货车故障轨边图像检测系统运用研究

摘 要：本文根据货车故障轨边图像检测系统在大秦线上的现场运用实际，阐述了该系统在铁路货车安全保障体系中的重要地位，同时针对当前不断提高的铁路运输安全要求，指出了系统在运用过程中存在的不足，并结合当前科技发展趋势提出了一系列系统优化和升级方案。

关键词：铁路车辆；TFDS；信息关联；闭环管理、

我国铁路行业以占世界铁路6%的运营里程完成了世界铁路25%的运输总量，铁路运输密度居世界第一。尤其在经历六次铁路提速后，货物列车的运营速度提高，交路延长，车辆运转周期下降，万吨、两万吨货车开行数量增多，集中到发现象突出，加之列检作业的安全保证距离延长，技检作业次数减少，使得铁路货车车辆运行安全面临极大挑战，因此充分利用智能化、网络化、信息化手段实现铁路货车车辆的不停车技术检查，成为保障列车运行安全的必要手段。

1 货车故障轨边图像检测系统概述

货车故障轨边图像检测系统（以下称TFDS系统）作为铁路车辆地对车安全监控系统（简称5T系统）的重要组成部分，主要是为了解决传统人工列检作业方式不能适应铁路货车车辆提速和重载要求的问题，专门研发的由机检代替人检的货车故障动态检测系统，它采用高速数字图像采集技术，精确定位和模式识别技术，大容量图像数据实时处理技术以及自动控制技术，通过地面高速像机阵列，拍摄通过列车整车车底及侧下部的图像，并存储于服务器，经过系统分析和处理后，以一车一档的方式在窗口计算机中显示，采用人机接合的方式判别车辆车体、转向架、制动装置，车钩缓冲装置等部件状态，从而达到动态检测车辆故障的目的。

2 TFDS系统运用模式

2.1 集中检测

目前，全路共安装TFDS系统389套，由于系统数量剧增和安装位置相对分散等特点，造成机检作业人员工作地点多、管理难度大。为实现机检作业的规范、统一管理，目前全路主要机检作业模式以集中检测为主，即通过“TFDS集中作业平台”将不同探测站数据集中到同一平台，利用平台智能分车功能实现机检工作量的平均分配。从而实现了机检作业和人员的统筹管理，同时也避免了列车集中到发时人员紧张和车流较小探测站的人力资源浪费。

2.2 机检作业

1） TFDS动态检车组长接到TFDS集中检测平台过车通知，将待检列车信息分配至TFDS动态检车员工位，由动态检车员对待检列车进行动态检查。

2）TFDS动态检车员按作业要求进行列车检查和故障提报，提报故障由TFDS动态检车组长进行复核，确定故障属实后下发到TFDS列检复示终端。

2.3 故障鉴定

1）列检值班员登陆列检复示终端，查询平台下发故障，并将故障详细信息向现场检车员或故障修理人员进行预报。

2）现场检车员或故障修理人员根据预报信息，对故障部位进行鉴定、处理，将结果报告列检值班员。

2.4 信息反馈

1）列检值班员对现场反馈的故障鉴定及处理结果进行核对、汇总后，上报TFDS动态检车组长。

2）TFDS动态检车组长接到列检值班员反馈信息后，将故障处理方式、处理人、处理时间等内容录入TFDS系统，完成信息上传。

3 机检作业量及故障提报

以大秦线列车机检作业量及提报故障为列，2016下半年共机检货车车辆1175.02万辆，日均机检6.53万辆；提报故障130536件，故障提报率为111.09件/万辆。具体情况见下表：

由以上数据可见，TFDS机检作业手段在作业效率和故障发现方面表现出巨大的优势，同时TFDS系统的运用极大减少了现场作业人员上线次数，有效消除了列检人员人身安全隐患问题，因此充分利用好TFDS机检作业手段必将为铁路运输安全和铁路人员人身安全提供有力保障。

4 TFDS系统存在问题

经过多年的现场实际运用和经验摸索，TFDS系统已形成一整套运用体系，也在保障车辆运输安全方面发挥了不可替代的作用，但随着铁路运输安全要求的不断提高和科学技术的迅速发展，目前TFDS系統已无法满足现场运用实际，现将具体问题阐述如下。

4.1 车辆故障信息无法在探测站间进行传递

目前，全路TFDS系统已基本实现三级联网，但不同探测站提报故障却无法向下一探测站进行传递，使得机检提报故障无法对下一探测站机检作业人员起到指导作用，也导致机检作业人员无法对其他探测站提报故障的发展情况进行动态复核，从而造成故障资源和人力资源的双重浪费。

4.2 不同探测站间过车数据无法关联

TFDS探测站采集信息相对独立，即使在同一TFDS集中检测平台中，不同探测站信息仍无法互相关联，但部分车辆故障需将不同探测站间车辆图片进行综合比对后才能做出判断，比如“锁紧板松动”故障，只有通过对比两个探测站间锁紧板位置的变化情况才能进行准确判断。因此平台无法关联前一个或几个探测站信息，直接造成机检作业人员无法对故障的识别和车辆故障发展趋势进行综合分析。

4.3 列检复试终端信息查询不全面

列检值班员通过复示终端查询TFDS下发故障时，仅能查询到前一探测站预报信息，对于前一探测站漏检但其他探测站预报的故障无法进行全面查询，从而造成现场作业人员无法对TFDS系统提报的全部车辆故障进行鉴定和对故障关联部位进行重点检查。

4.4 故障查询不方便

目前，列检复示终端中车辆故障以列为单位显示，因此列检值班员须通过车次信息查找TFDS预报信息。当车次发生变化时，列检值班员则需通过列车中车号信息倒查车次信息；当机检作业后列车发生解编或重新编组作业，则很难准确查询到全部预报车辆，故障查询方式的不便，不仅增加了列检工作量，也引发了漏鉴定TFDS故障的隐患。

5 TFDS系统优化方案

针对TFDS系统存在的问题，同时结合铁路货车管理实际和机检作业常用检车方法，对该系统提出如下优化建议。

5.1 车辆故障信息站间传递

建立全路货车故障库，统一管理TFDS系统提报车辆故障，机检作业人员读图时，后台自动关联当前车辆故障库信息，并于机检作业人员提报故障进行比对：若提报故障信息与故障库信息一致，则仅记录本次提报故障信息，故障库数据不发生变化；若提报故障在故障库信息中无记录，则在故障库中增加该故障；若作业人员漏提故障库故障，则在机检人员点击下一幅图片时，系统自动弹出该漏检故障信息，并提示“是否继续预报该故障？”，若机检人员点击“否”则将该故障在故障库中销号，从而使机检作业人员同时肩负起故障鉴定和复核职能。

5.2 探测站间过车数据互相关联

建议增加前一个或多个探测站间过车数据的关联功能，在机检作业人员发现需要通过至少两次过车信息才能综合判定的故障时，可以通过平台自動查询疑似故障部位在上一个或几个探测站的探测数据，从而达到车辆故障的综合判断目的。

5.3 故障库数据自动匹配

当使用列检值班员权限查询TFDS系统提报的车辆故障时，系统自动匹配全路故障库信息，同时建立故障库数据销号管理机制，对于现场鉴定后处理或无故障的车辆可以由列检值班员进行销号处理，经销号处理的车辆故障信息不再进行预报。

5.4 车辆故障信息自动推送

目前全路共建设THDS系统6129套，已基本实现全路覆盖，因此可以在列检复示终中将作业场信息与入口THDS探测站信息进行匹配，当列车通过THDS探测站时自动将TFDS故障数据向对应的列检作业场复示终端进行推送，从而实现故障信息的点对点预报。

6 结语

当前，先进的科技手段对铁路运输安全体系的建立起到了决定性的作用，因此以TFDS系统的现场先进经验和安全需求为抓手，不断加大科技研发力度，逐步扩展TFDS系统的智能性和实用性，必将对铁路运输安全体系的完善起到深远的影响。

参考文献：

[1] 赵长波，陈雷.铁路货车安全监测与应用概论.北京：中国铁道出版社，2010.

[2] 铁路货车运用维修规程.北京：中国铁道出版社，2010.

作者简介：李秀军（1989-），男，山西大同人，本科，机械设计制造及其自动化专业。