盧 滸，羅業(yè)坤

（1.南寧鐵路局南寧南車(chē)輛段，助理工程師，廣西 南寧 530000；2.南寧鐵路局柳州車(chē)輛段，助理工程師，廣西 柳州 545007）

長(zhǎng)期以來(lái)，鐵路貨車(chē)的列車(chē)技術(shù)檢查，基本靠檢車(chē)員鉆入車(chē)底，采取“手摸、錘敲、眼看、耳聽(tīng)、鼻聞”等方法進(jìn)行，作業(yè)方式陳舊，方法落后，不僅效率低下，而且無(wú)法保證作業(yè)質(zhì)量和人身安全。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，列車(chē)高速、重載、大密度地開(kāi)行，大大增加了列車(chē)技術(shù)檢查工作量和檢車(chē)員勞動(dòng)強(qiáng)度。由于列車(chē)技術(shù)檢查質(zhì)量受氣候條件、職工素質(zhì)、心理狀態(tài)和人體疲勞等因素影響，技檢質(zhì)量不高將給行車(chē)安全埋下隱患，傳統(tǒng)的列檢作業(yè)方式越來(lái)越難適應(yīng)鐵路發(fā)展的需要[1]。

貨車(chē)故障軌邊圖像檢測(cè)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)TFDS）的投入應(yīng)用，改變了列檢作業(yè)方式，提高了鐵路貨車(chē)安全防范系數(shù)，減輕了現(xiàn)場(chǎng)檢車(chē)員的勞動(dòng)強(qiáng)度。但該系統(tǒng)在運(yùn)用過(guò)程中存在圖片像素不高、色彩單一和部分圖片曝光等問(wèn)題，影響了對(duì)故障的判斷和處理。因此，分析查找問(wèn)題產(chǎn)生原因，并采取相應(yīng)的措施加以改進(jìn)顯得十分重要。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 系統(tǒng)組成 TFDS系統(tǒng)由鐵道部查詢(xún)中心、鐵路局車(chē)輛運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)站、探測(cè)站、列檢檢測(cè)站及通信網(wǎng)絡(luò)組成[2]。

鐵道部查詢(xún)中心設(shè)置于鐵道部運(yùn)輸局調(diào)度部，具體工作由車(chē)輛調(diào)度承擔(dān)，技術(shù)工作由車(chē)輛主管部門(mén)管理。查詢(xún)中心由雙機(jī)集群服務(wù)器、查詢(xún)終端以及配套設(shè)施構(gòu)成，通過(guò)鐵路計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與各鐵路局相連接。

鐵路局車(chē)輛運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)站設(shè)于鐵路局調(diào)度所，具體工作由紅外線(xiàn)調(diào)度承擔(dān)，技術(shù)工作由車(chē)輛處負(fù)責(zé)管理。監(jiān)測(cè)站由雙機(jī)集群服務(wù)器、監(jiān)控終端以及配套設(shè)施構(gòu)成，通過(guò)鐵路計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與列檢探測(cè)站連接。

探測(cè)站按鐵道部統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)置，由車(chē)輛段管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行貨車(chē)故障的動(dòng)態(tài)圖像檢測(cè)。探測(cè)站設(shè)備是TFDS的基本單元，室外設(shè)備主要由沉箱、側(cè)箱、室外分線(xiàn)箱、車(chē)輪傳感器和車(chē)號(hào)天線(xiàn)等構(gòu)成；室內(nèi)設(shè)備主要由車(chē)輛信息采集設(shè)備、圖像信息采集設(shè)備、車(chē)號(hào)信息采集設(shè)備、控制設(shè)備、電源及信號(hào)防雷設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等構(gòu)成。

列檢檢測(cè)站設(shè)在列檢作業(yè)場(chǎng)，由車(chē)輛段管理。列檢檢測(cè)站由服務(wù)器、部件信息瀏覽終端、電源防雷設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、打印機(jī)等構(gòu)成，通過(guò)光纜與探測(cè)站連接。

鐵路計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由信息部門(mén)管理和維護(hù)，傳輸通道由電務(wù)部門(mén)管理，運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)維護(hù)，實(shí)現(xiàn)鐵道部查詢(xún)中心、鐵路局車(chē)輛運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)站、探測(cè)站、列檢檢測(cè)站之間的信息傳輸[2]。

1.2 系統(tǒng)原理 TFDS系統(tǒng)是一套集高速數(shù)字圖像采集、大容量圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理和精確定位、模式識(shí)別技術(shù)于一體的智能系統(tǒng)。系統(tǒng)利用軌邊高速攝像機(jī)，拍攝通過(guò)貨物列車(chē)車(chē)輛的底部和側(cè)下部圖像，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后傳輸?shù)绞覂?nèi)分析室。室內(nèi)檢車(chē)員對(duì)抓拍到的圖像進(jìn)行分析、判別有關(guān)故障，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)檢測(cè)車(chē)輛主要技術(shù)狀態(tài)，重點(diǎn)防止制動(dòng)梁脫落事故，及時(shí)發(fā)現(xiàn)搖枕頭、側(cè)架大部件裂損、折斷以及枕簧丟失、竄出等危及行車(chē)安全的故障。

1.3 系統(tǒng)的工作流程 列車(chē)通過(guò)時(shí)車(chē)輪傳感器工作輸出信號(hào)到控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)使保護(hù)門(mén)工作，補(bǔ)償光源工作，抗陽(yáng)光干擾像機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像采集。采集結(jié)束后圖像傳輸服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)將圖像快速傳至列檢檢測(cè)中心，室內(nèi)檢車(chē)員利用終端瀏覽計(jì)算機(jī)通過(guò)客戶(hù)端軟件進(jìn)行看圖檢測(cè)，并預(yù)報(bào)給室外檢車(chē)員上線(xiàn)確認(rèn)、維修。室內(nèi)檢車(chē)員標(biāo)注、填報(bào)的數(shù)據(jù)信息經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳路局服務(wù)器再傳鐵道部服務(wù)器。其工作流程如圖1所示[3]。

圖1 TFDS系統(tǒng)工作流程圖

1.4 系統(tǒng)功能

1.4.1 探測(cè)站 對(duì)5～120 km/h速度通過(guò)的貨物列車(chē)進(jìn)行探測(cè)，自動(dòng)計(jì)軸計(jì)輛、測(cè)速，自動(dòng)采集機(jī)車(chē)及車(chē)輛標(biāo)簽信息，并提取車(chē)次、車(chē)型、車(chē)號(hào)，自動(dòng)拍攝貨車(chē)底部及側(cè)下部的部件圖像。采集到的貨車(chē)車(chē)輛、車(chē)型、車(chē)號(hào)及圖像信息，通過(guò)光纖通道傳輸至列檢檢測(cè)站服務(wù)器。

1.4.2 列檢檢測(cè)站 存儲(chǔ)探測(cè)站所采集的貨車(chē)車(chē)輛、車(chē)型、車(chē)號(hào)及圖像信息，并顯示在部件信息瀏覽終端，動(dòng)態(tài)檢車(chē)員標(biāo)注、填報(bào)的故障信息能夠自動(dòng)儲(chǔ)存到服務(wù)器并上傳到基層節(jié)點(diǎn)、鐵路局、鐵道部雙機(jī)集群服務(wù)器。系統(tǒng)自動(dòng)儲(chǔ)存并打印相關(guān)臺(tái)帳報(bào)表。

1.4.3 鐵路局車(chē)輛運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)站 實(shí)時(shí)接收并儲(chǔ)存全局TFDS探測(cè)設(shè)備探測(cè)的鐵路貨車(chē)信息和故障信息，以網(wǎng)頁(yè)形式實(shí)時(shí)顯示，能對(duì)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控全局TFDS探測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，能反查T(mén)FDS探測(cè)設(shè)備儲(chǔ)存的鐵路貨車(chē)圖像信息。

1.4.4 鐵道部查詢(xún)中心 實(shí)時(shí)接收并存儲(chǔ)全路TFDS探測(cè)設(shè)備探測(cè)的鐵路貨車(chē)信息和故障信息，以網(wǎng)頁(yè)形式實(shí)時(shí)顯示，能對(duì)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控全路TFDS探測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，能反查T(mén)FDS探測(cè)設(shè)備儲(chǔ)存的鐵路貨車(chē)圖像信息。

2 硬件方面

2.1 圖片像素不高 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)車(chē)輛配件的裂紋在2mm以下時(shí)，從TFDS拍攝的圖片上無(wú)法進(jìn)行識(shí)別，而此類(lèi)故障現(xiàn)場(chǎng)又時(shí)有發(fā)生，特別是地處路網(wǎng)末梢和非提速區(qū)段的路局，大量老舊殘的非提速車(chē)輛在管內(nèi)運(yùn)行。非提速車(chē)輛的大部件裂紋，如轉(zhuǎn)8A轉(zhuǎn)向架槽鋼制動(dòng)梁支柱裂紋等故障，給行車(chē)安全帶來(lái)了極大的隱患，容易引發(fā)車(chē)輛配件折斷脫落和車(chē)輛脫軌顛覆事故的發(fā)生。

為解決圖片像素不高問(wèn)題，建議采用高像素?cái)?shù)字?jǐn)z像機(jī)，在檢車(chē)平臺(tái)中對(duì)拍攝的車(chē)輛配件圖片用“放大鏡”二次放大后，動(dòng)態(tài)檢車(chē)員能夠清晰的識(shí)別2mm以下的車(chē)輛配件裂紋故障。

2.2 圖片色彩單一 圖片色彩為黑白色。一是動(dòng)態(tài)檢車(chē)員長(zhǎng)時(shí)間查看色彩單一的圖片容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。以4班制每班工作12 h作業(yè)20列（每列50輛）的中間部工位動(dòng)態(tài)檢車(chē)員為例，在200 m in內(nèi)需看圖技檢最少2.1萬(wàn)張單圖，容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，存在漏檢隱患；二是對(duì)疑似故障，尤其是部分大部件折斷、開(kāi)口較大的裂紋故障很難判斷（如圖2所示）。

圖2 TFDS系統(tǒng)疑似故障圖

運(yùn)用部門(mén)因其安全職責(zé)所在，一貫堅(jiān)持“寧可錯(cuò)殺，也不放過(guò)”的原則，當(dāng)此類(lèi)疑似故障發(fā)生在直通貨物列車(chē)時(shí)，動(dòng)態(tài)檢車(chē)員必須對(duì)列車(chē)進(jìn)行攔停，室外檢車(chē)員再趕赴現(xiàn)場(chǎng)對(duì)故障進(jìn)行確認(rèn)，等完成攔停、檢查、確認(rèn)、放行整個(gè)流程，已經(jīng)耽誤了許多時(shí)間，影響了運(yùn)輸效率。

為解決圖片色彩單一問(wèn)題，建議采用彩色數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，以便動(dòng)態(tài)檢車(chē)員判別疑似故障，防止產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。

2.3 部分圖片曝光 圖片抗陽(yáng)光干擾效果不佳，中午時(shí)段互鉤差工位圖片或罐車(chē)底部圖片有曝光現(xiàn)象（如圖3所示）。動(dòng)態(tài)檢車(chē)員無(wú)法發(fā)現(xiàn)曝光圖片中的故障，給行車(chē)埋下安全隱患。

圖3 TFDS系統(tǒng)曝光圖

為解決圖片曝光問(wèn)題，建議改進(jìn)抗陽(yáng)光成像技術(shù)，使系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)外界環(huán)境的光線(xiàn)明暗強(qiáng)度，并調(diào)整拍攝圖片的亮度、對(duì)比度等參數(shù)，消除中午時(shí)段互鉤差工位圖片或罐車(chē)底部圖片曝光現(xiàn)象。

2.4 雨天圖片模糊 雖然TFDS已經(jīng)設(shè)置可供選擇的“雨天模式”，但效果并不佳。雨天時(shí)，雨水和車(chē)體上的油污從貨物列車(chē)底部、車(chē)鉤連接處滲透滴下，致使裝在沉箱內(nèi)的高速攝像機(jī)的保護(hù)玻璃罩上有水污或水霧，高速攝像機(jī)在動(dòng)態(tài)拍攝的圖片質(zhì)量差，突出表現(xiàn)在底部拍攝的部件圖片模糊不清（如圖4所示）。

圖4 TFDS系統(tǒng)雨天圖

動(dòng)態(tài)檢車(chē)員無(wú)法發(fā)現(xiàn)圖片模糊部分的貨車(chē)車(chē)輛故障，給行車(chē)埋下安全隱患。

為解決雨天圖片模糊問(wèn)題，建議：

1）加裝玻璃防雨裝置。裝置應(yīng)采用不吸附水和油污的清潔材料。

2）加裝吹塵裝置。吹塵裝置應(yīng)可自動(dòng)遠(yuǎn)程控制吹掃灰塵，保證設(shè)備清潔。

3）采用高新材料鏡頭和保護(hù)罩，使油污和水霧不黏著鏡頭，保證圖像真實(shí)。

2.5 低速探測(cè)不佳 TFDS適用于5～120 km/h時(shí)速范圍內(nèi)的貨物列車(chē)探測(cè)，但在實(shí)際運(yùn)用中，因列車(chē)突然調(diào)速等因素，造成漏探或1列車(chē)圖片分2列車(chē)上傳，造成丟圖、竄圖等（如圖5所示）。車(chē)輛信息圖片與現(xiàn)車(chē)不相符的情況發(fā)生，給行車(chē)安全埋下隱患。

圖5 丟圖竄圖

為解決低速探測(cè)不佳問(wèn)題，建議加裝低速探測(cè)裝置，滿(mǎn)足對(duì)0～5 km/h的貨物列車(chē)進(jìn)行低速探測(cè)，并具備良好的測(cè)速、快速自動(dòng)調(diào)整數(shù)字?jǐn)z像機(jī)拍照速度的功能，消除漏探、丟圖、竄圖等現(xiàn)象。

2.6 無(wú)法屏蔽單機(jī)和重型軌道車(chē) TFDS系統(tǒng)雖然能夠屏蔽客車(chē)，但單機(jī)和重型軌道車(chē)（軌汽）通過(guò)時(shí)，系統(tǒng)仍自動(dòng)開(kāi)機(jī)探測(cè)。由于系統(tǒng)接車(chē)時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)出提示音報(bào)警，若單機(jī)和軌汽通過(guò)時(shí)動(dòng)態(tài)檢車(chē)員正在間休或?qū)ζ渌浳锪熊?chē)進(jìn)行技術(shù)檢查，動(dòng)態(tài)檢車(chē)組長(zhǎng)需對(duì)過(guò)車(chē)信息進(jìn)行確認(rèn)是否為單機(jī)和軌汽，或是正常貨物列車(chē)通過(guò)需準(zhǔn)備作業(yè)，這樣既影響了職工的間休，也對(duì)正在作業(yè)的人員造成了不必要的干擾。

為解決無(wú)法屏蔽單機(jī)和軌汽問(wèn)題，建議加裝屏蔽單機(jī)和軌汽裝置。當(dāng)單機(jī)和軌汽通過(guò)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并屏蔽，既杜絕了對(duì)職工間休和作業(yè)的干擾，也減少了開(kāi)機(jī)所帶來(lái)的設(shè)備和能源損耗，從而延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

3 軟件方面

3.1 故障庫(kù)故障名稱(chēng)不全 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用中動(dòng)態(tài)檢車(chē)員需對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行加載提交，組長(zhǎng)對(duì)組員提交的故障進(jìn)行確認(rèn)并正確上傳鐵道部，未標(biāo)注提交上傳默認(rèn)為漏檢。然而，TFDS系統(tǒng)內(nèi)的故障庫(kù)故障名稱(chēng)并不全，車(chē)鉤互鉤差過(guò)限、橫跨梁脫落等28類(lèi)故障無(wú)法加載提交，特別是折角塞門(mén)手把關(guān)閉等重大故障都無(wú)法加載提交。若該故障引發(fā)列車(chē)中途車(chē)輛故障和事故需定責(zé)，將引起不必要的扯皮和推諉，不利于工作的開(kāi)展。

為解決故障庫(kù)故障名稱(chēng)不全問(wèn)題，建議完善動(dòng)態(tài)故障庫(kù)：

1）按鐵道部有關(guān)規(guī)定規(guī)范修改故障庫(kù)的故障名稱(chēng)，確保故障名稱(chēng)的適宜性。

2）增設(shè)運(yùn)用單位定期上報(bào)需增補(bǔ)、刪改故障庫(kù)故障名稱(chēng)程序，由鐵道部統(tǒng)一更新故障庫(kù)。

3.2 報(bào)表數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤 TFDS運(yùn)用軟件平臺(tái)《車(chē)輛運(yùn)行（季、年）報(bào)表（二）》與《列車(chē)運(yùn)行故障按故障類(lèi)別統(tǒng)計(jì)》2個(gè)表內(nèi)統(tǒng)計(jì)的過(guò)車(chē)總輛數(shù)不一致，不利于數(shù)據(jù)分析、工作量統(tǒng)計(jì)等。

為解決報(bào)表數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤問(wèn)題，建議統(tǒng)一軟件數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法。統(tǒng)一TFDS運(yùn)用軟件平臺(tái)《車(chē)輛運(yùn)行（季、年）報(bào)表（二）》與《列車(chē)運(yùn)行故障按故障類(lèi)別統(tǒng)計(jì)》2個(gè)表內(nèi)統(tǒng)計(jì)的過(guò)車(chē)總輛數(shù)的計(jì)算方法，避免數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)重復(fù)。

3.3 攔停故障報(bào)表內(nèi)容不全 TFDS運(yùn)用軟件平臺(tái)中的《攔停故障報(bào)表》內(nèi)只有6項(xiàng)攔停內(nèi)容，不符合新《運(yùn)規(guī)》第72條的規(guī)定以及運(yùn)裝貨車(chē)電[2010]2286號(hào)文的有關(guān)要求?！稊r停故障報(bào)表》內(nèi)應(yīng)有9項(xiàng)攔停內(nèi)容，漏了軸端螺栓折斷丟失、折角塞門(mén)關(guān)閉和重車(chē)地板破損影響行車(chē)安全3項(xiàng)[4]。

為此，建議增加系統(tǒng)攔停故障添加功能，如軸端螺栓折斷、丟失和折角塞門(mén)關(guān)閉、重車(chē)地板破損且裝載貨物是否有脫落跡象等故障。用戶(hù)可根據(jù)需求自由添加，使系統(tǒng)報(bào)表真實(shí)性和完整性。

3.4 檢車(chē)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)保存期不長(zhǎng) TFDS系統(tǒng)檢車(chē)只能調(diào)閱3個(gè)月的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，當(dāng)動(dòng)態(tài)檢車(chē)員技檢過(guò)的車(chē)輛發(fā)生事故和輛故超過(guò)3個(gè)月定責(zé)時(shí)，無(wú)法調(diào)閱有關(guān)檢車(chē)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。以南寧南列檢作業(yè)場(chǎng)為例，2011年1月2日18時(shí)調(diào)閱南昆線(xiàn)上行TFDS檢車(chē)監(jiān)控記錄，發(fā)現(xiàn)只能查到2010年10月1日11：44分以后1624列51204輛的檢車(chē)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，之前數(shù)據(jù)已自動(dòng)清除。不符合鐵道部運(yùn)輸局《關(guān)于公布〈貨車(chē)安全防范系統(tǒng)運(yùn)用管理細(xì)則（試行）〉的通知》（運(yùn)裝貨車(chē)[2007]102號(hào)）的文件精神，動(dòng)態(tài)檢車(chē)組臺(tái)帳數(shù)據(jù)等應(yīng)保存不少于1個(gè)段修期。

為此，建議延長(zhǎng)檢車(chē)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)保存期，在增大服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量的同時(shí)修改軟件程序，系統(tǒng)自動(dòng)保存過(guò)車(chē)信息不少于1個(gè)段修期。

3.5 系統(tǒng)不能自動(dòng)識(shí)別貨車(chē)車(chē)輛故障 TFDS系統(tǒng)須人工對(duì)抓拍的車(chē)輛圖片進(jìn)行故障判斷，無(wú)法進(jìn)行智能自動(dòng)判斷故障，容易造成人為因素導(dǎo)致漏檢。

為此，建議研發(fā)鐵路貨車(chē)故障智能識(shí)別系統(tǒng)，自動(dòng)識(shí)別車(chē)輛故障，并進(jìn)行自動(dòng)預(yù)報(bào)，防止人為漏檢漏修，確保行車(chē)安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

TFDS系統(tǒng)自2006年的投入使用5年來(lái)，列檢作業(yè)方式實(shí)現(xiàn)了革命性和歷史性的轉(zhuǎn)變，有效降低了列檢作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了運(yùn)用部門(mén)保安全的科技含量，有力地促進(jìn)了運(yùn)輸效率的提高。通過(guò)解決TFDS系統(tǒng)在運(yùn)用中存在的問(wèn)題，不斷完善系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，提高保安全能力，為保證鐵路運(yùn)輸安全發(fā)揮更大的作用。

[1]陳伯施，劉瑞揚(yáng)，王毓民.鐵路貨車(chē)運(yùn)行故障動(dòng)態(tài)圖像檢測(cè)系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2005.

[2]楊紹清，余明貴，陳雷.鐵路貨車(chē)運(yùn)用與維修管理[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

[3]鐵道部.第一期全路運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)貨車(chē)專(zhuān)業(yè)優(yōu)秀大學(xué)畢業(yè)生持續(xù)培養(yǎng)培訓(xùn)班培訓(xùn)材料[Z].成都：西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，2010.

[4]鐵道部.鐵路貨車(chē)運(yùn)用維修規(guī)程[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010