中的功率曲线信号至中央处理模块；功率曲线采集模块主要根据三相交流电机三相电压、电流，通过功率公式计算，合成道岔功率曲线。道岔功率曲线是道岔动作过程中，转换力变化的综合性反映，与道岔电流曲线一起，是维修人员分析道岔转换过程是否正常的主要依据。

中央处理模块，接收并存储电流曲线采集模块输出的电流曲线信号和功率曲线采集模块输出的功率曲线信号，将电流曲线信号和功率曲线信号分段出与解锁、转换和锁闭三个过程对应的区段，而后与中央处理模块内预设的各过程对应的正常状态参数分别分析比对，根据分析比对结果对解锁、转换和锁闭三个过程对应的区段的电流曲线区段信号和功率曲线区段信号分别写入正常、异常或故障状态标记后输出至状态显示模块。电流曲线信号和功率曲线信号分段出与解锁、转换和锁闭三个过程对应的曲线区段的具体依据：由于一次道岔转换过程是在接收转换控制指令，依次经过解锁、转换和锁闭，因此，可以根据控制指令和传感器的状态变化时间点上将电流曲线信号和功率曲线信号分段出与解锁、转换和锁闭三个过程对应的区段，或者根据当前的采集的一次道岔转换过程中的电流曲线信号和功率曲线信号，根据历史数据的各阶段数据特性识别出解锁、转换和锁闭三个阶段，在两个阶段的分界点时间戳上写入阶段分界标记后得到。正常、异常或故障状态标记产生是根据与中央处理模块内预设的各过程对应的正常状态参数分析比对偏差值大小而定，偏差值大于正常值范围，尚未故障时定义为异常状态标记，道岔转换过程即为亚健康状态，及时提醒采取提前处置措施，排除引起道岔动过异常的因素，预防极可能发生的道岔故障。

状态显示模块，用于对中央处理模块输出的道岔转换的解锁、转换和锁闭三个过程对应的电流曲线区段信号和功率曲线区段信号对应的数据值及状态标记进行显示提醒。所述的状态显示模块的显示界面上至少同时显示最近两次道岔转换过程中的解锁、转换和锁闭三个过程中的电流曲线区段信号和功率曲线区段信号的对应的数据值和状态标记。正常、异常和故障状态标记在状态显示模块分别以绿色背景标识曲线段、黄色背景标识曲线段及红色背景标识曲线段进行显示，也即是道岔转换的解锁、转换和锁闭三个过程中任何一个过程有故障，道岔电流和功率用户界面上均用红色背景标识曲线段。道岔转换的解锁、转换和锁闭三个过程中任何一个过程有异常但尚未故障，道岔电流和功率用户界面上均用黄色背景标识曲线段。道岔转换的解锁、转换和锁闭三个过程中任何一个过程无异常，道岔电流和功率用户界面上均用绿色背景标识曲线段。

为了更进一步减轻人工持续盯控，中央处理模块还连接有报警系统，在中央处理模块对电流曲线区段信号或功率曲线区段信号写入异常或故障状态标记的同时，对处于异常或者故障状态的曲线，弹出报警对话框提示维修人员，向报警系统提供报警激活信号。报警系统可以采用本地语音报警提醒，也可采用向预设手机号或智能终端上的App中进行报警提醒。

Claims (5)

1.铁路道岔转换过程检测系统，其特征在于所述系统包括有：电流曲线采集模块、电压曲线采集模块、功率曲线采集模块、中央处理模块及状态显示模块；其中，

电流曲线采集模块，采集道岔转换在解锁、转换和锁闭三个过程中的电流曲线信号，并输出至功率曲线采集模块和中央处理模块；

电压曲线采集模块，采集道岔转换在解锁、转换和锁闭三个过程中的电压曲线信号，并输出至功率曲线采集模块；

功率曲线采集模块，接收电流曲线采集模块输出的电流曲线信号和电压曲线采集模块输出的电压曲线信号，并根据所述的电流曲线信号和电压曲线信号计算转换后，输出道岔转换在解锁、转换和锁闭三个过程中的功率曲线信号至中央处理模块；

中央处理模块，接收并存储电流曲线采集模块输出的电流曲线信号和功率曲线采集模块输出的功率曲线信号，将电流曲线信号和功率曲线信号分段出与解锁、转换和锁闭三个过程对应的区段后与中央处理模块内预设的各过程对应的正常状态参数分别分析比对后，对解锁、转换和锁闭三个过程对应区段的电流曲线区段信号和功率曲线区段信号分别写入正常、异常或故障状态标记后输出至状态显示模块；

状态显示模块，用于对中央处理模块输出的道岔转换的解锁、转换和锁闭三个过程对应的电流曲线区段信号和功率曲线区段信号对应的数据值及状态标记进行显示提醒；

所述的状态显示模块的显示界面上至少同时显示最近两次道岔转换过程中的解锁、转换和锁闭三个过程中的电流曲线区段信号和功率曲线区段信号的对应的数据值和状态标记。

2.根据权利要求1所述的铁路道岔转换过程检测系统，其特征在于: 所述的电流曲线采集模块包括有通过霍尔传感器分别采集道岔转换液压系统的三相交流电动机的A相、B相和C相在道岔解锁、转换和锁闭三个过程中的电流曲线信号的三组电流采集单元，每组电流采集单元分别输出一条独立的电流曲线信号至功率曲线采集模块和中央处理模块。

3.根据权利要求2所述的铁路道岔转换过程检测系统，其特征在于: 所述的电压曲线采集模块包括有分别采集道岔转换液压系统的三相交流电动机的A相、B相和C相在道岔解锁、转换和锁闭三个过程中的电压曲线信号的三组电压采集单元，每组电压采集单元分别输出一条独立的电压曲线信号至功率曲线采集模块。

4.根据权利要求1所述的铁路道岔转换过程检测系统，其特征在于: 所述的中央处理模块还连接有报警系统，在中央处理模块对电流曲线区段信号或功率曲线区段信号写入异常或故障状态标记的同时，向报警系统提供报警激活信号。

5.根据权利要求1所述的铁路道岔转换过程检测系统，其特征在于: 所述的正常、异常和故障状态标记在状态显示模块分别以绿色背景标识曲线段、黄色背景标识曲线段及红色背景标识曲线段进行显示。

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