高速铁路建设动车组运行故障图像检测系统的实践

石建伟

（郑州铁路局 车辆处，郑州 450052）

高速铁路建设动车组运行故障图像检测系统的实践

石建伟

（郑州铁路局 车辆处，郑州 450052）

动车组运行故障图像检测系统（简称TEDS）是动车组运行安全监控的有效检测设备。其部署与安装具有建设难度大、技术要求高、业务涉及面广的特点。本文主要介绍2013年郑州铁路局在已运营的京广高速铁路郑州东站南北咽喉处，建设2套TEDS的实践过程，对TEDS完整的实施方案、架构设计、业务管理等进行了有效的探索，保证TEDS正常稳定运行，为确保高速动车组运行安全提供了可靠的装备保障。

动车组；运行图像故障检测系统；建设

目前，中国的高速铁路里程突破10 000 km，动车组数量突破1 000组，其安全运行尤为重要。动车组运行故障图像检测系统（TEDS）能够实现对危及行车安全的动车组底部和侧部可视部位故障自动检测预报，并拦停严重危及动车组行车安全的故障。因此，在运营中的高速铁路部署安装TEDS具有重要意义。

1 郑州铁路局郑州东站TEDS建设概况

1.1 郑州东站概况

郑州东站位于郑州市郑东新区，2012年10月建成投入使用，32股道，站台16座。京广高速铁路和郑西动车组列车接入郑州东站，现日均接发动车组列车约160组。也是正在建设新欧亚大陆桥徐兰高速铁路、京昆高速铁路（郑渝高速铁路）、京福高速铁路与郑济高速铁路交汇的枢纽高速铁路车站。

1.2 郑州东站TEDS建设概况

2013年10月郑州东站南、北进站咽喉处建成TEDS探测站2处并投入使用，TEDS 探测站位置如图1所示。

2 TEDS组成和功能

TEDS由轨边设备、探测站设备和监测站组成，是一个集高清图像采集技术、大容量图像数据实时处理技术、精确定位技术、图像识别技术、网络技术以及自动控制技术于一体的智能监测系统，基本结构如图2所示。

轨边设备包括：高速相机阵列、补偿光源、防护设备、车轮传感器等，实现过车信息和图像的采集。

图1 郑州东站平面布置示意图

探测站设备包括：图像信息采集设备、车辆信息采集设备、车号识别设备、控制设备等，实现图像数据的处理。

监测站设备包括：服务器、监控终端等，实现业务功能的展示与操作。

TEDS实现地面设备检测运行中动车组底部可视部件（车体底部及转向架制动装置、传动装置、牵引装置、轮轴、车钩装置、电务车载设备车底部件及车底部其他可视部位）、侧部可视部件（侧部裙板、转向架及轴箱、车端连接部等可视部位）。自动对采集到的动车组图像进行分析和故障识别，对图像中异常的部位进行分级报警提示，满足中国铁路总公司、铁路局、车辆段、动车所各级管理部门对系统采集的数据进行实时查询、分析和统计，实现多台设备集中复示功能。

3 在运营的郑州东站高速铁路线路上建设TEDS

3.1 建设难度大

（1）建设时间短、任务重。利用15天时间在已运营的京广高速铁路郑州东站南北咽喉处建设2套TEDS。（2）建设涉及单位多、协调难度大。工程包括TEDS探测站机房、通信、电力、轨边设备及线缆过轨安装、监测站建设和系统联网等，结合部多，工作牵涉面广。（3）夜间施工十分不便。

3.2 科学组织确保TEDS按期建成

（1）利用“网络计划编制系统”精心编制项目形象进度，各单位根据建设进度总体计划编制本单位的具体建设形象进度。组织各单位严格落实形象进度，提高建设工作效率和管理水平。利用石武高速铁路0:30～4:30维修天窗点到郑州东站南、北咽喉处的设备安装处进行现场踏勘和技术交底，完成项目的网络计划编制并发布各参建单位、部门，明确工程实施的具体分工和时间要求。详细计划如表1所示。（2）各建设单位按表1编制每项工作的形象进度，科学组织有序推进，使系统中各个环节互相配合。（3）铁路局车辆处、建管处自2013年10月15日起每天组织各单位召开TEDS建设日交班会，通报每日工作计划落实情况，协调工程推进中存在的问题，形成《TEDS 建设情况简报》，呈送铁路局领导，主送各参建单位、部门。（4）探测站机房及基础建设工程量大，在高速铁路的封闭网内仅利用每天夜里的天窗时间，难度很大，采取了设立临时封闭网与高速铁路隔离，既保证了高速铁路线路动车组运行安全，又可以24 h不间断施工满足机房建设要求。（5）同步建设TEDS监测站，在TEDS探测站建设同时，利用郑州东动车所既有房屋，同步建设TEDS监测站，安装集中监控服务器、双路电源及通信信息、机房配套设施及监控终端，满足计算机机房标准等要求。（6）每日上线作业严格落实原铁道部《铁路营业线施工安全管理办法》（铁运〔2012〕280 号），施工前将施工方案报有关业务处审核，施工中各单位领导干部到现场进行包保盯控，确保行车和人身安全。

图2 TEDS基本结构图

表1 郑州东站TEDS建设进度计划

4 构建TEDS安全保障体系

结合TEDS建设，及时组织制定《郑州铁路局TEDS设备检修维护管理办法》、《郑州铁路局动车组运行故障动态图像检测系统（TEDS）运用管理办法（试行）》，建立了以技术标准为主体，包括工作标准和管理标准在内的铁路局TEDS标准体系，实现对动车组安全风险的持续有效地管控。车辆段及时组织制定TEDS设备检修维护和使用作业指导书，包括：（1）建立相关业务管理流程，明确标准；（2）建立TEDS运行情况日交班、月通报制度，对TEDS运用情况、发现故障、存在问题等每日小结、每周分析、每月总结通报，确保TEDS全天候高可靠的探测动车组运行技术状态；（3）建立TEDS信息统计分析制度，台账报表由系统自动统计、汇总、生成，实时分析设备运行情况，重点分析系统预报动车组故障兑现情况；（4）建立TEDS标准化活动制度，将创建TEDS标准化活动纳入标准化5T（铁路车辆安全防范预警系统）探测站创建条件及检查验收命名办法中进行管理，组织车辆段积极开展以基础管理、设备质量、作业程序、人员素质、工作环境标准化为内容的设备检修维护标准化活动，定期组织检查验收和表彰命名；（5）建立TEDS故障应急抢修制度，从故障发现、预报、处理、信息反馈、设备状态确认到故障分析总结等每个节点都进行确认。对TEDS每件故障进行分析，采取针对性的措施进行整改，提高TEDS运行质量；（6）建立TEDS使用安全制度，各级联网计算机、服务器都安装防病毒软件，防病毒软件通过监测站服务器及时升级、更新，维修人员定期检查。联网计算机的远程登录及系统密码设专人负责管理和维护，确保了TEDS及其所连接的高速铁路信息网运行安全；（7）建立符合相关规定及标准的TEDS检修运用管理检查制度，从技术标准、作业过程、人员素质、工装仪表、作业质量和措施落实等方面，开展设备检修质量检查，发现问题及时整改，提高TEDS运行安全的可靠性和运用安全防范能力；（8）建立TEDS维修、值班人员培训和持证上岗制度，通过每日一题每月一考每季度一总结，每年验证考核等措施，使维修人员熟悉专用检测仪器、仪表检测使用方法，掌握设备日常检修和故障排除技能。组织TEDS使用人员对发现的典型故障图像进行相互观摩，探讨发现故障的方法，为动车组运行安全提供坚实可靠的人员素质保障。

5 问题及对策

5.1 预报准确率偏低

TEDS运用的时间较短，在设备源头质量上还存在故障自动识别准确率偏低，与总公司《动车组运行故障动态图像检测系统（TEDS）运用管理办法》（铁总运〔2013〕76号）要求故障自动识别准确率须达到50%及以上标准还有差距。针对该问题采取如下措施：（1）组织设备厂家研发人员进行故障自动识别技术攻关，逐步提高动车组运行故障识别率；（2）将动车组信息系统中更换部件等检修信息实时传输到TEDS监控终端，便于TEDS分析员重点对动车所检修的部位进行重点检查分析，防止因检修动车组作业更换部件造成图像反常而误报故障的发生；（3）在TEDS监测站服务器上建立全路所有动车组出厂时的标准图像信息，便于TEDS服务器自动识别软件将实时拍摄的图片与标准图片对比分析，提高故障自动识别准确率。

5.2 不适应冰雪环境

在冰雪条件下，存在扬雪遮挡镜头导致图像不清晰，冰冻积雪覆盖镜头、保护门打不开导致不能正常检测等问题。针对这些问题采取以下措施：（1）组织设备厂家开展技术攻关，在轨边设备加装自动加热融雪装置，防止冰雪影响设备性能；（2）在冰雪天气时，安排维修人员每日利用天窗点上线清扫轨边设备周围积雪、擦拭镜头上的水渍，检查维护设备，确保设备在冰雪条件下能正常稳定检测动车组。

5.3 部分功能存在缺陷

车号自动识别不稳定，重联动车组报文异常，图像传输存在丢图、错图、窜图现象，轨边设备机械结构强度不足，设备自检、远程监控功能不完善等。针对这些问题采取以下措施：（1）加强设备检修维护管理，落实检修维护标准，提高设备检修维护质量；（2）组织设备厂家针对具体问题开展设备质量源头隐患整治，恢复设备自检和远程诊断等基本功能；（3）为探测站设备加装了监控装置，在TEDS监控中心可实时观察探测站机房内及轨边设备外观状态；（4）组织设备厂家对轨边设备沉箱保护门等进行加固，防止轨边设备保护门等活动部件脱落；（5）组织设备厂家开展应用软件技术攻关，提高车号自动识别稳定性，解决重联动车组报文异常问题，减少丢图、错图、窜图现象发生。

6 结束语

通过安全保障体系建设，TEDS设备在防范动车组故障隐患上发挥了一定的作用。通过及时预报及对故障进行确认处理，消除了动车组运行安全隐患，确保了动车组运行安全，为高速铁路动车组运行安全做出了应有的贡献，为进一步规范TEDS的管理，用好TEDS，发挥TEDS作用，保障铁路动车组运行安全积累了经验。

[1]李 骏. 动车组运行故障动态图像检测系统（TEDS）设计与实现[D]. 北京：北京邮电大学, 2012.

[2]黄志平,陈朝发,刘 峰,赵红卫，周忠良. 客车运行安全监控系统(TCDS)的应用与发展[J]. 铁道机车车辆，2008（05）：25-27.

[3]蒋 荟,马千里,曹 松,王志华. 铁路车辆运行安全监控（5T）系统的研究与应用[J].公路交通科技，2009，26（12增刊）.

责任编辑 方 圆

Construction on Trouble EMU Detection System (TEDS) of high-speed railway

SHI Jianwei
( Vehicle Department, Zhengzhou Railway Administration, Zhengzhou 450052, China )

The Trouble EMU Detection System (TEDS) was the effective detection equipment of EMU. The construction of TEDS taken the character of highly difficult, technology complex. This paper introduced the construction of TEDS, at the Zhengzhou East Station in Beijing-Guangzhou Passenger Line including the procedure, architecture design, management system. The stable operation of TEDS guaranteed the EMU security.

EMU; Trouble EMU Detection System; construction

U279∶TP39

A

1005-8451（2014）05-0024-04

2014-01-21

石建伟，高级工程师。