“智岔卫士”--智能道岔故障预警系统产品是针对道岔轨道区段分路不良和道岔物理结构进行故障监测、诊断及智能预警，由数据采集系统、5G-R移动通信及故障预警机三部分组成的智能道岔故障预警系统。而且为了宣传产品，设计产品销售网络平台.

（1) 数据采集系统。数据采集是获取信号信息的过程，设计并实现基于STM32单片机的数据采集系统和遥感技术。利用 STM32 微控制器和高精度模数转换芯片实现了一种适用于工业场景的数据监测系统，具有高精度、高采样频率等优点。根据预警系统的监测范围，设计相应的数据采集系统，完成硬件电路的设计、软件的设计、控制参数的设置以及功能的调试。具有分布式、高精度及抗电磁干扰能力强等优点。其目的是将采集到的轨道电压这一交流信号与轨旁温湿度实时地传送到故障预警机中，为预警数据智能处理提供数据源。同时以卫星遥感技术为技术手段, 将其应用在轨道电路中，借助卫星为媒介平台, 根据监测区域需求, 动态采集监测区域内的卫星遥感影像图,并对影像图数据分析处理, 获取所需信息进而达到目的。

（2) 数据传输系统的设计。5G-R通信系统具备高传输、高精度等特点，通过运用由采集模块、采集控制模块和传输模块组成，将轨道各类状态信号转换为电压信号的数据采集设备，可以实现对轨道电路分路不良情况的全面监督与管理，并且可以及时将采集系统采集到的轨道电路数据内容通过5G-R通信系统高效、精准的传送到故障预警机，将故障预警数据上传到本地数据库当中。操作人员通过调控系统数据内容，可以针对系统运行过程中存在的故障问题进行准确分析。操作人员可以根据具体问题制定科学、合理的解决措施，来减少轨道电路分路不良问题。同时，5G-R移动通信系统基于可以实现毫秒级端到端时延的特点，可以进一步强化设备的连接密度，以及实时传输性，提前排查并处理故障，确保列车运行过程安全无误。

（3) 道岔区段轨道电路分路不良及物理结构故障预警功能的设计与实现。

在分析道岔区段轨道电路、道岔物理结构特点，如道岔尖轨不密贴会造成挤岔现象，导致列车脱轨，连接道岔轨道区段的跳线因锈蚀、腐蚀、变形、脏污造成道岔区段分路不良的基础上，提出智能道岔预警系统的总体结构，确定系统的实现方案。

 建立智能道岔故障预警体系。预警体系的建立主要取决于预警指标的选择及预警警限区域的界定。根据现场信号微机监测系统中监测到的电路的相关参数，在归纳道岔区段电路经常所发生的故障类型的基础上，重点分析分路不良故障特点，选择预警指标，并建立故障数据库；结合现场情况，根据微机监测的电压监测曲线图界定，划分预警警限区域，并定义各个纵坐标参数。

道岔系统分析计算软件的设计。对于不同长度，不同类型的道岔电路，当道砟电阻分别为最大值与最小值时，轨道继电器的端电压值不同，所以将轨道继电器的端电压值作为预警警限值，从而满足不同道岔轨道区段设置不同预警警限值的需求。本项目在分析轨道电路的四端网络模型及参数选取的基础上，设计并实现轨道电路系统分析计算软件，以便能够快速、准确地计算出调整状态和分路状态下轨道电路系统中各器材端口的电压、电流，完成送受电端分路检查、余量以及轨道继电器端电压值的计算，同时将轨道继电器端电压值设为预警警限值。

道岔故障预警系统人机交互界面的设计。主要实现以下功能：绘制实时监测电压曲线，并进行保存、查询；真实再现轨道电路工作状态，并运用人工智能算法进行智能分析处理，判断结果所处的报警范围，系统自动提出相应报警，提示工作人员查看相应的信息；显示道岔电路和道岔物理模型，并立即将其上传至故障预警机的服务器，以便管理人员及时掌握管辖范围内道岔区段的变化情况以及道岔电路和道岔结构调整的相关情况，实现信息的共享。