鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)“5T”的應用研究

高艷艷　王玉輝　李志平

摘 要：鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)“5T”是我國鐵路相關(guān)部門為適應現(xiàn)代鐵路的發(fā)展而建立的車輛安全防范系統(tǒng)，是為了提升鐵路的技術(shù)裝備水平?！?T”系統(tǒng)的應用采用先進的計算機技術(shù)和現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從不同的角度來實現(xiàn)對客貨車輛的動態(tài)檢測，同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中處理、車輛的遠程監(jiān)控以及信息的資源共享。

關(guān)鍵詞：鐵路車輛 安全監(jiān)控 5T系統(tǒng)

中圖分類號：U279.3+23 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（a）-0054-02

中國鐵路在面臨客貨混運、提速、重載的新形勢下，需要以先進的技術(shù)裝備作為保障。5T系統(tǒng)是中國鐵路部門在借鑒國外成熟經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)國內(nèi)鐵路發(fā)展的相應狀況而建設(shè)。在鐵路運輸快速發(fā)展的新形勢下，對運輸安全提出更高要求的同時也使5T系統(tǒng)的運用保障工作變得更加關(guān)鍵。

該文是在對車輛運行安全監(jiān)控體系“5T”進行研究分析的基礎(chǔ)之上，從各路局實際運用效果出發(fā)，探討現(xiàn)行運用管理中“5T”檢測系統(tǒng)存在的一些問題，給出相應的改進建議及措施。推動系統(tǒng)功能的改進以及運用管理制度的進一步完善，保障列車提速、重載和長交路運行的安全，為鐵路運輸安全由傳統(tǒng)方式向現(xiàn)代技術(shù)轉(zhuǎn)變、由人為控制向計算機控制轉(zhuǎn)變提供參考[1]。

1 5T系統(tǒng)的組成

5T系統(tǒng)由貨車運行狀態(tài)地面安全監(jiān)測系統(tǒng)（TPDS）、紅外線軸溫探測系統(tǒng)（THDS）、貨車運行故障動態(tài)圖像檢測系統(tǒng)（TFDS）、貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)（TADS）及客車運行安全監(jiān)控系統(tǒng)（TCDS）組成。

1.1 THDS

在5T系統(tǒng)中我國最先應用的是THDS系統(tǒng)。軸承作為貨車轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵部件，在車輛運行過程中，它的狀態(tài)直接影響行車安全，如果軸承內(nèi)部發(fā)生損傷而不能被及時發(fā)現(xiàn)，會導致熱軸事故的發(fā)生。THDS紅外線探測系統(tǒng)利用安裝在軌道邊的紅外線探頭對通過探測站的每個車輛的相應車軸的溫度進行實時檢測，并結(jié)合車號自動識別系統(tǒng)及跟蹤裝置實現(xiàn)跟蹤，對產(chǎn)生熱軸的故障車輛進行報警，防止由于車輛熱切軸而引起的車輛事故。

THDS檢測系統(tǒng)對于熱軸的預報分為3個標準：微熱、強熱和激熱，如果車輛產(chǎn)生了微熱預報則對車輛進行跟蹤處理，如果車輛產(chǎn)生了強熱預報則車輛必須在前方站停車，如果車輛激熱報警則做立即停車處理[1]。如果車輛產(chǎn)生熱軸報警，THDS復示中心接收到相應信息后，THDS值班人員應立刻通知列檢值班人員，列檢所的室外檢車人員會對即將來到的車輛的報警軸承進行相應的檢查。

1.2 TPDS

TPDS測試系統(tǒng)安裝在軌道中，測試系統(tǒng)由22根軌枕、8只剪力傳感器和12只壓力傳感器組成[1]。測試系統(tǒng)對通過探測站的車輛進行輪軌力的檢測，全路TPDS組網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)分散檢測、集中報警。TPDS系統(tǒng)監(jiān)測功能如下。

（1）識別運行狀態(tài)不良的車輛。

（2）監(jiān)測車倆的超偏載。

（3）識別車輪踏面擦傷。

TPDS對經(jīng)過探測站的貨車運行狀態(tài)實行聯(lián)網(wǎng)分級評估，對故障車輛的處理分為跟蹤、就近攔停和立即攔停3個等級。TPDS系統(tǒng)的使用對貨車脫軌事故的防范和預警，尤其是對我國近幾年提速后貨車空載狀態(tài)脫軌的預防，具有十分重要的意義。

1.3 TADS

THDS的探頭采用的是紅外線輻射的原理，所以只有軸承發(fā)熱才能探測到故障，而TADS采用聲學傳感器陣列技術(shù)，在軌道兩側(cè)分別安裝6個聲學傳感器，接收通過車輛軸承發(fā)出的聲音，在軸承還沒有熱軸之前就可以診斷出軸承內(nèi)部構(gòu)件破損等故障，實現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)、早期預報。TADS與THDS的結(jié)合，很大程度上提高了故障軸承預報的準確率。

1.4 TFDS

TFDS通過安裝在軌道兩側(cè)以及軌枕中間的高速攝像頭，對通過探測站的車輛進行動態(tài)檢測，采集關(guān)鍵部件圖像。高速連續(xù)的照相技術(shù)與大容量圖像處理技術(shù)相結(jié)合可有效防止由于轉(zhuǎn)向架、制動梁、鉤緩裝置等關(guān)鍵部件出現(xiàn)故障而引起的車輛安全事故。

1.5 TCDS

TCDS是在提速客車上加裝的車載安全監(jiān)測診斷系統(tǒng)，可在車輛運行的狀態(tài)下及時發(fā)現(xiàn)車輪的擦傷、供電系統(tǒng)的安全狀態(tài)、軸承溫度和轉(zhuǎn)向架的性能等危及列車運行安全的關(guān)鍵故障。同時，TCDS在實時監(jiān)測和診斷的過程中，通過無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實時向地面報告車輛設(shè)備狀態(tài)，使車輛管理部門及時獲得車輛的運行安全狀況，從而全方位地監(jiān)控車輛運行。

2 問題分析及改進措施

近些年來，“5T”被各路局廣泛應用，但對比分析“5T”設(shè)備的現(xiàn)場使用狀況以及相關(guān)故障車輛的探測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，目前“5T ”系統(tǒng)的應用還存在一些問題，如下所述。

（1）THDS系統(tǒng)的兌現(xiàn)率并不高，有時會發(fā)生假熱軸、誤報熱軸的現(xiàn)象，在一定程度上干擾了車輛的運輸管理及調(diào)度。

（2）對于TPDS，同一車輛在經(jīng)過不同探測站時會出現(xiàn)故障預報等級不一的情況。

（3）TADS對軸承內(nèi)外圈及滾子故障的識別率較高，但對軸承保持架破損的故障識別率較低[2]。

（4）TFDS由于采用攝像頭采集圖片，因此受環(huán)境、天氣因素影響大。

（5）TCDS軸溫報警器有時會出現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)失敗或不發(fā)送數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。

5T系統(tǒng)在使用過程中存在的一些問題和不足會影響到運輸?shù)陌踩?。對此必須引起高度重視，要完?T系統(tǒng)的功能，充分發(fā)揮動態(tài)檢測的作用。

（1）將THDS的監(jiān)測數(shù)據(jù)與其他4個檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相結(jié)合，共同評判車輛的熱軸情況，可以在提高探測準確性的同時提高兌現(xiàn)率。

（2）在正式投入使用之前，進一步加強對TPDS設(shè)備的調(diào)試、系統(tǒng)性能的檢測，提高故障預報的準確率。

（3）優(yōu)化系統(tǒng)的評判標準，加強人機結(jié)合。

（4）優(yōu)化高速攝像頭，采用先進的光學傳感器對攝像頭進行自動調(diào)節(jié)，以適應環(huán)境和天氣的變化。

（5）要定期對軸溫報警器進行檢修，重視日常設(shè)備的保養(yǎng)。

3 結(jié)語

該文以“5T”在各路局的實際應用狀況為出發(fā)點，較系統(tǒng)地介紹了“5T”系統(tǒng)的原理及功能。相信文中所闡述的內(nèi)容對“5T”的優(yōu)化具有一定的參考價值。

參考文獻

[1] 熊小青，張維.車輛檢測技術(shù)[M].中國鐵道出版社，2011.

[2] 熊樹林.車輛運行安全防范預警系統(tǒng)的運用[D].西南交通大學，2008.