TFDS系统在列检运用中存在的问题和对策

2012-11-27罗业坤

铁道运营技术 2012年2期

卢浒，罗业坤

（1.南宁铁路局南宁南车辆段，助理工程师，广西南宁 530000；2.南宁铁路局柳州车辆段，助理工程师，广西柳州 545007）

长期以来，铁路货车的列车技术检查，基本靠检车员钻入车底，采取“手摸、锤敲、眼看、耳听、鼻闻”等方法进行，作业方式陈旧，方法落后，不仅效率低下，而且无法保证作业质量和人身安全。随着国民经济持续快速发展，列车高速、重载、大密度地开行，大大增加了列车技术检查工作量和检车员劳动强度。由于列车技术检查质量受气候条件、职工素质、心理状态和人体疲劳等因素影响，技检质量不高将给行车安全埋下隐患，传统的列检作业方式越来越难适应铁路发展的需要[1]。

货车故障轨边图像检测系统（简称TFDS）的投入应用，改变了列检作业方式，提高了铁路货车安全防范系数，减轻了现场检车员的劳动强度。但该系统在运用过程中存在图片像素不高、色彩单一和部分图片曝光等问题，影响了对故障的判断和处理。因此，分析查找问题产生原因，并采取相应的措施加以改进显得十分重要。

1 系统简介

1.1 系统组成 TFDS系统由铁道部查询中心、铁路局车辆运行安全监测站、探测站、列检检测站及通信网络组成[2]。

铁道部查询中心设置于铁道部运输局调度部，具体工作由车辆调度承担，技术工作由车辆主管部门管理。查询中心由双机集群服务器、查询终端以及配套设施构成，通过铁路计算机网络与各铁路局相连接。

铁路局车辆运行安全监测站设于铁路局调度所，具体工作由红外线调度承担，技术工作由车辆处负责管理。监测站由双机集群服务器、监控终端以及配套设施构成，通过铁路计算机网络与列检探测站连接。

探测站按铁道部统一规划设置，由车辆段管理，实现对运行货车故障的动态图像检测。探测站设备是TFDS的基本单元，室外设备主要由沉箱、侧箱、室外分线箱、车轮传感器和车号天线等构成；室内设备主要由车辆信息采集设备、图像信息采集设备、车号信息采集设备、控制设备、电源及信号防雷设备、网络传输设备等构成。

列检检测站设在列检作业场，由车辆段管理。列检检测站由服务器、部件信息浏览终端、电源防雷设备、网络传输设备、打印机等构成，通过光缆与探测站连接。

铁路计算机网络由信息部门管理和维护，传输通道由电务部门管理，运营商负责维护，实现铁道部查询中心、铁路局车辆运行安全监测站、探测站、列检检测站之间的信息传输[2]。

1.2 系统原理 TFDS系统是一套集高速数字图像采集、大容量图像数据实时处理和精确定位、模式识别技术于一体的智能系统。系统利用轨边高速摄像机，拍摄通过货物列车车辆的底部和侧下部图像，经计算机处理后传输到室内分析室。室内检车员对抓拍到的图像进行分析、判别有关故障，从而达到动态检测车辆主要技术状态，重点防止制动梁脱落事故，及时发现摇枕头、侧架大部件裂损、折断以及枕簧丢失、窜出等危及行车安全的故障。

1.3 系统的工作流程列车通过时车轮传感器工作输出信号到控制计算机，控制计算机输出信号使保护门工作，补偿光源工作，抗阳光干扰像机进行动态图像采集。采集结束后图像传输服务器网络将图像快速传至列检检测中心，室内检车员利用终端浏览计算机通过客户端软件进行看图检测，并预报给室外检车员上线确认、维修。室内检车员标注、填报的数据信息经网络传路局服务器再传铁道部服务器。其工作流程如图1所示[3]。

图1 TFDS系统工作流程图

1.4 系统功能

1.4.1 探测站对5～120 km/h速度通过的货物列车进行探测，自动计轴计辆、测速，自动采集机车及车辆标签信息，并提取车次、车型、车号，自动拍摄货车底部及侧下部的部件图像。采集到的货车车辆、车型、车号及图像信息，通过光纤通道传输至列检检测站服务器。

1.4.2 列检检测站存储探测站所采集的货车车辆、车型、车号及图像信息，并显示在部件信息浏览终端，动态检车员标注、填报的故障信息能够自动储存到服务器并上传到基层节点、铁路局、铁道部双机集群服务器。系统自动储存并打印相关台帐报表。

1.4.3 铁路局车辆运行安全监测站实时接收并储存全局TFDS探测设备探测的铁路货车信息和故障信息，以网页形式实时显示，能对存储的信息进行查询、统计、分析，实时监控全局TFDS探测设备运行状态，能反查TFDS探测设备储存的铁路货车图像信息。

1.4.4 铁道部查询中心实时接收并存储全路TFDS探测设备探测的铁路货车信息和故障信息，以网页形式实时显示，能对存储的信息进行查询、统计、分析，实时监控全路TFDS探测设备运行状态，能反查TFDS探测设备储存的铁路货车图像信息。

2 硬件方面

2.1 图片像素不高通过现场实际调研发现，当车辆配件的裂纹在2mm以下时，从TFDS拍摄的图片上无法进行识别，而此类故障现场又时有发生，特别是地处路网末梢和非提速区段的路局，大量老旧残的非提速车辆在管内运行。非提速车辆的大部件裂纹，如转8A转向架槽钢制动梁支柱裂纹等故障，给行车安全带来了极大的隐患，容易引发车辆配件折断脱落和车辆脱轨颠覆事故的发生。

为解决图片像素不高问题，建议采用高像素数字摄像机，在检车平台中对拍摄的车辆配件图片用“放大镜”二次放大后，动态检车员能够清晰的识别2mm以下的车辆配件裂纹故障。

2.2 图片色彩单一图片色彩为黑白色。一是动态检车员长时间查看色彩单一的图片容易产生视觉疲劳。以4班制每班工作12 h作业20列（每列50辆）的中间部工位动态检车员为例，在200 m in内需看图技检最少2.1万张单图，容易产生视觉疲劳，存在漏检隐患；二是对疑似故障，尤其是部分大部件折断、开口较大的裂纹故障很难判断（如图2所示）。

图2 TFDS系统疑似故障图

运用部门因其安全职责所在，一贯坚持“宁可错杀，也不放过”的原则，当此类疑似故障发生在直通货物列车时，动态检车员必须对列车进行拦停，室外检车员再赶赴现场对故障进行确认，等完成拦停、检查、确认、放行整个流程，已经耽误了许多时间，影响了运输效率。

为解决图片色彩单一问题，建议采用彩色数字摄像机，以便动态检车员判别疑似故障，防止产生视觉疲劳。

2.3 部分图片曝光图片抗阳光干扰效果不佳，中午时段互钩差工位图片或罐车底部图片有曝光现象（如图3所示）。动态检车员无法发现曝光图片中的故障，给行车埋下安全隐患。

图3 TFDS系统曝光图

为解决图片曝光问题，建议改进抗阳光成像技术，使系统能够自动检测外界环境的光线明暗强度，并调整拍摄图片的亮度、对比度等参数，消除中午时段互钩差工位图片或罐车底部图片曝光现象。

2.4 雨天图片模糊虽然TFDS已经设置可供选择的“雨天模式”，但效果并不佳。雨天时，雨水和车体上的油污从货物列车底部、车钩连接处渗透滴下，致使装在沉箱内的高速摄像机的保护玻璃罩上有水污或水雾，高速摄像机在动态拍摄的图片质量差，突出表现在底部拍摄的部件图片模糊不清（如图4所示）。

图4 TFDS系统雨天图

动态检车员无法发现图片模糊部分的货车车辆故障，给行车埋下安全隐患。

为解决雨天图片模糊问题，建议：

1）加装玻璃防雨装置。装置应采用不吸附水和油污的清洁材料。

2）加装吹尘装置。吹尘装置应可自动远程控制吹扫灰尘，保证设备清洁。

3）采用高新材料镜头和保护罩，使油污和水雾不黏着镜头，保证图像真实。

2.5 低速探测不佳 TFDS适用于5～120 km/h时速范围内的货物列车探测，但在实际运用中，因列车突然调速等因素，造成漏探或1列车图片分2列车上传，造成丢图、窜图等（如图5所示）。车辆信息图片与现车不相符的情况发生，给行车安全埋下隐患。

图5 丢图窜图

为解决低速探测不佳问题，建议加装低速探测装置，满足对0～5 km/h的货物列车进行低速探测，并具备良好的测速、快速自动调整数字摄像机拍照速度的功能，消除漏探、丢图、窜图等现象。

2.6 无法屏蔽单机和重型轨道车 TFDS系统虽然能够屏蔽客车，但单机和重型轨道车（轨汽）通过时，系统仍自动开机探测。由于系统接车时会自动发出提示音报警，若单机和轨汽通过时动态检车员正在间休或对其它货物列车进行技术检查，动态检车组长需对过车信息进行确认是否为单机和轨汽，或是正常货物列车通过需准备作业，这样既影响了职工的间休，也对正在作业的人员造成了不必要的干扰。

为解决无法屏蔽单机和轨汽问题，建议加装屏蔽单机和轨汽装置。当单机和轨汽通过时，系统自动识别并屏蔽，既杜绝了对职工间休和作业的干扰，也减少了开机所带来的设备和能源损耗，从而延长设备使用寿命。

3 软件方面

3.1 故障库故障名称不全现场运用中动态检车员需对发现的故障进行加载提交，组长对组员提交的故障进行确认并正确上传铁道部，未标注提交上传默认为漏检。然而，TFDS系统内的故障库故障名称并不全，车钩互钩差过限、横跨梁脱落等28类故障无法加载提交，特别是折角塞门手把关闭等重大故障都无法加载提交。若该故障引发列车中途车辆故障和事故需定责，将引起不必要的扯皮和推诿，不利于工作的开展。

为解决故障库故障名称不全问题，建议完善动态故障库：

1）按铁道部有关规定规范修改故障库的故障名称，确保故障名称的适宜性。

2）增设运用单位定期上报需增补、删改故障库故障名称程序，由铁道部统一更新故障库。

3.2 报表数据统计错误 TFDS运用软件平台《车辆运行（季、年）报表（二）》与《列车运行故障按故障类别统计》2个表内统计的过车总辆数不一致，不利于数据分析、工作量统计等。

为解决报表数据统计错误问题，建议统一软件数据统计方法。统一TFDS运用软件平台《车辆运行（季、年）报表（二）》与《列车运行故障按故障类别统计》2个表内统计的过车总辆数的计算方法，避免数据统计重复。

3.3 拦停故障报表内容不全 TFDS运用软件平台中的《拦停故障报表》内只有6项拦停内容，不符合新《运规》第72条的规定以及运装货车电[2010]2286号文的有关要求。《拦停故障报表》内应有9项拦停内容，漏了轴端螺栓折断丢失、折角塞门关闭和重车地板破损影响行车安全3项[4]。

为此，建议增加系统拦停故障添加功能，如轴端螺栓折断、丢失和折角塞门关闭、重车地板破损且装载货物是否有脱落迹象等故障。用户可根据需求自由添加，使系统报表真实性和完整性。

3.4 检车监控数据保存期不长 TFDS系统检车只能调阅3个月的监控数据，当动态检车员技检过的车辆发生事故和辆故超过3个月定责时，无法调阅有关检车监控数据。以南宁南列检作业场为例，2011年1月2日18时调阅南昆线上行TFDS检车监控记录，发现只能查到2010年10月1日11：44分以后1624列51204辆的检车监控数据，之前数据已自动清除。不符合铁道部运输局《关于公布〈货车安全防范系统运用管理细则（试行）〉的通知》（运装货车[2007]102号）的文件精神，动态检车组台帐数据等应保存不少于1个段修期。

为此，建议延长检车监控数据保存期，在增大服务器数据存储器容量的同时修改软件程序，系统自动保存过车信息不少于1个段修期。

3.5 系统不能自动识别货车车辆故障 TFDS系统须人工对抓拍的车辆图片进行故障判断，无法进行智能自动判断故障，容易造成人为因素导致漏检。

为此，建议研发铁路货车故障智能识别系统，自动识别车辆故障，并进行自动预报，防止人为漏检漏修，确保行车安全。