韋勤

（中國(guó)鐵路南寧局集團(tuán)有限公司玉林鐵路工程建設(shè)指揮部，廣西玉林538000）

0 前言

在進(jìn)行鐵路車輛運(yùn)行安全的監(jiān)控管理過程中，軸溫探測(cè)系統(tǒng)是整個(gè)安全監(jiān)控系統(tǒng)中的重要組成部分，它的主要功效在于能夠及時(shí)監(jiān)控到車輛熱軸、防范燃切軸，在車輛行車安全中發(fā)揮了巨大的作用。在現(xiàn)階段要求更高速度和更大承載的鐵路運(yùn)輸背景下，國(guó)家開始投入相當(dāng)一部分財(cái)力、物力和人力在新型車輛的研究和使用中，既有紅外線軸溫探測(cè)系統(tǒng)的工作原理是首先收集軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的溫度，然后進(jìn)行故障診斷。這種方法雖然在一定程度上能夠判斷軸溫故障，但是由于導(dǎo)致軸溫異常的原因有很多，例如行車的重量、速度，并且隨著行車時(shí)間的增加軸測(cè)溫度會(huì)隨之增加，車的轉(zhuǎn)向架的形式同樣會(huì)對(duì)軸溫進(jìn)行影響，所以導(dǎo)致了識(shí)別出現(xiàn)溫度異常的因素效率不高，甚至不能準(zhǔn)確識(shí)別軸溫故障因素，由于影響的因素多樣，并不能定量分析，因此目前沒有軸溫的準(zhǔn)確模型。為使其更好地發(fā)揮作用，需對(duì)存在的問題進(jìn)行認(rèn)真分析，并找出相應(yīng)的對(duì)策。

1 現(xiàn)狀分析

（1）由于檢測(cè)的精度和安全標(biāo)準(zhǔn)方面的要求，現(xiàn)階段的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于一些非車輛熱軸風(fēng)險(xiǎn)也一并檢測(cè)和預(yù)警，導(dǎo)致這類故障報(bào)警過多，在很大程度上干擾了鐵路正常的運(yùn)輸，影響運(yùn)輸效率。經(jīng)分析，導(dǎo)致安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出非熱軸故障報(bào)警的原因主要有以下幾點(diǎn)：①系統(tǒng)設(shè)定及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全預(yù)警的需要。對(duì)于紅外線安全軸溫預(yù)警監(jiān)測(cè)設(shè)備系統(tǒng)的工作原理，其預(yù)警信號(hào)發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)是在長(zhǎng)期實(shí)際案例積累中獲得的，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來作為規(guī)避車輛燃軸和切軸事故系統(tǒng)安全設(shè)定，這就從根本上導(dǎo)致預(yù)警與軸溫實(shí)際狀況難以有精準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（實(shí)際預(yù)警與車輛的承載量、車輛軸承類型以及車輛實(shí)際的運(yùn)行狀況變化密切相關(guān)，干擾因素多）；②系統(tǒng)探測(cè)區(qū)域有高溫異物干擾。對(duì)于鐵路車輛來說，當(dāng)車輛軸承的溫度越高時(shí)，此時(shí)向外輻射出的紅外線強(qiáng)度也就越大，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)接收熱信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碾妷阂簿驮礁?，?duì)應(yīng)計(jì)算出的軸溫也就越高。在進(jìn)行輻射紅外線的采集過程中，如果探測(cè)器進(jìn)行采集的區(qū)域存在異物高溫?zé)嵩矗ㄈ鐭崴?、爐渣、陽光照射、SKF軸承接觸式密封罩、制動(dòng)時(shí)車輪與閘瓦摩擦濺出的火星等），這些異物熱源能夠輻射出相對(duì)較強(qiáng)的紅外線進(jìn)入監(jiān)測(cè)區(qū)域，此時(shí)獲得的軸承溫度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際的軸溫，而系統(tǒng)的識(shí)別模式僅針對(duì)于溫度轉(zhuǎn)變成的熱輻射，不能夠區(qū)分二者之間的區(qū)別，因此會(huì)照常發(fā)出高溫預(yù)警導(dǎo)致非熱軸故障報(bào)警的錯(cuò)誤；③監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自身故障。這類故障是由于構(gòu)成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電子部件發(fā)生損壞時(shí)，由于狀態(tài)不穩(wěn)定和性能的下降，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的輸出溫度遠(yuǎn)高于車輛軸承的自身實(shí)際溫度，因而在進(jìn)行紅外線探溫采集時(shí)造成非軸承發(fā)熱的熱報(bào)警；④新款車型的出現(xiàn)及新構(gòu)件軸承的使用。隨著時(shí)代的發(fā)展，在對(duì)車輛的研發(fā)方面也出現(xiàn)了更新的技術(shù)和手段，尤其是在車輛的硬件方面，出現(xiàn)了大批使用SKF、NXZ等新型滾動(dòng)軸承的鐵路貨車，這些車輛的硬件軸承能夠承受比普通鋼材制備獲得的軸承更高的熱切溫度。因此在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中新型的軸承在普通軸承的危險(xiǎn)線時(shí)能夠安全運(yùn)行，但由于軸溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)沒有進(jìn)行相應(yīng)的升級(jí)，無法辨別新型軸承，仍參照原來的系統(tǒng)和設(shè)定發(fā)出預(yù)警，導(dǎo)致一些非熱軸故障誤報(bào)警。

（2）設(shè)備配套和熱軸判別模型不完善。①受到車型款式較新、新型軸承投入使用時(shí)間比較短等因素的影響，紅外線軸溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還不能夠收集到足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因此這部分的熱判模型還有待完善更新；②紅外線軸溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的熱判模型發(fā)展程度不夠的原因還在于其研發(fā)應(yīng)用時(shí)間較晚，因此造成雙探設(shè)備綜合無法利用雙探測(cè)角度更加準(zhǔn)確地進(jìn)行預(yù)判和識(shí)別；③為了進(jìn)一步滿足智能化的高效維修要求，對(duì)于車輛的軸溫監(jiān)測(cè)和探測(cè)系統(tǒng)來說，某些部件的功能有待進(jìn)一步完善升級(jí)。除了上述因素以外，目前仍有相當(dāng)一部分地區(qū)通過音頻和電纜通道進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，這類方式很容易使系統(tǒng)遭受電氣化等外界因素的干擾，進(jìn)而影響整個(gè)通訊的傳輸效果。

（3）熱軸故障及故障信息不能夠及時(shí)有效處理，進(jìn)一步阻礙了檢測(cè)系統(tǒng)的完善。①系統(tǒng)不能夠?qū)μ綔y(cè)到的熱軸信號(hào)進(jìn)行有效的預(yù)警。為了規(guī)避由于漏攔導(dǎo)致的安全隱患，對(duì)于預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)，調(diào)度員在緊急狀況下通常不會(huì)對(duì)預(yù)警信息進(jìn)行綜合、全面和有效的分析，而是采取直接攔停車輛的方式來最大限度地減少安全事故的發(fā)生。這也就很大程度上會(huì)增加誤攔列車事故發(fā)生率；②一般情況下，列出的紅外線熱軸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能進(jìn)行定期和準(zhǔn)確的檢修?，F(xiàn)階段對(duì)車輛的檢修通常是參照傳統(tǒng)的“七字檢查法”來進(jìn)行，并輔助以查看是否存在踏面損傷、軸承外觀損傷等來進(jìn)行預(yù)判，考慮到將存在熱軸故障車輛放行的安全隱患比較高，因此大部分的處理方式是將列車認(rèn)定存在軸承故障進(jìn)行扣留。在實(shí)際工作中，當(dāng)接收到報(bào)警信號(hào)時(shí)，將車輛軸承退卸分解后大多數(shù)情況下不會(huì)發(fā)生故障。在一定程度上說明對(duì)于車輛的列檢無法精準(zhǔn)反映車輛的軸承故障，并忽視了總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的情況。

（4）熱軸預(yù)報(bào)兌現(xiàn)率長(zhǎng)期得不到質(zhì)的提高。對(duì)于解決熱軸預(yù)報(bào)兌現(xiàn)率不滿足要求的情況，首先要確保紅外線軸溫探測(cè)系統(tǒng)的有效性，因?yàn)樗菬彷S探測(cè)是否準(zhǔn)確的核心因素，只有提高了熱軸預(yù)報(bào)的兌現(xiàn)率才能夠保證紅外線軸測(cè)系統(tǒng)的質(zhì)量。通過研究數(shù)據(jù)整理發(fā)現(xiàn)，目前的紅外線軸測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確度不高，普遍低于30%，并且在統(tǒng)計(jì)的高熱和熱激數(shù)據(jù)上有很多的誤報(bào)信息，因此加大了列車的管理秩序，降低了列車使用周期效率，嚴(yán)重的情況下還會(huì)造成其他車輛的運(yùn)行。隨著列車的數(shù)量和運(yùn)行線路的不斷增加，這一矛盾表現(xiàn)日益激烈。主要原因以下幾方面：①逃避意識(shí)，存在著如果提高了兌現(xiàn)率后可能會(huì)承擔(dān)大量的安全責(zé)任，增加工作量，對(duì)于提高熱軸兌現(xiàn)率的動(dòng)力不足；②熱判標(biāo)準(zhǔn)不全面，目前的熱判標(biāo)準(zhǔn)單一，不能針對(duì)不同的情況應(yīng)用不同的熱判標(biāo)準(zhǔn)，例如不同的季節(jié)、不同的車重，不同的速度都會(huì)因?yàn)闊崤袠?biāo)準(zhǔn)的不同產(chǎn)生不同的結(jié)果，所以由于判別標(biāo)準(zhǔn)單一就造成了誤報(bào)；③設(shè)備功能不完善，無法對(duì)無關(guān)的影響因素進(jìn)行排除，例如光照因素，這些因素會(huì)影響結(jié)果的穩(wěn)定；④缺乏高質(zhì)量人才，在對(duì)紅外線軸溫探測(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，不能對(duì)其數(shù)據(jù)做出精準(zhǔn)判斷。

2 措施探討

（1）對(duì)探測(cè)信息傳輸通道進(jìn)行數(shù)字化改造，提高系統(tǒng)信息傳輸和抗干擾能力。與相關(guān)設(shè)備廠家合作，對(duì)車輛軸溫智能探測(cè)系統(tǒng)及配套設(shè)備中性能不完善、可維護(hù)性不強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定性不高的部件進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)取得的成果逐步推廣使用。強(qiáng)化熱軸信息的分析和溝通。制定并完善熱軸信息流轉(zhuǎn)制度，對(duì)探測(cè)、發(fā)現(xiàn)、預(yù)報(bào)、檢查、處理、反饋等各環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格卡控，明確責(zé)任，加強(qiáng)溝通，確保流轉(zhuǎn)準(zhǔn)確、及時(shí)。

（2）進(jìn)一步完善車輛熱軸信息的使用。車輛段的復(fù)示監(jiān)控工作人員在設(shè)備發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)時(shí)應(yīng)立即收集分析熱軸信號(hào)數(shù)據(jù)，最大限度排除誤報(bào)信號(hào)，并指導(dǎo)列檢處理故障車輛；進(jìn)行車輛熱軸故障列檢的負(fù)責(zé)人需要準(zhǔn)確掌握同時(shí)要參照熱軸預(yù)報(bào)信息和設(shè)備監(jiān)控人員對(duì)報(bào)警信號(hào)的分析結(jié)果，能夠精準(zhǔn)、快速地獲知熱軸車輛故障的信息；車輛段的調(diào)度需要快速組織車熱軸故障的修理工作，此時(shí)根據(jù)問題狀況進(jìn)行車輛的換輪或?qū)⒊霈F(xiàn)故障的軸承進(jìn)行退卸分解，同時(shí)還需要將軸承的分解和檢查狀況精準(zhǔn)、有效地反饋給預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和有關(guān)單位。有關(guān)工作單位和車輛段對(duì)于收集到的車輛熱軸信息使用狀況與運(yùn)行狀態(tài)要進(jìn)一步強(qiáng)化監(jiān)管，收集到的信息也要及時(shí)和定時(shí)進(jìn)行分析整理，為廠家優(yōu)化設(shè)備模型提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，進(jìn)而提高設(shè)備監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

（3）紅外線調(diào)度員在日常的工作中，加強(qiáng)對(duì)各探測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況分析，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)通知、督促有關(guān)部門處理，減少設(shè)備故障誤報(bào)。當(dāng)發(fā)生熱軸報(bào)警時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行人機(jī)對(duì)話分析波形數(shù)據(jù)，根據(jù)積累的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)確認(rèn)是否是正確預(yù)報(bào)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備受到干擾出現(xiàn)異常波形，預(yù)報(bào)假熱軸時(shí)不予攔停，預(yù)報(bào)前要參考前方探測(cè)站預(yù)報(bào)情況，放行后要繼續(xù)跟蹤到下三個(gè)探測(cè)站，做到萬無一失，確保車輛運(yùn)用安全，減少運(yùn)輸干擾，避免誤攔事件的發(fā)生。由于受動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)及車輛運(yùn)行情況等因素的制約和影響，紅外線軸溫探測(cè)技術(shù)還存在著一定的隨機(jī)性和局限性，對(duì)熱軸及故障判別不可能達(dá)到完全準(zhǔn)確，由于存在著隨機(jī)性及不可預(yù)見的因素，再先進(jìn)的設(shè)備也必須由人來進(jìn)行操作，因此必須由人工參與熱軸預(yù)報(bào)的判別，才能確保熱軸預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，避免誤攔、錯(cuò)攔事件的發(fā)生，充分發(fā)揮紅外線軸溫探測(cè)系統(tǒng)保安全、保暢通的作用，因此人工參與設(shè)備熱軸預(yù)報(bào)的分析具有十分重要的意義。

（4）提高熱軸預(yù)報(bào)兌現(xiàn)率。對(duì)于陽光的因素干擾的情況，使用內(nèi)外結(jié)合的檢測(cè)模式，從而大大提高紅外預(yù)測(cè)的實(shí)現(xiàn)率。因此，加快“雙探”轉(zhuǎn)型是提高履約率的有力措施。同時(shí)，根據(jù)列車牽引數(shù)和列車運(yùn)行速度不斷增加的特點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)熱軸故障規(guī)律的研究，修改熱判斷模型，優(yōu)化熱判斷標(biāo)準(zhǔn)。加大5T預(yù)測(cè)技術(shù)的利用，在完善自身監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上排除由于設(shè)備自身原因造成的預(yù)測(cè)誤差。

紅外線軸溫探測(cè)工作最終目的是防止熱切軸事故保證車輛安全運(yùn)行。尤其是對(duì)激熱預(yù)報(bào)我們必須慎之又慎，沒有十分的把握決不能輕易放行。同時(shí)紅外線工作也必須服從運(yùn)輸大局，對(duì)誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)必須認(rèn)真分析好波形數(shù)據(jù)，及時(shí)準(zhǔn)確做出判斷，提高紅外線區(qū)間熱軸預(yù)報(bào)攔停的兌現(xiàn)率，真正發(fā)揮紅外線軸溫探測(cè)系統(tǒng)保安全、保暢通的作用，為鐵路運(yùn)輸安全做出貢獻(xiàn)。