石建偉

（鄭州鐵路局 車輛處，鄭州 450052）

高速鐵路建設(shè)動(dòng)車組運(yùn)行故障圖像檢測系統(tǒng)的實(shí)踐

石建偉

（鄭州鐵路局 車輛處，鄭州 450052）

動(dòng)車組運(yùn)行故障圖像檢測系統(tǒng)（簡稱TEDS）是動(dòng)車組運(yùn)行安全監(jiān)控的有效檢測設(shè)備。其部署與安裝具有建設(shè)難度大、技術(shù)要求高、業(yè)務(wù)涉及面廣的特點(diǎn)。本文主要介紹2013年鄭州鐵路局在已運(yùn)營的京廣高速鐵路鄭州東站南北咽喉處，建設(shè)2套TEDS的實(shí)踐過程，對TEDS完整的實(shí)施方案、架構(gòu)設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)管理等進(jìn)行了有效的探索，保證TEDS正常穩(wěn)定運(yùn)行，為確保高速動(dòng)車組運(yùn)行安全提供了可靠的裝備保障。

動(dòng)車組；運(yùn)行圖像故障檢測系統(tǒng)；建設(shè)

目前，中國的高速鐵路里程突破10 000 km，動(dòng)車組數(shù)量突破1 000組，其安全運(yùn)行尤為重要。動(dòng)車組運(yùn)行故障圖像檢測系統(tǒng)（TEDS）能夠?qū)崿F(xiàn)對危及行車安全的動(dòng)車組底部和側(cè)部可視部位故障自動(dòng)檢測預(yù)報(bào)，并攔停嚴(yán)重危及動(dòng)車組行車安全的故障。因此，在運(yùn)營中的高速鐵路部署安裝TEDS具有重要意義。

1 鄭州鐵路局鄭州東站TEDS建設(shè)概況

1.1 鄭州東站概況

鄭州東站位于鄭州市鄭東新區(qū)，2012年10月建成投入使用，32股道，站臺16座。京廣高速鐵路和鄭西動(dòng)車組列車接入鄭州東站，現(xiàn)日均接發(fā)動(dòng)車組列車約160組。也是正在建設(shè)新歐亞大陸橋徐蘭高速鐵路、京昆高速鐵路（鄭渝高速鐵路）、京福高速鐵路與鄭濟(jì)高速鐵路交匯的樞紐高速鐵路車站。

1.2 鄭州東站TEDS建設(shè)概況

2013年10月鄭州東站南、北進(jìn)站咽喉處建成TEDS探測站2處并投入使用，TEDS 探測站位置如圖1所示。

2 TEDS組成和功能

TEDS由軌邊設(shè)備、探測站設(shè)備和監(jiān)測站組成，是一個(gè)集高清圖像采集技術(shù)、大容量圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)、精確定位技術(shù)、圖像識別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)于一體的智能監(jiān)測系統(tǒng)，基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

軌邊設(shè)備包括：高速相機(jī)陣列、補(bǔ)償光源、防護(hù)設(shè)備、車輪傳感器等，實(shí)現(xiàn)過車信息和圖像的采集。

圖1 鄭州東站平面布置示意圖

探測站設(shè)備包括：圖像信息采集設(shè)備、車輛信息采集設(shè)備、車號識別設(shè)備、控制設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的處理。

監(jiān)測站設(shè)備包括：服務(wù)器、監(jiān)控終端等，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的展示與操作。

TEDS實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備檢測運(yùn)行中動(dòng)車組底部可視部件（車體底部及轉(zhuǎn)向架制動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、牽引裝置、輪軸、車鉤裝置、電務(wù)車載設(shè)備車底部件及車底部其他可視部位）、側(cè)部可視部件（側(cè)部裙板、轉(zhuǎn)向架及軸箱、車端連接部等可視部位）。自動(dòng)對采集到的動(dòng)車組圖像進(jìn)行分析和故障識別，對圖像中異常的部位進(jìn)行分級報(bào)警提示，滿足中國鐵路總公司、鐵路局、車輛段、動(dòng)車所各級管理部門對系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢、分析和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多臺設(shè)備集中復(fù)示功能。

3 在運(yùn)營的鄭州東站高速鐵路線路上建設(shè)TEDS

3.1 建設(shè)難度大

（1）建設(shè)時(shí)間短、任務(wù)重。利用15天時(shí)間在已運(yùn)營的京廣高速鐵路鄭州東站南北咽喉處建設(shè)2套TEDS。（2）建設(shè)涉及單位多、協(xié)調(diào)難度大。工程包括TEDS探測站機(jī)房、通信、電力、軌邊設(shè)備及線纜過軌安裝、監(jiān)測站建設(shè)和系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等，結(jié)合部多，工作牽涉面廣。（3）夜間施工十分不便。

3.2 科學(xué)組織確保TEDS按期建成

（1）利用“網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制系統(tǒng)”精心編制項(xiàng)目形象進(jìn)度，各單位根據(jù)建設(shè)進(jìn)度總體計(jì)劃編制本單位的具體建設(shè)形象進(jìn)度。組織各單位嚴(yán)格落實(shí)形象進(jìn)度，提高建設(shè)工作效率和管理水平。利用石武高速鐵路0:30～4:30維修天窗點(diǎn)到鄭州東站南、北咽喉處的設(shè)備安裝處進(jìn)行現(xiàn)場踏勘和技術(shù)交底，完成項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制并發(fā)布各參建單位、部門，明確工程實(shí)施的具體分工和時(shí)間要求。詳細(xì)計(jì)劃如表1所示。（2）各建設(shè)單位按表1編制每項(xiàng)工作的形象進(jìn)度，科學(xué)組織有序推進(jìn)，使系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)互相配合。（3）鐵路局車輛處、建管處自2013年10月15日起每天組織各單位召開TEDS建設(shè)日交班會，通報(bào)每日工作計(jì)劃落實(shí)情況，協(xié)調(diào)工程推進(jìn)中存在的問題，形成《TEDS 建設(shè)情況簡報(bào)》，呈送鐵路局領(lǐng)導(dǎo)，主送各參建單位、部門。（4）探測站機(jī)房及基礎(chǔ)建設(shè)工程量大，在高速鐵路的封閉網(wǎng)內(nèi)僅利用每天夜里的天窗時(shí)間，難度很大，采取了設(shè)立臨時(shí)封閉網(wǎng)與高速鐵路隔離，既保證了高速鐵路線路動(dòng)車組運(yùn)行安全，又可以24 h不間斷施工滿足機(jī)房建設(shè)要求。（5）同步建設(shè)TEDS監(jiān)測站，在TEDS探測站建設(shè)同時(shí)，利用鄭州東動(dòng)車所既有房屋，同步建設(shè)TEDS監(jiān)測站，安裝集中監(jiān)控服務(wù)器、雙路電源及通信信息、機(jī)房配套設(shè)施及監(jiān)控終端，滿足計(jì)算機(jī)機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)等要求。（6）每日上線作業(yè)嚴(yán)格落實(shí)原鐵道部《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》（鐵運(yùn)〔2012〕280 號），施工前將施工方案報(bào)有關(guān)業(yè)務(wù)處審核，施工中各單位領(lǐng)導(dǎo)干部到現(xiàn)場進(jìn)行包保盯控，確保行車和人身安全。

圖2 TEDS基本結(jié)構(gòu)圖

表1 鄭州東站TEDS建設(shè)進(jìn)度計(jì)劃

4 構(gòu)建TEDS安全保障體系

結(jié)合TEDS建設(shè)，及時(shí)組織制定《鄭州鐵路局TEDS設(shè)備檢修維護(hù)管理辦法》、《鄭州鐵路局動(dòng)車組運(yùn)行故障動(dòng)態(tài)圖像檢測系統(tǒng)（TEDS）運(yùn)用管理辦法（試行）》，建立了以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為主體，包括工作標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的鐵路局TEDS標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)對動(dòng)車組安全風(fēng)險(xiǎn)的持續(xù)有效地管控。車輛段及時(shí)組織制定TEDS設(shè)備檢修維護(hù)和使用作業(yè)指導(dǎo)書，包括：（1）建立相關(guān)業(yè)務(wù)管理流程，明確標(biāo)準(zhǔn)；（2）建立TEDS運(yùn)行情況日交班、月通報(bào)制度，對TEDS運(yùn)用情況、發(fā)現(xiàn)故障、存在問題等每日小結(jié)、每周分析、每月總結(jié)通報(bào)，確保TEDS全天候高可靠的探測動(dòng)車組運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)；（3）建立TEDS信息統(tǒng)計(jì)分析制度，臺賬報(bào)表由系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、匯總、生成，實(shí)時(shí)分析設(shè)備運(yùn)行情況，重點(diǎn)分析系統(tǒng)預(yù)報(bào)動(dòng)車組故障兌現(xiàn)情況；（4）建立TEDS標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)制度，將創(chuàng)建TEDS標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)納入標(biāo)準(zhǔn)化5T（鐵路車輛安全防范預(yù)警系統(tǒng)）探測站創(chuàng)建條件及檢查驗(yàn)收命名辦法中進(jìn)行管理，組織車輛段積極開展以基礎(chǔ)管理、設(shè)備質(zhì)量、作業(yè)程序、人員素質(zhì)、工作環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化為內(nèi)容的設(shè)備檢修維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，定期組織檢查驗(yàn)收和表彰命名；（5）建立TEDS故障應(yīng)急搶修制度，從故障發(fā)現(xiàn)、預(yù)報(bào)、處理、信息反饋、設(shè)備狀態(tài)確認(rèn)到故障分析總結(jié)等每個(gè)節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行確認(rèn)。對TEDS每件故障進(jìn)行分析，采取針對性的措施進(jìn)行整改，提高TEDS運(yùn)行質(zhì)量；（6）建立TEDS使用安全制度，各級聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)、服務(wù)器都安裝防病毒軟件，防病毒軟件通過監(jiān)測站服務(wù)器及時(shí)升級、更新，維修人員定期檢查。聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程登錄及系統(tǒng)密碼設(shè)專人負(fù)責(zé)管理和維護(hù)，確保了TEDS及其所連接的高速鐵路信息網(wǎng)運(yùn)行安全；（7）建立符合相關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)的TEDS檢修運(yùn)用管理檢查制度，從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)過程、人員素質(zhì)、工裝儀表、作業(yè)質(zhì)量和措施落實(shí)等方面，開展設(shè)備檢修質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改，提高TEDS運(yùn)行安全的可靠性和運(yùn)用安全防范能力；（8）建立TEDS維修、值班人員培訓(xùn)和持證上崗制度，通過每日一題每月一考每季度一總結(jié)，每年驗(yàn)證考核等措施，使維修人員熟悉專用檢測儀器、儀表檢測使用方法，掌握設(shè)備日常檢修和故障排除技能。組織TEDS使用人員對發(fā)現(xiàn)的典型故障圖像進(jìn)行相互觀摩，探討發(fā)現(xiàn)故障的方法，為動(dòng)車組運(yùn)行安全提供堅(jiān)實(shí)可靠的人員素質(zhì)保障。

5 問題及對策

5.1 預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率偏低

TEDS運(yùn)用的時(shí)間較短，在設(shè)備源頭質(zhì)量上還存在故障自動(dòng)識別準(zhǔn)確率偏低，與總公司《動(dòng)車組運(yùn)行故障動(dòng)態(tài)圖像檢測系統(tǒng)（TEDS）運(yùn)用管理辦法》（鐵總運(yùn)〔2013〕76號）要求故障自動(dòng)識別準(zhǔn)確率須達(dá)到50%及以上標(biāo)準(zhǔn)還有差距。針對該問題采取如下措施：（1）組織設(shè)備廠家研發(fā)人員進(jìn)行故障自動(dòng)識別技術(shù)攻關(guān)，逐步提高動(dòng)車組運(yùn)行故障識別率；（2）將動(dòng)車組信息系統(tǒng)中更換部件等檢修信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)絋EDS監(jiān)控終端，便于TEDS分析員重點(diǎn)對動(dòng)車所檢修的部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查分析，防止因檢修動(dòng)車組作業(yè)更換部件造成圖像反常而誤報(bào)故障的發(fā)生；（3）在TEDS監(jiān)測站服務(wù)器上建立全路所有動(dòng)車組出廠時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)圖像信息，便于TEDS服務(wù)器自動(dòng)識別軟件將實(shí)時(shí)拍攝的圖片與標(biāo)準(zhǔn)圖片對比分析，提高故障自動(dòng)識別準(zhǔn)確率。

5.2 不適應(yīng)冰雪環(huán)境

在冰雪條件下，存在揚(yáng)雪遮擋鏡頭導(dǎo)致圖像不清晰，冰凍積雪覆蓋鏡頭、保護(hù)門打不開導(dǎo)致不能正常檢測等問題。針對這些問題采取以下措施：（1）組織設(shè)備廠家開展技術(shù)攻關(guān)，在軌邊設(shè)備加裝自動(dòng)加熱融雪裝置，防止冰雪影響設(shè)備性能；（2）在冰雪天氣時(shí)，安排維修人員每日利用天窗點(diǎn)上線清掃軌邊設(shè)備周圍積雪、擦拭鏡頭上的水漬，檢查維護(hù)設(shè)備，確保設(shè)備在冰雪條件下能正常穩(wěn)定檢測動(dòng)車組。

5.3 部分功能存在缺陷

車號自動(dòng)識別不穩(wěn)定，重聯(lián)動(dòng)車組報(bào)文異常，圖像傳輸存在丟圖、錯(cuò)圖、竄圖現(xiàn)象，軌邊設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，設(shè)備自檢、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能不完善等。針對這些問題采取以下措施：（1）加強(qiáng)設(shè)備檢修維護(hù)管理，落實(shí)檢修維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，提高設(shè)備檢修維護(hù)質(zhì)量；（2）組織設(shè)備廠家針對具體問題開展設(shè)備質(zhì)量源頭隱患整治，恢復(fù)設(shè)備自檢和遠(yuǎn)程診斷等基本功能；（3）為探測站設(shè)備加裝了監(jiān)控裝置，在TEDS監(jiān)控中心可實(shí)時(shí)觀察探測站機(jī)房內(nèi)及軌邊設(shè)備外觀狀態(tài)；（4）組織設(shè)備廠家對軌邊設(shè)備沉箱保護(hù)門等進(jìn)行加固，防止軌邊設(shè)備保護(hù)門等活動(dòng)部件脫落；（5）組織設(shè)備廠家開展應(yīng)用軟件技術(shù)攻關(guān)，提高車號自動(dòng)識別穩(wěn)定性，解決重聯(lián)動(dòng)車組報(bào)文異常問題，減少丟圖、錯(cuò)圖、竄圖現(xiàn)象發(fā)生。

6 結(jié)束語

通過安全保障體系建設(shè)，TEDS設(shè)備在防范動(dòng)車組故障隱患上發(fā)揮了一定的作用。通過及時(shí)預(yù)報(bào)及對故障進(jìn)行確認(rèn)處理，消除了動(dòng)車組運(yùn)行安全隱患，確保了動(dòng)車組運(yùn)行安全，為高速鐵路動(dòng)車組運(yùn)行安全做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)，為進(jìn)一步規(guī)范TEDS的管理，用好TEDS，發(fā)揮TEDS作用，保障鐵路動(dòng)車組運(yùn)行安全積累了經(jīng)驗(yàn)。

[1]李 駿. 動(dòng)車組運(yùn)行故障動(dòng)態(tài)圖像檢測系統(tǒng)（TEDS）設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 北京：北京郵電大學(xué), 2012.

[2]黃志平,陳朝發(fā),劉 峰,趙紅衛(wèi)，周忠良. 客車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)(TCDS)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 鐵道機(jī)車車輛，2008（05）：25-27.

[3]蔣 薈,馬千里,曹 松,王志華. 鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控（5T）系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].公路交通科技，2009，26（12增刊）.

責(zé)任編輯 方 圓

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

石建偉，高級工程師。