利用继电器状态对道岔故障实时在线监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测系统及监测方法，该方法包括以下步骤：光发射器按照预设的逻辑时序发射光束，所述光束能够被吸合状态下的继电器衔铁遮挡；光接收器接收未被衔铁遮挡的光束并生成相应的继电器逻辑时序；通过电流传感器对电机电流的曲线特征进行监测；将所述继电器逻辑时序和电机电流的曲线特征分别与预设的逻辑时序和预设的曲线特征相应的进行对比，若出现异常数据，则触发评估机制。本发明专利技术对道岔相关的继电器进行实时监测，通过光接收器是否接收到光束来判断道岔的工作状况，并结合电机电流的变化状态，能够实时监测道岔故障。

Real time on-line monitoring system for switch fault based on relay state and its monitoring method

The invention relates to the technical field of rail transit, in particular to a real-time on-line monitoring system and a monitoring method for turnout faults using relay status. The method comprises the following steps: the light emitter emits a beam according to a preset logical sequence, and the beam can be blocked by a relay armature in an absorbed state; and the light receiver. Receive the unblocked beam and generate the corresponding relay logic sequence; monitor the curve characteristics of the electrical current through the current sensor; compare the curve characteristics of the relay logic sequence and the electrical current with the preset logic sequence and the preset curve characteristics respectively, if there is an abnormal number It triggers the evaluation mechanism. The invention monitors the relays related to the switches in real time, judges the working condition of the switches by whether the light receiver receives the light beam or not, and monitors the faults of the switches in real time in combination with the changing state of the motor current.

【技术实现步骤摘要】
利用继电器状态对道岔故障实时在线监测系统及监测方法
本专利技术涉及轨道交通
，具体涉及一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测系统及监测方法。
技术介绍
随着轨道交通行业的不断发展，路网逐步增多，电路技术趋于复杂，与之相关的部件、器件同时呈几何量级增长，这些局限于时效性的元件必将引发设备故障。面对当前境况，如何快速甄别故障成因，是目前轨道交通的难题；对于更迅捷的判断故障所在、及时处理恢复故障影响以提升运营效率提出了更高的标准。直接影响列车通过能力的关键部位就是道岔，道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接转换装置，通常安装在线路的两个端站，是轨道的薄弱环节之一，道岔工况直接影响到列车运营的效率。由于道岔的转换是一个极为复杂的机电一体化过程，任意一处异常都会导致道岔无法正常工作；目前为止尚没有一套完整、细致的监测手段来用于精准定位故障所在，特别是对于偶发且自恢复故障的判断无法实施有效维护。当下运用较为广泛对于道岔进行判断的就是联锁技术，但联锁技术采集的变量均为接点电路信息，可接点电路信息并非信息末端，不能客观的体现设备故障点，对于偶发性且自恢复故障无法实施监测和处理，且联锁技术本身亦属于轨道电路的一部分，自身一旦出现问题则无法有效给出正确的判断。部分轨道交通产业通过高清摄像头来记录相关制动继电器群动作作为依据判断，但继电器群的运动具有非常缜密的逻辑关系，继电器间的动作时序在毫秒级别，差别非常细微，而且高清摄像头的数据存储均为堆栈式，数据的调用和采集比较困难，因此耗费巨大财力安装高清摄像头以及用人眼去判别继电器故障的方法无异于缘木求鱼。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测系统及监测方法，对道岔相关的继电器进行实时监测，通过光接收器是否接收到光束来判断道岔的工作状况，并结合电机电流的变化状态，来进一步监测道岔故障。为了达到上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：光发射器按照预设的逻辑时序发射光束，所述光束能够被吸合状态下的继电器衔铁遮挡；光接收器接收未被衔铁遮挡的光束并生成相应的继电器逻辑时序；通过电流传感器对电机电流的曲线特征进行监测；将所述继电器逻辑时序和电机电流的曲线特征分别与预设的逻辑时序和预设的曲线特征相应的进行对比，若出现异常数据，则触发评估机制。进一步，所述将所述继电器逻辑时序和电机电流的曲线特征与预设的标准状态进行对比判断，若出现异常数据，则触发评估机制；还包括将所述异常数据作为事件进行触发，触发后将所对应的异常数据进行存储。进一步，所述评估机制，包括一定误差范围内的总耗能，所述总耗能为系统恒定电压、累积电流和转换时间的乘积，当总耗能增加或者只有累计电流增加时，则触发系统报警。进一步，所述当总耗能增加或者累计电流增加，则触发系统报警，包括以下步骤：当总耗能、累计电流、和转换时间同时触发报警时，判定道岔出现阻滞异常；当总耗能、和累计电流同时触发报警，转换时间未报警时，判定道岔出现轻微卡滞异常；当累计电流触发报警，总耗能和转换时间均未报警时，判定道岔出现较轻微异常。一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测系统，其特征在于，该监测系统包括：设置在道岔转换过程中的相应继电器上，用于按照预设的逻辑时序发射光束的光发射器；与所述光发射器成对设置，设置在所述继电器的另一侧的，用于接收未被继电器的衔铁遮挡的光束并生成该继电器的逻辑时序的光接收器；用于监测电机电流的曲线特征的电流传感器；和用于将所述继电器的逻辑时序和电机电流的曲线特征分别与预设的逻辑时序和预设的曲线特征相应的进行对比，若出现异常数据，则触发评估机制模块的控制器。进一步，该监测系统还包括：用于将所述异常数据作为事件进行触发，并将所述异常数据进行存储的存储模块。进一步，所述评估机制模块，包括分别判断总耗能、累计电流、和转换时间是否增加的判断模块；和根据判断模块的判断结果判断异常类型并进行不同等级报警的报警模块。进一步，该监测系统包括：将所述光发射器和所述光接收器固定在继电器上的卡具，该卡具包括卡具本体和光路调节器；所述卡具本体包括在所述卡具本体上设有能够卡合所述光路调节器的凹槽，和与所述光路调节器调节后的光束在同一直线上的发射通孔和接收通孔。进一步，所述卡具本体的上端连接有能够卡合被卡和物的悬挂部，所述悬挂部设置在卡具本体的周面上。进一步，所述悬挂部可以采用倒L形的结构。进一步，所述光路调节器包括底座本体，在所述底座本体上设有用于固定光发射器的固定部和用于将所述光发射器所发射的光束进行反射的反射面，在所述固定部上设有固定凹槽，所述反射面为一斜面，在所述反射面上设有反光材料。进一步，所述光路调节器包括底座本体，在所述底座本体上设有用于固定光发射器的固定凹槽和用于将所述光发射器所发射的光束进行折射的三棱镜。本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术利用设置在道岔相关的继电器两侧的光发射器和光接收器，当继电器的衔铁与极靴闭合时，光发射器所发射的光束将被遮挡，所述光接收器将无法接收到光信号，因此能够根据光接收器接收到的逻辑时序来判断该继电器的工作状态，进而判断道岔是否出现故障。2、本专利技术不仅能够根据光接收器所接收到的光信号来判断继电器的逻辑时序，而且能够对相应继电器的自身工况进行检查，例如继电器接点颤动，即使是产生轻微的颤动，也会导致相应的光接收器的接收时序改变，并且相应的继电器的励磁事件增加，进而触发报警。3、本专利技术结合电机电流的监测，并将异常的累积电流作为异常数据触发的条件之一，能够更加准确的道岔的故障类型。附图说明图1为本专利技术的流程示意图；图2为本专利技术的系统结构框图；图3为本专利技术的卡具的结构示意图；图4为本专利技术的光路调节器的结构示意图。图中：1-控制器、2-高稳定直流稳压电源、3-光发射器、4-光接收器、5-电流传感器、6-模数转换模块、7-人机交互界面、8-卡具本体、9-凹槽、10-发射通孔、11-接收通孔、12-悬挂部、13-底座本体、14-固定部、15-固定凹槽、16-梯形结构、17-反射面。具体实施方式下面通过具体实施例结合附图来详细说明本专利技术，需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术目的是采用该监测装置进行监控道岔的工作状态的方法，该方法能够有效解决以往监测手段中的盲点以及更清晰的反映了道岔工况信息。如图1所示，一种道岔故障在线监测方法，包括以下步骤：步骤S101：光发射器按照预设的逻辑时序发射光束，所述光束能够被吸合状态下的继电器衔铁遮挡；步骤S102：光接收器接收未被衔铁遮挡的光束并生成相应的继电器逻辑时序；步骤S111：通过电流传感器对电机电流的曲线特征进行监测；步骤S2：将所述继电器逻辑时序和电机电流的曲线特征分别与预设的逻辑时序和预设的曲线特征相应的进行对比，若出现异常数据，则触发评估机制。该方法能够有效的监测继电器的工作状态，主要利用的工作原理是，由于继电器的工作状态时由衔铁与极靴的相对位置决定的，继电器极靴为静触点，衔铁为动触点，在电磁力的作用下，衔铁与极靴的吸合状态和打开状态直接反映了继电器的开关状态，这是继电器的固有属性。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：光发射器按照预设的逻辑时序发射光束，所述光束能够被吸合状态下的继电器衔铁遮挡；光接收器接收未被衔铁遮挡的光束并生成相应的继电器逻辑时序；通过电流传感器对电机电流的曲线特征进行监测；将所述继电器逻辑时序和电机电流的曲线特征分别与预设的逻辑时序和预设的曲线特征相应的进行对比，若出现异常数据，则触发评估机制。

【技术特征摘要】
1.一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：光发射器按照预设的逻辑时序发射光束，所述光束能够被吸合状态下的继电器衔铁遮挡；光接收器接收未被衔铁遮挡的光束并生成相应的继电器逻辑时序；通过电流传感器对电机电流的曲线特征进行监测；将所述继电器逻辑时序和电机电流的曲线特征分别与预设的逻辑时序和预设的曲线特征相应的进行对比，若出现异常数据，则触发评估机制。2.根据权利要求1所述的一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测方法，其特征在于，所述将所述继电器逻辑时序和电机电流的曲线特征与预设的标准状态进行对比判断，若出现异常数据，则触发评估机制；还包括将所述异常数据作为事件进行触发，触发后将所对应的异常数据进行存储。3.根据权利要求1所述的一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测方法，其特征在于，所述评估机制，包括一定误差范围内的总耗能，所述总耗能为系统恒定电压、累积电流和转换时间的乘积，当总耗能增加或者只有累计电流增加时，则触发系统报警。4.根据权利要求3所述的一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测方法，其特征在于，所述当总耗能增加或者累计电流增加，则触发系统报警，包括以下步骤：当总耗能、累计电流、和转换时间同时触发报警时，判定道岔出现阻滞异常；当总耗能、和累计电流同时触发报警，转换时间未报警时，判定道岔出现轻微卡滞异常；当累计电流触发报警，总耗能和转换时间均未报警时，判定道岔出现较轻微异常。5.一种利用继电器状态对道岔故障实时在线监测系统，其特征在于，该监测系统包括：设置在道岔转换过程中的相应继电器的一侧，用于按照预设的逻辑时序发射光束的光发射器；与所述光发射器成对设置，设置在所述继电器的另一侧的，用于接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨才胜，高伯翰，佟薇，刘长山，王大鹏，王焱，毛英阁，李鑫，张雄，刘珊珊，张筠，蔡昊，丁江，韩雷，洪京辉，
申请(专利权)人：北京市地铁运营有限公司通信信号分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11