列检电动脱轨器系统

　　沈阳铁安新技术开发有限公司（原中国科学院沈阳计算所新技术开发有限公司）十多年来一直从事列检安全防护电动脱轨器系统的研制，列检安全防护电动脱轨器系统产品已成功地在沈阳铁路局、呼合浩特铁路局、北京铁路局、成都铁路局、郑州铁路局、济南铁路局、神华集团神朔铁路等八十余个列检现场应用。随着铁路事业的高速发展，对列检作业安全防护系统的安全性、可靠性、智能化、工作效率等方面提出了更高的要求。沈阳铁安新技术开发有限公司一直以满足用户需求、提高产品性能为宗旨，跟踪计算机、自动控制、网络通信、视频监控等技术的新发展、新成果，不断探索完善列检安全防护系统的新思路和新方法。近来，公司在铁道部领导有关指示指导下，研制了新型集控联锁电动脱轨器，已在沈阳铁路局苏家屯下行（14条作业线）出发列检车间应用，使列检防护电动脱轨器的监控更直观、更可靠，为列检安全提供了更坚实的保障。

一、构成及原理

　　集控联锁电动脱轨器系统由室内监控计算机系统和室外监控、执行设备构成。系统构成及连接框图如图1所示。

　　（一）室内设备

室内监控计算机系统包括：控制计算机、信号处理单元、显示及手控面板、网络视频服务器、读卡器通信服务器、光端机、网络交换机、控制继电器组（JWJXC-H 125/0.44）、视频监视器、打印机、转辙机电源、不间断电源、接线端子柜等。

　　●控制计算机

　　采用高端标准工业PC，配置I/O接口板、485串行通信板，运行列检安全防护系统软件，采集、显示所有监测数据和视频，依控制流程完成人机联控和现场设备的控制，并实现系统管理、语音操作提示、录像控制、语音报警、数据存储、查询、打印等功能。

　　●信号处理单元

　　包括输入信号处理和输出信号处理两部分，输入信号处理对现场的采集信号进行隔离和转换，使之成为控制计算机可以处理的信号，包括脱轨器状态信号、转辙机电源检测信号、脱轨器表示器故障检测信号等的处理。输出信号处理对控制计算机的控制输出信号进行隔离和转换，以驱动执行部件，如控制脱轨器动作继电器组。

图1. 列检视频安全防护系统构成框图

　　●显示及手控面板

　　显示及手控面板安装在系统控制台上，实时显示脱轨器状态并提供电动脱轨器的手动控制操作界面。实时显示的脱轨器状态直接由现场脱轨器状态信号控制，即使控制计算机出现故障，仍能正确表示出脱轨器状态。

　　●读卡器通信服务器

　　读卡器通信服务器是控制计算机与现场读卡器控制器通信的信息转换和处理装置，通信数据为采集到的现场刷卡数据和下达给现场作业盒指示灯控制信号。读卡器通信服务器通过电缆网络与现场作业盒内的读卡器控制器相连接，通过485串行通信与读卡器控制器交换数据；通过网络交换机与控制计算机进行网络通信。

　　●网络视频服务器

　　网络视频服务器将多路视频信号转换为视频数据，通过网络交换机将视频数据发送给控制计算机，以实现控制计算机的视频监控；网络视频服务器还具有数字视频录像、视频文字叠加、视频查询回放、视频监视输出等功能。

　　●光端机

　　光端机将光纤传输的多路视频信号还原为多路独立的视频信号，光纤与现场光端机相连接，还原出的视频信号输出给视频服务器。光端机还将对现场摄像机、云台的控制信号转换并通过光纤发出。光端机解决了多路视频信号的远距离传输问题，将多路视频信号以一条光纤传输。

　　●控制继电器组

　　控制继电器组用于控制现场转辙机以实现脱轨器动作，采用JWJXC-H 125/0.44型缓放继电器，实现转辙机的标准四线制控制和状态信号反馈，具有与道岔控制等同的安全、可靠性。

（二）室外部分

　　室外设备包括：ZD6-A型转辙机、T30型脱轨器、脱轨器安装装置、脱轨器表示器（防护灯、牌）、作业盒（内装读卡器控制器、读卡器、指示灯组）、列车防护条件检测仪、脱轨器监视摄像机（红外灯）、站场监视摄像机（红外灯）、光端机等。

图2. 作业盒、脱轨器、转辙机、表示器、脱轨器摄像机

　　●作业盒

　　作业盒安装于现场各股道两端脱轨器内侧，用于实现现场作业人员与脱轨器控制的人机联控，作业盒内安装了读卡器控制器、读卡器和指示灯组，如图2所示。通过不同的指示灯和指示灯不同的点亮方式，提示现场作业人员在脱轨器监控的不同阶段或控制环节通过刷卡表明现场情况，或向现场作业人员表示出监控系统及脱轨器的状态。

　　●脱轨器摄像机

　　脱轨器摄像机安装在每台脱轨器的外侧，实现对脱轨器位置、动作、脱轨器内侧机车和车列的视频监视，如图3所示。摄像机配有红外光源，可以实现全天候工作。

图3. 脱轨器摄像机

　　●站场监视摄像机

　　站场监视摄像机安装在列检站场两端，配有三可变镜头、云台和远距离红外光源，实现对列检站场的全天候监视。

　　●列车防护条件检测仪

　　列车防护条件检测仪采用红外线感应技术，与系统监控逻辑配合对防护距离和机车状况进行自动检测，如图4所示。列车防护条件检测仪安装在现场股道两端，尾部在脱轨器内20米，用于检测车列尾部防护距离，头部在距离列车前端15米，用于检测机车是否驶出及前部防护距离。 

图4. 列车防护条件检测仪

　　●光端机

　　现场的光端机与室内的光端机配对工作，将现场的多路摄像机视频信号进行转换并通过光纤传输至控制室，同时将控制室通过光纤发出的摄像机和云台控制信号转换为串行通信控制信号发送给摄像机和云台。

二、系统新功能

　　列检视频安全防护系统除具备脱轨器状态检测与控制、脱轨器表示器故障检测、人机联控、现场信息指示和操作提示等等原列检安全防护系统的功能外，还具有以下监控功能，有效保证脱轨器的可靠控制，并无需现场人员确认和额外操作。

　　●现场视频监视

　　在列检视频安全防护系统控制计算机屏幕上，脱轨器的监控画面中集成了现场各脱轨器的实时视频监控，监控画面如图5所示，脱轨器位置、动作、脱轨器内侧机车和车列的状况一目了然，并且可以放大显示多个监控画面。

图5. 列检视频安全防护系统监控画面

　　●脱轨器动作录像及录像查询、回放

　　在列检视频安全防护系统控制脱轨器动作时，将自动放大动作脱轨器的视频监控画面（如图6所示），并对脱轨器的动作过程进行自动录像，视频监控画面上叠加的时间、股道、车次等信息被同时记录在录像中，便于之后的回放和查询。

　　●脱轨器防护条件监控

　　列车防护条件检测仪采用红外线感应技术，与系统监控逻辑配合对防护距离和机车状况进行自动检测，可以有效识别脱轨器安全防护距离和机车驶出前部脱轨器，使系统具有更高的可靠性和智能性。与视频监控配合，可靠地实现现场无人化脱轨器控制。