TADS室外动态模拟设备的应用

仰永华

（南宁铁路局　车辆处，工程师，广西　南宁，530029）



TADS室外动态模拟设备的应用

仰永华

（南宁铁路局车辆处，工程师，广西南宁，530029）

摘要：阐述室外动态模拟设备原理及工作流程，TADS室外动态模拟设备的组成、应用及操作方法，论述它在滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）的检测，室外动态模拟设备在TADS系统检测发挥的作用与重要性。

关键词：TADS；动态；模拟；遥控；声源

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.03.020

目前，中国铁路运营里程近10万km。随着铁路大提速的推进，列车速度的提高和车站停车时间缩短，给行车安全方面增加了压力。而提速后列车有关部件的故障率出现相对增大的趋势，而轴承故障是列车运行中的主要故障源之一，也是影响列车安全的最大因素。

货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）可提供有效的轴承内部早期故障诊断［1］结果，在热轴之前发现轴承故障。这是一项高新技术在铁路行业应用的重要成果，为实现我国铁路跨越式发展和安全技术装备现代化发挥重要的作用。轨边声学诊断系统增强了轴承的预警能力，将防范关口前移，体现了“预防为主”的安全指导思想，使行车安全性更高，从而确保行车安全，提高铁路运输的效率和服务水平，增强市场竞争力。目前TADS系统已在全国铁路运行线路上共安装了80多套，其中在南宁局已经安装3套TADS设备。TADS作为保障铁路车辆运行安全的重要监测设备，在全路车辆安全监测检测领域发挥着重要作用。因此TADS探测站设备24小时全天候达到无故障运行尤其至关重要。但目前对TADS设备的检修和维护尚缺少一种快速、有效、准确的检测手段，对TADS的检测需对系统的整体性能检测，由此TADS室外动态模拟设备也应运而生。

1　室外动态模拟设备工作原理

由于TADS室外动态模拟设备主要是在钢轨上运行。考虑其在铁路干线上的环境特点，在设计过程中，考虑到铁路干线检测设备时间不宜过长和操作繁琐，应使设备快速安装与拆解，所以室外动态模拟设备采用折叠式的轨道小车，搭载车轮模拟器及轴承声音发生器，采用电动机单轮驱动，导向轮辅助驱动设计。动态模拟设备采用以遥控操作为主，自动控制为辅的操作方式。通过模拟正常列车通过时的声音信号，利用分析软件［2］，分析TADS设备采集到的数据文件，以此对TADS设备的整体性能进行判别评估。另外由于所设计的模拟设备采用了折叠可拆卸的方式，以便使其能够迅速的转移出检测区间，保障检测人员安全和铁路运输的安全。

2　室外动态模拟设备组成

TADS室外动态模拟设备主要由检测小车、遥控器、声源发生器等构成。

2.1检测小车车体检测小车车体由可折叠轨道小车、车轮模拟器信号接收装置组成，是整个动态模拟设备的检测平台，是核心设备。

2.2遥控器遥控器由显示屏幕、操作按键、信号发射天线组成。操作人员通过按下电源开关，打开遥控器进行相关操作控制。

2.3声源发生器声源发生器为声学传感器［3］阵列提供不同类别的声源，进而检测整个采集轴承声音通道的性能。

3　设备操作流程

检测小车车体设备组装与测试操作流程如图1所示：

1）室内检测软件操作。一是填写主计算机软件配置文件；二是启动主计算机检测软件，选择检测类型；三是填写从计算机软件配置文件；四是启动从计算机软件。

图1　检测小车车体组装测试流程图

2）室内、外联合检测操作流程。一是将检测区域两端的限界标尺贴付于钢轨侧壁，每一个限界标尺与距离最近的磁钢间距不大于10 m；二是将检测车体抬至轨道上，使得车体上标记的前进方向与TADS系统接车方向一致；三是确保检测车体与TADS系统最近的磁钢之间距离大于3 m；四是应用遥控器选择与检测类型相一致的播放声音；五是进行测试之前，手动打开保护门；六是按下遥控器上的“播放”键播放预先选择的曲目；七是按下遥控器上的“前进”键，启动检测车体。八是检测车体通过TADS阵列。在检测车体通过阵列箱之后，按下遥控器上的“刹车”键，控制检测车体停止；九是主、从计算机软件处理完成，本项测试完成。按下遥控器上的“后退”键，将检测车体进行回送。十是完成本次检测项目后，将数据信息添加到输出报表中。进行下一次测试。

3）当完成所有测试项目后，输出检测报表。

4　动态模拟设备的应用

4.1室外检测设备的操作方法

1）遥控器的操作。检测人员的操作主要是通过遥控器遥控检测小车来完成。检测人员通过按下电源开关，打开遥控器，根据在显示屏上显示的内容进行操作控制。操作屏幕的内容包括曲目序号、工作状态、曲目播放状态等。

2）检测小车的运动方式。检测小车的运动采用三种状态，分别为前进、后退、停止，通过对遥控器操作选择指令进行控制。检测人员通过按下遥控器上的［前进］键，进行控制检测小车车体向前运行；按下［刹车］键，控制检测小车车体的停止运动。按下［后退］键，控制检测小车车体进行后退。检测小车车体的运动状态之间的切换为“前进-＞停止”、“后退-＞停止”。

3）检测声音的分类。检测声音分为标准频率声音、故障轴承声音、其它声音。

标准频率声音：采用标准的1 kHz/4 kHz/10 kHz/16 kHz的声源。

故障轴承声音：应用真实的故障轴承声音经过滤波、放大、叠加生成了检测时用的模拟故障轴承声音。

其它声音：无声、白噪声、10～14 kHz的变频声音通过遥控器上的［曲目+］、［曲目-］按键进行声音播放曲目选择，选择到需要播放的曲目后，通过［播放/暂停］键进行声音播放、暂停的操作。通过遥控器上的按键［音量+］、［音量-］调整声音的音量大小。

4.2室内检测软件的操作

1）主机处理软件。主机处理软件位于主计算机上，是TADS系统性能检测得数据处理平台。其工作内容一是报文合成：通过检测从机文件是否到达主机，当从机报文到达主机的时候。将从机报文按照合并规则，合成所要求的文件；二是数据回显：当合成动作完成之后。将本次过车的数据会在数据窗口上显示出来。以便检测人员可以直观的观察到过车的数据；三是报文评判：对检测得到的数据进行综合评判，当如评判有不达标准的麦克风通道出现，会通过报警显现出来；四是输出报表：每个项目测试完成后，需将测试结果输出至测试报表，检测人员可将良好的数据，写入至报表中，待所有检测项目完成后，将报表输出。

2）主机软件的操作。一是接收报文：主计算机软件自动完成数据报文的处理合成，当过车完成后，采集数据的计算机会将得到的数据报文传送至主计算机上；二是选择检测项目：用以定义本次实验的具体项目；三是操作方法：点击软件上的测试项目下拉列表框，选择要进行的测试项目；四是回看报文：回看已存在的报文数据；五是操作方法：点击“浏览”按钮。在弹出的对话框中，选择想要浏览的数据文件夹；六是报表的输出：用以输出已经检测过的输出报表。检查数据输出的正确性，生成word格式的报表。

3）从机接收软件。从机接收软件的主要工作内容为：接收TADS系统采集到的数据；对采集到的数据进行截取、合成数据文件；对于采集到各个通道的数据进行分析，提取相关信息；检测故障声音合成效果；将检测数据上传到主机那里。

4）从机软件的操作。一是软件配置：配置软件所需的运行参数；二是操作方法：通过修改配置文件内容，按照用户需求完成从机软件的配置。三是从机软件数据的观测：通过软件显示的数据状态来判别检测流程是否正常。四是操作方法：检测小车车体通过检测区域之后，观察软件采集数据所显示的状态是否正常。检测状态分为接车状态、处理状态、上传状态、等待状态。通过观察从机软件工作的状态，可以了解检测过程进行的是否顺利。五是软件的退出：点击软件上方的［退出］按钮，退出软件。

5　结束语

室外动态模拟设备作为检测TADS系统的一种智能检测设备，通过在我局洛满探测站实际中的应用，大大解决了维修人员的工作强度及并提高了工作效率，缩短了设备检修时间，不用再浪费大量人力、时间去一个一个设备点进行逐一检测，从而能更快速高效的检测出设备的整体性能，为TADS良好的稳定运行提供了保证，更好的使铁路安全监测检测设备在铁路安全运输方面发挥着更大的作用。

参考文献

［1］王德志.滚动轴的诊断与维修.北京：中国铁道出版社，1994.

［2］李建平.小波分析与信号处理-理论、应用及软件实现.重庆：重庆出版社，2001.

［3］何圣静.声学技术手册.北京：北京出版社，1994.

中图分类号：U279.3

文献标识码：B

文章编号：1006-8686（2016）03-0055-03