金海軍 中國鐵路上海局集團有限公司車輛部

1 簡介

車輛軸溫智能探測系統(tǒng)(THDS)是實時檢測運行車輛的軸承溫度，進行跟蹤報警，發(fā)現(xiàn)車輛熱軸、防止燃切軸，確保鐵路運輸安全的重要設(shè)施。經(jīng)THDS探測站設(shè)備采集到的軸溫信號，通過鐵路通信網(wǎng)快速傳輸至集團公司車輛運行安全監(jiān)測站。

截止2018年12月底，上海局集團公司管內(nèi)(不含金溫公司)共有THDS設(shè)備501套(單方向)。其中：普速線路401套、高速線路100套，三年內(nèi)新增36套。

2 故障統(tǒng)計分析

經(jīng)過統(tǒng)計2016年-2018年集團公司車輛運行安全監(jiān)測站記錄的故障信息，管內(nèi)THDS發(fā)生車輛部門設(shè)備各類故障1 160件、影響時間23 842.9h(停機類故障 528件、10 141.8 h)，通信部門故障6 032.7h，供電部門故障2 099.4 h。

2.1 車輛部門故障

2.1.1 按周統(tǒng)計分析

三年中，每年因車輛部門設(shè)備原因造成的各類故障分別為404件、372件、384件。由于探測站沿線設(shè)置距離遠、天窗作業(yè)限制、故障處理遲緩、備品備件不足等原因，導致故障影響時間較長。從周故障數(shù)量分布圖可看出(如圖1)，低溫季節(jié)故障相對較少。高溫季節(jié)故障較多，主要由雷擊和工控機(主機箱)死機造成。設(shè)置在鐵道線的探測站、不少又在山區(qū)，容易受到雷擊影響。高溫季節(jié)探測站室內(nèi)溫度高、機箱內(nèi)灰塵較多等因素，容易造成工控機(主機箱)死機；電壓波動較大也會影響設(shè)備的穩(wěn)定。

圖1 周故障數(shù)量分布

2.1.2 按部件統(tǒng)計分析

（1）室外部件

列室外故障部件前三位是：大門檔板(熱靶)類160件、占51.9%，板環(huán)溫67件、占21.8%，磁鋼48件、占15.6%(見表1)。板環(huán)溫故障中：更換環(huán)溫頭26件，其中17件發(fā)生在6-9月份。磁鋼故障中：磁鋼線斷10件、磁鋼性能下降更換10件、工務施工損壞7件、干擾等21件。軌邊環(huán)境，容易造成磁鋼性能下降或電纜老化，部分磁鋼使用時間過長；1號磁鋼安裝在距機房50(或80)m外遠，工務部門維護線路時易忽視、車輛部門維修人員疏于檢查、維護原因，導致故障較多。同樣，安裝在軌邊的探頭也易發(fā)生故障，三年共發(fā)生探頭故障26件，更換探頭16個。

表1 室外故障部件分布表

室外故障部件中，最多的是大門檔板(熱靶)類。其中：大門異常自行恢復58件、占36%，更換大門(熱靶)40件、占25%，更換大罩32件、占20%等 。包括多數(shù)更換大罩也是因大門（熱靶）組件故障原因，現(xiàn)場為達到快速搶修的目的而做了整體更換。由于大門需頻繁的進行開閉動作，易出現(xiàn)因大門電機連桿變形卡滯而導致的大門故障。大門有時遭工務石渣打擊，導致變形。熱靶長時間高溫加熱會造成輻射面老化，溫度傳感器損壞等。大門異常自行恢復故障是由于：偶發(fā)性大門開啟卡滯、關(guān)閉不到位，探頭視場光路遮檔導致采集軸溫異常，以及熱靶標定時因大門關(guān)閉不到位而引起探頭無法采集到熱靶溫度導致熱靶曲線異常。有的大門卡滯引發(fā)的故障，經(jīng)列車震動等外界因素干擾后，自行恢復。

（2）室內(nèi)部件

列室內(nèi)故障部件前三位是：主機箱(工控機)及板卡409件、占48.0%，控制箱及板卡143件、占16.8%，其它133件、占15.6%(見表2)。控制箱及板卡中發(fā)生故障較多的是功放板32件、溫控板28件、測溫板17件。探測站電源故障92件，其中：機房配電箱電源跳閘69件。電源箱及板卡部件故障44件，其中：更換電源箱19件。電源箱及板卡故障發(fā)生概率相對較小，故障主要由雷擊損壞造成。其它類故障主要是不明具體原因報異常后自行恢復的情況。

表2 室內(nèi)故障部件分布表

在室內(nèi)故障部件中，最多的是主機箱(工控機)及其板卡類。其中：死機重啟209件、占51%，更換板卡84件、占21%，更換主機41件、占10%等。死機故障通常由于：高溫、散熱不足引起。工控機故障還包括長時間使用后，硬盤碎片積累過多、非正常斷電產(chǎn)生壞道，致使系統(tǒng)存取數(shù)據(jù)異常、工作不穩(wěn)定。A/D卡(采集板)是主機板卡故障中最多的一類，30件A/D卡故障中的15件是由廠家新配安裝在機箱內(nèi)不匹配造成。2018年4-5月份管內(nèi)京九、京滬等多條線路，22臺工控機遭受病毒攻擊后死機。其它類有：重裝系統(tǒng)、更換硬盤、插拔內(nèi)存等。

2.1.3 電源、雷擊故障分析

從電源、雷擊故障周分布圖 (如圖2)，可看出每年夏季是此類故障的多發(fā)期，雷擊易造成電源跳閘或部件損壞。探測站遭受雷擊，經(jīng)常受損壞部件較多，給故障原因判斷和處理帶來困難。例：2017年7月份宣杭線妙西站、2018年5月份合武線墩義塘站上行，因遭受雷擊停機時間分別長達146.3 h和244.5 h。2018年第21周的22件故障中，10件是遭受雷擊后探測站配電箱電源跳閘或部件損壞。杜絕雷擊影響很難，但可以通過提高接地線質(zhì)量、降低接地線阻值、采用綜合防雷等減少。

圖2 電源、雷擊故障周分布

2.2 通信部門故障

集團公司管內(nèi)501套 (方向)設(shè)備中，使用數(shù)字通道396套(方向)，使用模擬通道105套(方向)。記錄顯示，近三年來的通訊故障主要發(fā)生在使用音頻通道傳輸?shù)钠謻|鐵路等探測站。由于音頻通道在電氣化區(qū)段受電磁感應、雷電等外界因素干擾，使得通道傳輸質(zhì)量低，故障易發(fā)。且音頻傳輸結(jié)構(gòu)復雜，發(fā)現(xiàn)故障后需維修人員到機械室一段段檢查，處理方式復雜，造成影響時間較長。2018年12月浦東鐵路蘆潮港、漕涇下行，均因通信線路原因造成通訊中斷超過100 h。采用數(shù)字通道傳輸因抗外界干擾強、通訊狀態(tài)穩(wěn)定，極少發(fā)生故障。故障發(fā)生后，使用ping命令檢測相關(guān)網(wǎng)關(guān)、IP地址，即可快速、準確地判斷故障位置，故障處理時間大大縮短。

2.3 供電部門故障

因供電線路檢修、故障等原因，造成貫通或自閉電或二路同時停電，而THDS探測站兩路電未切換或UPS電源不能正常使用造成設(shè)備停機。THDS設(shè)備臺帳顯示，目前有多條支線的探測站使用一路外接電源配UPS供電。供電線路停電后，因UPS電池狀態(tài)不良而導致設(shè)備停機情況較多。確保UPS設(shè)備能正常使用可避免或減少供電部門停電帶來的影響。

3 對策思考

（1）建立設(shè)備預檢預判制度。巡檢作業(yè)前對設(shè)備運行數(shù)據(jù)分析預判不細、異常臨界指標了解不足、檢修重點不明、檢修時簡化作業(yè)，是造成設(shè)備檢修質(zhì)量不高、故障多發(fā)的重要原因。編制《設(shè)備運行數(shù)據(jù)分析指導》，作業(yè)前利用復示終端或遠程登錄查閱探測站設(shè)備運行狀態(tài)，做好設(shè)備預檢。在巡檢時對預檢發(fā)現(xiàn)的異常指標及隱性故障作為重點，進行檢測、檢修。

（2）規(guī)范故障處理過程、合理儲備配件。利用集團公司車輛安全監(jiān)測設(shè)備檢修系統(tǒng)、配件管理信息系統(tǒng)，對故障處理情況和儲備配件進行動態(tài)管理。定期對故障進行統(tǒng)計分析，合理儲備配件類型和數(shù)量，避免因無備件故障不能及時處理的情況發(fā)生。

（3）加強對故障易發(fā)部件的檢查、維護，提高部件可靠性。統(tǒng)計得知，大門(熱靶)、溫度傳感器、磁鋼、工控機等是故障易發(fā)部件。一是在日常巡檢作業(yè)時，加強對這類部件的檢查、維護，如工控機磁盤清理等；二是生產(chǎn)廠家對故障易發(fā)部件，通過改進工藝、技術(shù)改造等，提高部件可靠性；三是對熱靶等消耗類部件建議實現(xiàn)壽命管理。

（4）進一步做好春季設(shè)備整修，應對高溫、雷雨季節(jié)。春季整修時，加強對防雷設(shè)施的檢查、檢測，通過提高接地性能等進一步防范。針對高溫季節(jié)死機多發(fā)的情況，在做好空調(diào)、風扇維護降低機房溫度的同時，建議在春季整修時打開主機機箱除塵。加強軌邊探頭箱的清潔，降低陽光直射給箱內(nèi)部件帶來的影響。

（5）加強維修人員的技術(shù)培訓，提高快速處理故障能力。組織建立常見故障處理案例，經(jīng)常利用練功設(shè)備開展模擬故障處理、標準化巡檢作業(yè)演練。

（6）增加硬件投入。通過模擬改數(shù)字提高傳輸通道質(zhì)量；安裝并充分利用好遠程控制、視頻監(jiān)控協(xié)助分析、判斷、處理故障；加強一路供電探測站UPS電池的檢測、檢修；易遭雷擊的探測站改裝綜合防雷設(shè)施，提高防雷能力。

（7）安裝防病毒軟件、加強U盤管理，提高防范病毒能力，保障THDS系統(tǒng)網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)的安全。

4 結(jié)束語

THDS是保障車輛運行安全的重要設(shè)施。降低故障發(fā)生率、減少故障時間，確保設(shè)備高質(zhì)量運行，除通過硬件投入外，更需從提升管理水平、維修人員技術(shù)能力等方面努力。使THDS在保障鐵路運輸安全方面發(fā)揮更大的作用。