接触网状态与高铁运营安全密切相关，人工巡检已无法满足运营里程迅猛增加的需要，本文将物联网技术与自动化监测技术相结合，设计一种高铁接触网智能监测系统，实现了对接触网关键参数的自动监测。

　　关键词：接触网；物联网；智能监测；接触网张力；接触网温度

　　近年来，我国高速铁路发展迅速，预计到2020年，高速铁路将覆盖超过113个大型城市。高速铁路输电附加导线及接触网是高速铁路的重要组成部分，其长期工作在野外恶劣环境下，在严寒、高温、大风、雨雪期间的张力和弧垂相差较大，导线的张力过大会降低导线的使用寿命甚至断裂，张力过小会造成弧垂的加大使线间安全距离变短易发生打火等事故。目前，我国对接触网的检测方法主要有两种，一种是采用检测车检测接触网相关参数，另一种采用人工巡检的方法，两种方法都存在实时性差、效率低、成本高、工作量大等问题。本系统采用精密传感器技术、智能储电及唤醒供电技术、基于物联网低功耗无线通讯技术、智能算法技术，依据专家系统及模糊理论对高铁接触网关键参数进行实时监测和综合分析处理，达到接接触网运行状态的远程在线监测和故障预警的作用，最大限度地减少安全事故并提供了时间保障，助力高铁动车安全运行，具有巨大的市场潜力和社会意义。

　　1基于物联网的智能监测系统

　　基于物联网支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点，使用授权频段，可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存，适用于高铁接触网及供电网的智能监测。高铁接触网智能监测系统采用分布式设计，设有传感器、基站、监控中心三级处理器，如图1示。物联网技术是实现传感器至基站数据传输的重要技术途径。系统通过装载在接触网上的自动采集终端敏感线缆张力与温度信号，经电源适配器对信号加以匹配并传输至采集传输板卡，采集传输板卡通过物联网芯片将采集到信号无线发送到铁路沿线的基站，并经基站将数据整理后传回远方监控中心，远方监控中心负责对这些数据进行分类及处理并送入数据库中，工作流程图如图1所示。

　　2传感器终端设计

　　传感器终端是基础数据采集，定时采集高铁接触网的关键参数。接触网的张力、温度、振动等参数对接触网系统安全、可靠、稳定运营起着至关重要的影响，直接关系到接触网系统的运营状态。张力监测采用旁压式测量技术实现张力测量。张力及温度监测系统由传感器、电源适配器、温度传感器、采集传输板卡、太阳能供电系统、结构球体组成。进行数据采集时，监测模块将采集到的数据通过无线网络传输给LTE基站，LTE基站通过BBU将数据经ADM传输至现场调度所，调度所经既有光纤通道传输至指挥中心，监测数据最后通过核心网服务区在用户的数据管理平台呈现。供电单元用于为整个监测模块提供工作电压，张力及温度监测模块设计中采用太阳能供电方式。选用的太阳能系统工作环境覆盖-40℃至+60℃，具有防雷、防电冲击措施，可以在37KV/50HZ输电线附近可靠工作。

　　3数据管理及软件设计

　　系统获得被测线缆张力与温度数据经LTE基站实时发送至远方监控中心，监控中心为各大铁路局的大数据服务器，大数据服务器一方面通过路局内网将数据发送至既有6C管理系统，另一方面通过接口服务器将监测数据发送至物联网管理云平台进行后端的数据处理及挖掘，后端数据不仅可以作为以后高速铁路建设研究的一手资料，同时若发生事故可以进行具体分析用来预防更多事故的发生，从而更好地保障高铁线路附加导线与接触网的维护检修。整套系统软件工作流程如图2所示。

　　4结论

　　本文研究了基于物联网的智能接触网监测技术，实现了数据的采集、传输和分析，采集到的数据结果可以帮助运营管理部门对接触网线缆寿命进行研究分析并及时发现故障，具有良好的应用性与实效性。

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　　作者：聂晶鑫