引言

随着地铁行业的蓬勃发展，对地铁设备进行监测和安全的保障至关重要信号微机监测系统是保证行车安全、加强信号设备管理、监测信号设备运用质量的重要行车设备。通过监测并记录信号设备的主要运行状态并进行故障报警，为维修部门掌握设备的当前状态和进行事故分析提供科学依据。在昆明地铁5号线微机监测主要运用于轨旁、车载及车辆段，微机监测对显性故障能及时作出反应报警，大大缩短了故障的影响时间和影响范围为运营提供了安全和效率上的保证。文章以道岔为主要论点进行陈述，通过对道岔曲线的分析突出微机监测的优势，对以后微机监测应用作出总结。

一、道岔监测概述

1.1 道岔组成要素

道岔部分的组成主要由信号部分和工务部分，工务部分组成主要由基本轨，尖轨，滑床板，方钢连接杆。基本轨组成基本框架，除承受车轮的垂直压力外，还与尖轨共同承受车轮的横向水平推力，滑床板在整个尖轨长度范围内的岔枕面上，方钢与尖轨连接，并能调整尖轨的左右框架，方钢带动尖轨在滑床板上运动，尖轨贴向基本轨的一侧就是列车的运行方向，其中滑床板无吊板，无缺油影响道岔转换的转换力、锁闭力大小。

信号方面主要由机械部分和电气部分组成。室外转辙机动作带动动作杆，动作杠通过象鼻铁带动方钢连接杆。方钢带动尖轨横移动作，实现尖轨从左侧到右侧的运动。尖轨到位后由转辙机机内实现内锁闭。在尖轨转换的同时带动表示杆的动作。表示杆到位机内检查柱落入到表示缺口中，自动开闭器动接点也完成转换，沟通室内继电器的表示电路，给出道岔的定位或反位表示。

道岔组成结构

1.2 道岔监测要素

1、转换电流：转辙机接通启动电路瞬间，启动电流存在一个峰值（3.9A 左右），当道岔开始转换时，动作电流变得稳定，约在 1.8~1.9A（技术标准为动作电流符合≤2.0A），道岔动作 到位后，1DQJ 缓放期间 X1、X2（反转定）或者 X1、X3（定转反）经过整流二极管形成回路产生的电流约为0.4A。

2、转换时间：信号技术标准规定：道岔转换时间≤5.8s。微机监测采集时间由 1DQJ 励磁开始至 1DQJ 缓放落下截止，为实际道岔转换时间加上 1DQJ 的动作时间，1DQJ 动作时间约为 0.8~0.9s，因此实际道岔微机监测记录转换时间在 5.7~5.8s。

3、道岔表示电压监测，表示电压大小区分出为室内、室外故障，故障具体为某条线路。表示电路由二极管支路和继电器之路组成，由此分析支路故障。

二、道岔监测采集原理

2.1 道岔动作时间采集原理

因 ZD(J)9 电路以 1DQJ 的吸起切断 ZDJ9 的表示电路，转换到位后以ZD(J)9 的落下沟通道岔的表示电路，故微机监测中一般采集道岔 1DQJ 的动作状态获得道岔动作的起始和结束时间，以绘制完整的道岔曲线。

2.2 道岔动作时间采集原理

三相交流道岔功率值通过同时采集道岔的三相电压和三相电流计算功率值的形式进行计算所得。

三相电流采集道岔断相保护器的 21、41、61 上输出到 1DQJ 和 1DQJF 上的启动电源线，经电流传感绕两匝，再接回原节点，传感器孔内道岔电流电流传感器将感应的电流转换成交流电压信号，输出至功率采集单元。

2.3 道岔状态采集原理

通常采集ZDJ9道岔 DBJ 和 FBJ 有一组空节点，监测采集此空节点的前节点，来采集道岔定位表示或者反位表示的状态

2.4 道岔表示电压电流监测原理

道岔表示电压、电流采集点位于分线盘对应道岔组上。

1、道岔表示电压使用交直流电压智能采集传感器采集，每个传感器可采集4路表示电压。

2、3相交流道岔：定位受端采集X4和X2,X4为正，X2为负，定位送端采集X1和X2,X1为正，X2为负。反位受端采集X3和X5，X3为正，X5为负：反位送端采集X3和X1,X3为正，X1为负。

三、道岔曲线分析

当 1DQJ 动作时，会产生开关量状态的变化，开关量变化启动传感器采集电机动作时的电压值和电流值，在传感器内部进行隔离转换，每 40ms 计算出有功功率，并顺次记录下来，等待一条完整动作结束 (以 1DQJ 落下为标 志，单条曲线最长可采集 40 秒) ，以总线通信方式将电压、电流实时值 (250ms 一个点) 以及有功功率曲线 (40ms 一个点) 、1DQJ 以及 DB\FB 状态送往工作站进行处理。工作站曲线显示 1 条总功率加 3 条分电流，同时实时显示电压、功率等信息。道岔动作过程可简单拆解为四个区域 (如图 11) ，各区域结合道岔转换时的 动作电路简单分析如下：

A 区域：解锁阶段，微机联锁驱动条件检查→DCJ(FCJ)↑SJ↑ → 1DQJ ↑ (励磁电路) → 1DQJF ↑ (励磁电 路) →FBJ(DBJ) ↓ →2DQJ 转极；

B 区域：转换阶段，道岔动作电源三相电机转动→BHJ↑ 1DQJ 自闭 (确保 1DQJ 一直保持吸起)→道岔转换到位；

C 区域：锁闭阶段，BHJ↓ → 1DQJ 自闭电路已被切断，继电器自身电阻电容的充放电设计保证其能缓放 0.5 秒以上时间 (缓放) ；

D 区域 (接近 C 区域结尾) ：1DQJ 缓放结束 ↓ → 1DQJF ↓ →DBJ(FBJ) ↑。

道岔动作曲线

四、结语

随着我国城市化进程不断加快，人们的出行方式也发生了很大变化，地铁作为一种舒适、快捷、安全的出行方式，它的发展逐渐受到人们的关注。在地铁运营过程中，信号系统是其中重要的组成部分，一旦信号系统出现故障，将会对地铁正常运行造成严重影响，为了保证地铁线路正常运营，必须加强对地铁信号系统故障诊断和预防工作，加强对监测技术的应用，及时发现故障隐患，及时采取有效措施进行处理，从而降低故障发生率。此外，还要做好日常维护工作，一旦出现故障要及时维修和处理，提高地铁信号系统整体运行效率。

参考文献

[1]刘元刚，秦兆伟，张金燕。《基于监测技术的地铁信号系统中道岔及卡斯柯相关设备故障诊断与预防》。《西安科技大学学报》（社科版），2013年7月，第39卷第3期

[2]刘元刚，秦兆伟，张金燕，等。基于监测技术的地铁信号系统中道岔及卡斯柯相关设备故障诊断与预防。计算机网络与通信学报，2013年01期