JQ型转辙机缺口监测系统工程设计说明书.docx
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JQ型转辙机缺口监测系统工程设计说明书
JQ型转辙机缺口监测
工程设计说明
北京中铁通电务技术开发有限公司
2015年9月
1系统概述
转辙机正常动作到位与工务道岔和道床的状态有直接关系,当道床变化或尖轨、心轨伸缩时,表示缺口位置将会改变,如不及时调整道岔则会导致检查柱无法落入缺口,道岔无法给出表示信息,影响行车秩序。
客运专线要求“行车不上道、上道不行车”,对设备维护提出更高的要求。
JQ型转辙机缺口监测系统(以下简称系统),主要通过监测转辙机的缺口反映道岔和转换设备的运行状态,通过分析转辙机缺口偏移量的变化趋势,有助于及时对转辙机进行养护调整,可防止道岔无表示故障发生。
此系统是通过微型摄像头采集转辙机缺口的图像,通过图像识别、分析和处理,得到表示杆缺口标识线与缺口检查标尺柱的距离值,计算缺口尺寸,通过缺口图像和缺口尺寸可以检查转辙机缺口是否在标准范围内。
2系统功能及特点
●实时监测并上传缺口数值,及时反映道岔当前状态
系统通过安装在转辙机内的微型摄像头,实时采集缺口的图像信息,并通过缺口处理器对图片进行分析和处理,计算缺口偏移信息并上传至车站主机,同时,上传道岔定反位状态信息。
●定时轮询或人工提取、上传缺口图片和视频,方便用户查阅
系统的工作模式,分为周期性巡检上传、事件触发和人工命令三种方式:
周期性巡检定时监测缺口偏移的数据信息、图片信息和视频信息,巡检时间可自由设定,用户可以根据现场作业需求修订巡检时间参数。
事件触发,利用电流信号作为驱动缺口处理器录制视频的条件,一旦道岔开始扳动,具备电流触发条件,即开始录制转辙机动作视频信息并上传,方便用户调阅。
人工命令,可以获取实时的缺口图片和视频信息,方便用户查看缺口当前信息,了解道岔运行状态。
●预警、告警模式,提醒用户发现并处理故障
系统实时监测道岔的工作状态,对转辙机的缺口偏移量设定预警和告警触发值,发生超限即发出告警信息(语音提示)。
●综合分析
系统记录道岔工作过程中,所监测到的缺口数据、图片、视频信息,并提供各种统计(日统计和月统计)和查询的功能,实现对道岔缺口的全方位监测和记录,有助于维护人员进行追踪分析。
●传输通道
缺口图像监测系统可利用信号电缆传输数据,可节省工程投入和施工费用,现场为总线结构,布线灵活。
●扩展性
系统预留对电务段通信接口,方便电务段和各车间终端用户访问和查看缺口状态。
3系统结构和工作流程
3.1系统结构
系统由多个缺口采集处理模块、现场集中箱和车站主机组成。
如图3.1。
图3.1系统结构图
3.2工作流程
(1)安装在转辙机内的缺口采集处理模块,通过采集缺口摄像头的图像信息,实时计算缺口偏移信息,按照巡检时间上传缺口偏移数据信息、图片信息和视频信息。
(2)道岔扳动过程中,触发电流传感器,缺口采集处理模块录制转辙机表示杆动作视频信息,并上传至车站主机保存。
(3)车站主机通过系统软件,接收并存储缺口的数据、图像和视频信息,为用户提供缺口统计分析和查询功能,在检测到缺口偏移超限立即告警(语音和短信方式),并输出相应的控制命令。
4设备介绍
4.1车站主机
4.1.1组成
车站主机由车站监控机、网络传输设备、供电电源等组成,设备集中放置在控制机柜中。
如下图:
图4.1车站主机
设备机柜尺寸:
600×800×2350mm
用电需求:
由电源屏提供AC220V、5A稳压电源。
配线需求:
由施工单位布放车站主机至防雷分线柜的通信线缆,采用阻燃屏蔽双绞线型(防干扰)。
4.3.2功能界面
缺口监测设备的管理、缺口偏移信息、图片和视频信息的接收和存储,报警信息的处理和显示,同时提供给用户缺口统计、分析、查询和相关命令执行的功能。
车站主机程序主要由通信处理模块、主界面、告警处理模块、查询统计、用户管理和数据库管理等模块完成车站监测功能,实现了用户权限管理、实时信息、图片和视频的显示、历史信息查询以及设备管理维护、用户操作命令的执行。
如下图:
图4.2主界面站场显示区
图4.3全站实时图像显示区
图4.4S700K转辙机缺口
图4.5ZDJ9转辙机缺口
图4.6转辙机缺口视频
图4.7转辙机缺口日统计
4.2现场设备箱
现场监测箱(JC箱)内主要放置电源设备、网络通信传输设备和CAN总线转接设备,如下图:
图4.8现场监测箱结构图
4.2.1设备作用
电源设备:
将室内送来的AC220V电源转换成DC24V电源,给通信传输设备、CAN总线转接设备、缺口采集处理模块等设备供电。
通信传输设备:
通过ADSL方式与室内车站主机通信。
CAN总线转接设备:
节约现场电缆芯线,仅使用2芯电缆实现多监测点信息收集,并通过ADSL上传至室内车站主机。
4.2.2设置原则
JC箱和中继箱(ZJ箱)等设备箱采用方形HF7(或XB1箱),箱体由缺口监测厂家提供,安装基础由施工单位提供。
设备箱内装电源设备、通信设备,设备箱需要交流220V电源,多个设备箱共用室内同一路电,采用2芯信号电缆供电,每个设备箱需要单独的2芯成对使用的信号电缆芯线,且不能与转辙机动作芯线在同一四芯组(防大电流干扰)。
为便于接线,缺口监测设备箱设于转辙机的分向盒或终端盒旁。
室内防雷分线柜至JC箱的铁路数字信号电缆长度应尽量小于3km,电缆长度大于3km时应在增加中继箱。
每个JC箱最多可连接20个采集处理模块(即监测20台转辙机),JC箱至采集处理模块的连接电缆长度须小于250m(保证CAN总线信号视频信息传输顺畅),芯线亦成对使用,且须避免与转辙机动作芯线在同一四芯组;大于250m时,应增加JC箱(单设ADSL,单独回楼),并为该JC箱增加独立通往室内的2芯信号电缆芯线。
电缆由施工单位提供并配线。
电缆长度大于3km时,需要增加中继箱,中继的使用方法如下图:
用电需求:
JC箱和ZJ箱需要电源屏提供的AC220V电源,设备箱内设备功耗为20W;电源电缆芯线超过2km时,为降低压降需要加芯使用,2km时使用4芯,每增加1km增加2芯电缆。
4.3缺口采集处理模块
缺口采集处理模块主要由微型摄像头和图像采集处理单元组成。
微型摄像头和图像采集处理单元针对不同转辙机的安装图如下:
4.9微型摄像头安装方式
图4.10图像处理单元
转辙机监测点:
ZD6转辙机内、ZYJ7转辙机及SH6内、S700K转辙机内、ZDJ9转辙机内。
(注:
尖轨3机心轨2机的道岔,心2处转辙机没有表示杆,不用监测)
5技术指标
5.1工作环境
温度:
室内-5~45℃,室外-40~70℃;
相对湿度:
室内、室外≤90%;
大气压力:
70~106kPa(海拔高度3000m以下)
5.2技术参数
缺口图像分辨率:
0.03mm/像素;
缺口检测精度:
±0.1mm;
5.3用电量计算
室内主机:
由电源屏提供AC220V、5A稳压电源。
室外设备:
室外需要电源屏提供AC200V电源,每个JC箱或ZJ箱内设备耗电20W;每个监测点耗电10W。
室外用电量=设备箱数×20W+监测点数×10W。
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