广州地铁集团有限公司
前言
信号系统是地铁的神经中枢，指挥控制列车安全准点运行，稍有故障即可造成重大晚点，而道岔控制系统作为信号系统重要设备，在所有信号设备故障造成的5分钟晚点中约占50%以上。但多年来道岔控制系统的维护技术发展却十分缓慢，依然需要投入大量人力物力。本文以ZYJ7型转辙机的道岔控制系统为例，详细探讨道岔控制智能运维需求，为提高道岔维护技术和质量提供思路。
一、ZYJ7型转辙机是目前轨道交通广泛应用的道岔转换设备，具有工作稳定可靠、故障率低、寿命周期长等优点，但存在内部结构复杂、维护不便的缺点，若辅以具有智能运维系统，则可大大降低维修工作量。根据笔者多年道岔控制系统维修经验和需求，结合现有的各类监测系统，一个较理想的道岔控制智能运维系统应具备监测功能、分析功能、管理功能、辅助功能。
二、监测功能，是智能监测最基本的功能，利用传感器技术，对道岔控制电路、转辙机、工电结合部位等状态进行实时探测感知，并将监测的数据存储在本地分机中，同时同步发送到远程中央总机，能实现随时在本地、远程监测终端上调阅查看实时数据和历史数据，包括视频监测的对象，调阅查看应不能影响设备运行。
1.道岔控制电路的监测，主要是能对各类继电器状态、继电器组合时序、DBQ（断相保护器）状态、表示电压、功率、转换阻力等监测。对于继电器状态的监测，应能采集其励磁电压、励磁电流、动作时间、动作时长、自闭电流、接点电流、接点状态、动作计数等数据。继电组合时序监测，应能对DCJ、FCJ、1DQJ、1DQJF、2DQJ、DBJ、FBJ、BHJ等继电器的励磁、自闭、接点回路直流电流变化曲线，并自动形成继电器动作时序图，以便分析继电组合电路的动作逻辑，查找动作故障回路；功率监测应能对转辙机电机工作电压、电流采集、并自动形成电功率曲线图；转换力应通过动作杆处的测力传感器数据形成曲线图，当没有测力传感器时，可用电功率转换形成曲线图，液压型转辙机还可通过油压来转换形成曲线图。
2.转辙机状态监测，应能对转辙机缺口、机体振动、机内温湿度、转换时长、转换方向、道岔位置、操纵次数、液压转辙机油压、油位、内锁闭装置视频等状态进行实时监测。其中缺口监测应采用拍照图像和参考点比较计算出缺口值，形成缺口曲线，并能随时查看缺口变化；振动监测应利用传感器对转辙机内部从三方向上采集加速度，计算出转辙机机体振动方向和幅度，形成振动曲线。
3.工电结合部位的监测，应能对道岔密贴值、基本轨和尖轨振动量、动作杆振动量监测，同时对道岔转换及滑床板可以视频方式查看，并可以调整焦距。
三、分析功能，应设置中央分析诊断系统，配置高性能数据服务器，将数据按照类别模块化，自主统计、自主判断监测对象健康等级，在监控终端上自动预警、报警，并通过移动终端如手机向不同级别的维修人员推送不同级别的报警信息。能对各类开关量、曲线进行分析和报警。
1.开关量分析，能对继电器开关量、DBQ、对表示电路、启动电路等进行故障分析和报警。
2.曲线分析，能对功率曲线、压力曲线所关联的道岔故障、继电器接点电流曲线特征、继电器回路电流曲线变化趋势、缺口趋势曲线进行分析和预警、报警。
3.人工分析，维修人员能对道岔转换力、振动情况、继电器及自动开闭器接点压力、道岔位移等关键部位监测数据进行查询，并根据需要生成不同监测对象分析报表和、趋势图等。
4.自动分析，维修中心服务器具备大数据分析、自主学习、综合预测功能。大数据分析功能应将各类监测数据与标准值进行比较，给出设备是否健康报告；自主学习功能应能根据大数据自动评估出设备最佳状态，并作为后续监测数据正常与否的判断标准；综合预测功能应能根据健康报告和历史数据、健康范围评估出设备状态发展趋势，从而指导维修人员提前干预，及时消除隐患。
四、维修管理功能，实现维修人员的设备状态监测数据和分析报告询、维修计划与工单管理，维修作业质量评估、维修多维数据统计、设备台账管理等。
1.数据查询应能对所有监测事件的数值、图像、视频、曲线、历史数据、告警的查询。
2.设备报告应能按预定周期生成的设备监测数据报告，故障报警时生成的故障及故障相关数据报告。
3.计划管理应能根据分析功能模块数据制定道岔预防维修计划、维修指导书，管理作业工单（维修任务管理）。
4.维修工单管理应能对故障维修表、检修记录表、人工测试表的查询与编辑。
5.维修质量评估应能根据故障维修表、检修记录表的作业数据评估修前修后质量。
6.多维度数据统计应能针对用户管理需求进行维修行为、维修质量、设备质量、售后服务等进行统计。
7.设备台账管理应能对道岔设备履历进行导入、查询、管理。
五、辅助功能，实现手持移动终端随时监测数据查询和维修数据上传，利用张贴在转辙机设备上的电子标签来识别位置和编号，查看履历台账，另外，还应配备多功能测试仪器及探头，通过人工测试，对各类传感器输出数据进行校对。
1.通过在转辙机监测分机中配备无线收发模块，如WIFI热点，用专用或授权的移动终端无线接入，实现移动端对本地分机、中央主机的无线访问，在维修结束通过移动终端将维修数据的上传维修管理中心的服务器中。
2.通过在转辙机张贴的电子标签，维修人员通过扫描能查看该设备履历台账、维修记录、故障记录，包括位置、编号等。
3.通过配备多功能测试仪及测量探头，可人员对现场设备数据进行测试，同时可定期或不定期对传感器测量数据进行检验。
六、结语
目前地铁智能运维建设正如火如荼，本文提出的道岔控制系统智能监测功能需求希望为信号设备厂家、地铁建设及运营等单位提供一点思路，以减少道岔及其控制系统维护的人力成本，并保障道岔控制系统稳定可靠运行，同时推动信号智能运维的发展。