铁路客车TVDS系统应用探讨

阮芙蓉 中国铁路上海局集团有限公司合肥车辆段

TVDS系统（客车运行故障图像监控系统）是铁路客车安全监控预警系统中地对车安全监控的一个重要应用系统，TVDS系统动态检车员在室内对通过各探测站的列车拍摄、图像传输进行对照分析、判别有关故障，实时对故障进行平台推送，由相关客列检、库列检进行检查确认和处置，达到动态检测车辆保障客车安全运行的目的，为预防行车事故发挥着重要作用。

1 概述

国铁集团和上海局集团公司近年先后发文电，就北京、太原、上海、广州局集团公司等进一步扩大TVDS系统人机分工作业试点工作提出了明确要求，通过对普速旅客列车站折作业、折返作业实施TVDS人机分工后，劳动效率明显提高、作业时间大幅压缩、安全质量稳定可控，具备扩大试点的条件，为路内客车运用检修体制改革顺利推进奠定了良好基础。

2 TVDS系统简介

（1）TVDS系统（客车运行故障图像监控系统）是普速客车、动力集中动车组运行安全预警系统，该系统主要包括综合查询、故障处置、统计分析、典型故障库等功能，于2016年10月正式启用，全路共计254个TVDS探测点，上海局集团公司辖区设置28个TVDS探测点，分布在上海、安徽、江苏、浙江三省一市，合肥车辆段21个（徐州坡里TVDS探测点在建中）、上海机辆段7个（图1）。

图1 TVDS系统用户登录、动态检查界面

（2）TVDS系统成像原理

该系统通过布置于轨边和钢轨之间的高速相机阵列，拍摄通过列车车辆的风管路连接、走行部、空气制动装置、车底分线盒等车辆关键部位的照片，经计算机处理后传输到室内分析室。

（3）TVDS系统结构特点

①采用COMS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor

互补性氧化金属半导体)相机加装红外滤光片配合高亮度单色LED光源的技术，解决了户外应用阳光干扰严重的问题。

②在软件上利用LINLOG技术（即保持图像在低照度区域的情况下保持良好线性、灵敏度，使得照片清晰，便于动态检查），可实现高动态范围图像采集。

③采用面阵相机拍摄的图像，车速发生变化时，不会出现图像变形情况，帧速可以到64 fps，可适应时速200 km/h客车。

④采用4K高速线阵相机配合大功率一字线型激光器拍摄车底，图像精度高。

⑤可适应环境温度、湿度范围大；工作稳定性高，可实现24 h连续工作。

（4）TVDS系统的构成主要包括轨边设备、探测点机房设备、服务器等。

①TVDS系统轨边设备构成

TVDS系统轨边设备共有线阵相机5个，其中包含沉箱相机3个，侧箱相机各1个共2个。轨边设备中的箱体、管线等各种辅助装置均为相机提供安全防护、防尘、防水、供电、通信等功能作用，以确保采集图像最佳。

②线阵相机布设位置及拍摄范围：

A、底部中间线阵相机3个：安于轨内中心位置，用于拍摄车体转向架底部、底部中间部、车体底部连接处等轨内部分。

B、侧部线阵相机2个：侧部2个相机每侧各1个相机，用于拍摄左右两侧侧下部件、轮对转向架等部件。

C、TVDS系统调试：TVDS系统轨边设备安装完成以后，进行轨边设备与检测中心进行的联合调试。

D、安装效果见图2：

图2 TVDS系统探测点轨边安装效果图

（5）动态拍摄图像的应用

TVDS拍摄列车图像分为列车两侧、列车底部，其中列车底部图像又分为左侧、中侧和右侧。检查的范围是：动态本属作业、动态折返作业以及动态站折作业对两侧侧部和底部左、中、右相机摄录的照片进行动态检查；动态直通作业要求动态检车员对两侧侧部相机拍摄的车辆照片进行检查；动态技检作业要求动态检车员对车辆两侧侧部和底部中间相机拍到的照片进行动态作业查看。

3 TVDS系统应用管理情况及存在问题

3.1 TVDS系统应用情况

TVDS系统动态检测已经在客车运行动态监控中发挥出重要的作用，对于发现车辆异常故障、防止发生事故起到了重要的作用，如果发现不及时可能造成铁路交通事故，危及人民生命、财产安全。各类型故障主要如下：

（1）根据国铁集团通报的TVDS系统发现的典型车辆故障，按车辆故障部位分类有：

①车辆底部故障主要有：闸瓦折断、闸片丢失、抗侧滚扭杆安全吊带断裂、抗侧滚扭杆松脱、车下配线盒检查门开放、集便器线路箱门开放、高度调整杆脱落、车钩托板磨耗板窜出、风挡缓冲板变形、截断塞门关闭、缓解阀链条未装、风管未接、逆变器箱体护板脱落。

②车辆侧部故障主要有：防尘堵链未挂起、广播线脱落、J5电机皮带脱落、闸瓦翻转、闸瓦间隙过大、电池箱门手把未关闭、速度传感器探头脱出、电力连接线座盖开放、高度调整阀调整杆脱落、油压减震器折断、折棚风挡开放、折角塞门故障等。

（2）TVDS系统各探测点发现的典型故障案例（见图3、图4、图5、图6）

图3 2016年12月淮南线下行TVDS发现T***次车辆制动闸片遗失

图4 2017年6月京广线株洲上行TVDS预报Z**次抗侧滚扭杆松脱

图5 2017年7月陇海线西安下行K***次硬座车下分线盒盖开启

图6 2020年8月湘桂线南宁下行到达K****次闸瓦折断

3.2 TVDS系统管理情况

当前合肥车辆段根据国铁集团和上海局集团公司相关要求，相继拟发了《客车运行故障图像监控系统（TVDS)运用管理办法》、《TVDS、AEI设备故障维修应急预案》等文件，明确相关车间、职能部门责任、制定作业标准、加强过程盯控、落实应急处置措施等，逐步规范TVDS系统的管理。

3.3 TVDS系统应用管理中存在的问题

（1）人员素质教育方面

①TVDS动态作业人员的作业理念转变不到位。相对于传统的客车库内检修和客列检作业，TVDS系统通过拍摄传输的图片比对来检查车辆运行状态，部分作业人员或新转岗人员存在客车作业方式变化的不适应现象，面对海量图片动态检查时容易麻痹松懈漏检。

②作业标准、案例培训不到位。随着本属、外属列车车型的变化、车辆设施加装改造和动力集中动车组的逐步开行等变化，如果掌握不及时容易造成车辆故障漏检。

（2）人员配备方面

部分TVDS探测点动态检查作业人员配置不齐，不能满足作业分组派工要求，动态检查作业过程中因作业时间紧张易发简化作业、故障推送不及时、处置不当等问题。

（3）作业标准执行方面

①动态检查作业人员未严格按标作业。TVDS动态检查作业存在作业轨迹不符合要求、平台故障信息中确认类或预报类故障未及时上传作业平台、确认类故障被提交为预报故障未推送本地客列检、漏检故障等现象。

②TVDS作业平台相关列车信息动态维护不及时。由于调图或客车运行交路变更，作业图表的作业车次信息未及时更新,部分车次无配属客整所信息、动态技检作业未填写本地客列检信息、列车配属客整所信息填写错误、回送车次无车辆配属信息等，易造成作业车次漏检或监控故障信息无法正常推送。

（4）监控设备故障应急处置方面

对TVDS系统的沉箱、磁钢、补充光源、网线、光纤收发器、磁盘阵列柜以及服务器等设发生异常，反馈或检修不及时会导致丢图或图像不清晰等现象，直接影响TVDS动态作业的质量，容易造成车辆运行故障漏检漏修等问题。

4 TVDS系统应用管理优化及建议

（1）完善TVDS系统应用管理规章制度。根据国铁集团、上海局集团公司新颁文电要求，以及生产现场反馈的意见，及时修订完善TVDS系统相关的管理制度和作业要求，确保管理制度的可操作性。如《合肥车辆段TVDS、AEI设备故障维修应急预案》先后进行了2次修订，从应急指挥、应急响应、应急处置到应急工具备品管理、设备故障统计分析等均做了优化和改进。建议在设备故障统计分析方面的工作进一步强化，通过认真调查TVDS系统设备的共性故障和重点故障，定期研讨、深入分析设备故障产生的原因和规律，在向集团公司相关处室汇报的同时，及时将相关信息完整地反馈给设备生产厂家，共同分析、协同解决，从设备源头质量、优化设计方面防范故障的产生。

（2）认真开展立标塑型工作。要通过标准化TVDS探测点创建等方式，以点带面，不断夯实TVDS系统的应用管理，以标准化创建为契机，从强化队伍素质、规范上道作业标准、卡控作业流程等方面入手，积极对标找差，不断提升TVDS系统现的管理水平。通过召开的TVDS探测站标准化示范点创建推进会，以经验交流、标准化探测站现场观摩等方式，推动TVDS系统规范化管理。建议在TVDS探测站标准化创建过程中，加强5T班组的工长、动态检车员的交流，特别是在车辆故障查找技巧、故障推送流程、设备故障规律分析等方面进行深入交流。

（3）加强TVDS系统动态检车员培训教育。首先应当加强作业方式变化、管理理念更新的教育，特别时新转岗和新入职人员的宣传教育，思想上要适应铁路客车检修方式的变化；其次要按岗定编，持续地做好业务知识的培训，对本属、外属列车车型的变化、车辆配件设施加装改造和动力集中动车组的逐步开行等变化进行重点学习，结合案例教育等防范作业过程中车辆故障漏检；再次相关TVDS系统的车间、科室管理人员也要同步组织学习，对新颁布的规章、文电要认真学习才能更好地督促管理。

（4）做好TVDS系统动态作业质量抽查考核制度的落实。

①严格落实检查考核制度。通过落实客车TVDS运用作业质量抽查管理办法、客车TVDS运用标准化对规办法等方式，对TVDS系统信息维护、动态检车员抽考、作业质量评价指标等方面进行检查、考核、通报，逐渐形成良好、规范的作业习惯。

②做好TVDS动态检车员的正向激励。对TVDS系统动态检车员的检查发现的车辆重点故障，按照故障等级和重要程度及时兑现奖励，对发现的重大隐患故障向集团公司请示予以重奖，鼓励TVDS动态检车员认真按标作业。

（5）加强TVDS设备日常检修和故障抢修工作。在认真做好TVDS设备日常检修、半月检、月检的同时，按照春秋两季的季节性特点，做好TVDS系统轨边露天设备的整修，确保TVDS设备提供及时、清晰、完整的车辆图像信息。与此同时按照集团公司、段关于5T设备故障抢修应急预案，要认真落实好TVDS系统巡查和值班制度、故障应急响应、故障维修应急处理程序、检修根据备品管理、故障统计和责任分析等工作，针对TVDS系统设备设施故障、网络通讯故障、电力设施故障、平台软件异常等在做好故障抢修工作结束后做好经验总结分析，通过实例操作、案例学习等不断提高设备检修人员的故障抢修能力和效率。

（6）加强管理人员的履职督查。根据《客车运行故障图像监控系统（TVDS)运用管理办法》的管理职责分工，结合TVDS系统阶段性、季节性故障重点，认真做好季节性变化对设备检修带来影响的风险研判，通过双重预防机制认真批分安全风险检查项点，加强管理干部的现场检查盯控，量化检查任务，通过管理人员履职尽责促进TVDS系统保持良好的应用管理状态。

5 总结与展望

（1）TVDS系统（客车运行故障图像监控系统）作为客车地对车安全监控系统在提前预防行车事故等方面发挥着重要作用，但在实施过程中仍然存在不足需要改进和完善，如TVDS系统软件自身的功能有待升级和拓展，车辆故障信息跨局查询、统计分析类别设置等功能不完善；动态检车员长时间作业视觉疲劳和夜间松懈容易造成车辆重点故障的漏检，诸如此类问题还有待TVDS系统应用管理单位、京天威等软件维护单位、设备供应单位等密切协作，不断加以升级改进。

（2）做好TVDS系统故障自动识别程序的研发。为借鉴TEDS系统（动车组运行故障动态图像检测系统）具有的自动识别报警功能，弥补人工检查的短板，尝试增加车辆故障自动识别及报警提示功能。合肥车辆段在TVDS系统正式启用两年后，在泰州客整所实施TVDS系统自动比对车辆图片的采集，优先采集客车主要的12种车型中比较重要的闸瓦、速度传感器和箱门故障，分别对该三类故障特征做了相关图像处理、识别算法测试，测试算法对闸瓦掉块、速度传感器探头脱出、侧部箱门开放的识别效果取得了一定的进展，但是由于既有普速客车使用年限长、车种车型复杂等多方面因素，制约了TVDS系统对车辆故障自动识别研发工作进展。随着普速客车老旧车型的报废、统型DC600V机车供电客车等成熟车型逐渐普及、信息通信技术的高速发展，TVDS系统对故障自动识别的升级研发将成为可能，通过TVDS系统自动识别报警功能结合人工检查，将使得该系统为保障客车运行安全发挥出更大作用。