TFDS系統在列檢運用中存在的問題和對策

盧 滸，羅業坤

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

長期以來，鐵路貨車的列車技術檢查，基本靠檢車員鉆入車底，采取“手摸、錘敲、眼看、耳聽、鼻聞”等方法進行，作業方式陳舊，方法落后，不僅效率低下，而且無法保證作業質量和人身安全。隨著國民經濟持續快速發展，列車高速、重載、大密度地開行，大大增加了列車技術檢查工作量和檢車員勞動強度。由于列車技術檢查質量受氣候條件、職工素質、心理狀態和人體疲勞等因素影響，技檢質量不高將給行車安全埋下隱患，傳統的列檢作業方式越來越難適應鐵路發展的需要[1]。

貨車故障軌邊圖像檢測系統（簡稱TFDS）的投入應用，改變了列檢作業方式，提高了鐵路貨車安全防范系數，減輕了現場檢車員的勞動強度。但該系統在運用過程中存在圖片像素不高、色彩單一和部分圖片曝光等問題，影響了對故障的判斷和處理。因此，分析查找問題產生原因，并采取相應的措施加以改進顯得十分重要。

1 系統簡介

1.1 系統組成 TFDS系統由鐵道部查詢中心、鐵路局車輛運行安全監測站、探測站、列檢檢測站及通信網絡組成[2]。

鐵道部查詢中心設置于鐵道部運輸局調度部，具體工作由車輛調度承擔，技術工作由車輛主管部門管理。查詢中心由雙機集群服務器、查詢終端以及配套設施構成，通過鐵路計算機網絡與各鐵路局相連接。

鐵路局車輛運行安全監測站設于鐵路局調度所，具體工作由紅外線調度承擔，技術工作由車輛處負責管理。監測站由雙機集群服務器、監控終端以及配套設施構成，通過鐵路計算機網絡與列檢探測站連接。

探測站按鐵道部統一規劃設置，由車輛段管理，實現對運行貨車故障的動態圖像檢測。探測站設備是TFDS的基本單元，室外設備主要由沉箱、側箱、室外分線箱、車輪傳感器和車號天線等構成；室內設備主要由車輛信息采集設備、圖像信息采集設備、車號信息采集設備、控制設備、電源及信號防雷設備、網絡傳輸設備等構成。

列檢檢測站設在列檢作業場，由車輛段管理。列檢檢測站由服務器、部件信息瀏覽終端、電源防雷設備、網絡傳輸設備、打印機等構成，通過光纜與探測站連接。

鐵路計算機網絡由信息部門管理和維護，傳輸通道由電務部門管理，運營商負責維護，實現鐵道部查詢中心、鐵路局車輛運行安全監測站、探測站、列檢檢測站之間的信息傳輸[2]。

1.2 系統原理 TFDS系統是一套集高速數字圖像采集、大容量圖像數據實時處理和精確定位、模式識別技術于一體的智能系統。系統利用軌邊高速攝像機，拍攝通過貨物列車車輛的底部和側下部圖像，經計算機處理后傳輸到室內分析室。室內檢車員對抓拍到的圖像進行分析、判別有關故障，從而達到動態檢測車輛主要技術狀態，重點防止制動梁脫落事故，及時發現搖枕頭、側架大部件裂損、折斷以及枕簧丟失、竄出等危及行車安全的故障。

1.3 系統的工作流程 列車通過時車輪傳感器工作輸出信號到控制計算機，控制計算機輸出信號使保護門工作，補償光源工作，抗陽光干擾像機進行動態圖像采集。采集結束后圖像傳輸服務器網絡將圖像快速傳至列檢檢測中心，室內檢車員利用終端瀏覽計算機通過客戶端軟件進行看圖檢測，并預報給室外檢車員上線確認、維修。室內檢車員標注、填報的數據信息經網絡傳路局服務器再傳鐵道部服務器。其工作流程如圖1所示[3]。

圖1 TFDS系統工作流程圖

1.4 系統功能

1.4.1 探測站 對5～120 km/h速度通過的貨物列車進行探測，自動計軸計輛、測速，自動采集機車及車輛標簽信息，并提取車次、車型、車號，自動拍攝貨車底部及側下部的部件圖像。采集到的貨車車輛、車型、車號及圖像信息，通過光纖通道傳輸至列檢檢測站服務器。

1.4.2 列檢檢測站 存儲探測站所采集的貨車車輛、車型、車號及圖像信息，并顯示在部件信息瀏覽終端，動態檢車員標注、填報的故障信息能夠自動儲存到服務器并上傳到基層節點、鐵路局、鐵道部雙機集群服務器。系統自動儲存并打印相關臺帳報表。

1.4.3 鐵路局車輛運行安全監測站 實時接收并儲存全局TFDS探測設備探測的鐵路貨車信息和故障信息，以網頁形式實時顯示，能對存儲的信息進行查詢、統計、分析，實時監控全局TFDS探測設備運行狀態，能反查TFDS探測設備儲存的鐵路貨車圖像信息。

1.4.4 鐵道部查詢中心 實時接收并存儲全路TFDS探測設備探測的鐵路貨車信息和故障信息，以網頁形式實時顯示，能對存儲的信息進行查詢、統計、分析，實時監控全路TFDS探測設備運行狀態，能反查TFDS探測設備儲存的鐵路貨車圖像信息。

2 硬件方面

2.1 圖片像素不高 通過現場實際調研發現，當車輛配件的裂紋在2mm以下時，從TFDS拍攝的圖片上無法進行識別，而此類故障現場又時有發生，特別是地處路網末梢和非提速區段的路局，大量老舊殘的非提速車輛在管內運行。非提速車輛的大部件裂紋，如轉8A轉向架槽鋼制動梁支柱裂紋等故障，給行車安全帶來了極大的隱患，容易引發車輛配件折斷脫落和車輛脫軌顛覆事故的發生。

為解決圖片像素不高問題，建議采用高像素數字攝像機，在檢車平臺中對拍攝的車輛配件圖片用“放大鏡”二次放大后，動態檢車員能夠清晰的識別2mm以下的車輛配件裂紋故障。

2.2 圖片色彩單一 圖片色彩為黑白色。一是動態檢車員長時間查看色彩單一的圖片容易產生視覺疲勞。以4班制每班工作12 h作業20列（每列50輛）的中間部工位動態檢車員為例，在200 m in內需看圖技檢最少2.1萬張單圖，容易產生視覺疲勞，存在漏檢隱患；二是對疑似故障，尤其是部分大部件折斷、開口較大的裂紋故障很難判斷（如圖2所示）。

圖2 TFDS系統疑似故障圖

運用部門因其安全職責所在，一貫堅持“寧可錯殺，也不放過”的原則，當此類疑似故障發生在直通貨物列車時，動態檢車員必須對列車進行攔停，室外檢車員再趕赴現場對故障進行確認，等完成攔停、檢查、確認、放行整個流程，已經耽誤了許多時間，影響了運輸效率。

為解決圖片色彩單一問題，建議采用彩色數字攝像機，以便動態檢車員判別疑似故障，防止產生視覺疲勞。

2.3 部分圖片曝光 圖片抗陽光干擾效果不佳，中午時段互鉤差工位圖片或罐車底部圖片有曝光現象（如圖3所示）。動態檢車員無法發現曝光圖片中的故障，給行車埋下安全隱患。

圖3 TFDS系統曝光圖

為解決圖片曝光問題，建議改進抗陽光成像技術，使系統能夠自動檢測外界環境的光線明暗強度，并調整拍攝圖片的亮度、對比度等參數，消除中午時段互鉤差工位圖片或罐車底部圖片曝光現象。

2.4 雨天圖片模糊 雖然TFDS已經設置可供選擇的“雨天模式”，但效果并不佳。雨天時，雨水和車體上的油污從貨物列車底部、車鉤連接處滲透滴下，致使裝在沉箱內的高速攝像機的保護玻璃罩上有水污或水霧，高速攝像機在動態拍攝的圖片質量差，突出表現在底部拍攝的部件圖片模糊不清（如圖4所示）。

圖4 TFDS系統雨天圖

動態檢車員無法發現圖片模糊部分的貨車車輛故障，給行車埋下安全隱患。

為解決雨天圖片模糊問題，建議：

1）加裝玻璃防雨裝置。裝置應采用不吸附水和油污的清潔材料。

2）加裝吹塵裝置。吹塵裝置應可自動遠程控制吹掃灰塵，保證設備清潔。

3）采用高新材料鏡頭和保護罩，使油污和水霧不黏著鏡頭，保證圖像真實。

2.5 低速探測不佳 TFDS適用于5～120 km/h時速范圍內的貨物列車探測，但在實際運用中，因列車突然調速等因素，造成漏探或1列車圖片分2列車上傳，造成丟圖、竄圖等（如圖5所示）。車輛信息圖片與現車不相符的情況發生，給行車安全埋下隱患。

圖5 丟圖竄圖

為解決低速探測不佳問題，建議加裝低速探測裝置，滿足對0～5 km/h的貨物列車進行低速探測，并具備良好的測速、快速自動調整數字攝像機拍照速度的功能，消除漏探、丟圖、竄圖等現象。

2.6 無法屏蔽單機和重型軌道車 TFDS系統雖然能夠屏蔽客車，但單機和重型軌道車（軌汽）通過時，系統仍自動開機探測。由于系統接車時會自動發出提示音報警，若單機和軌汽通過時動態檢車員正在間休或對其它貨物列車進行技術檢查，動態檢車組長需對過車信息進行確認是否為單機和軌汽，或是正常貨物列車通過需準備作業，這樣既影響了職工的間休，也對正在作業的人員造成了不必要的干擾。

為解決無法屏蔽單機和軌汽問題，建議加裝屏蔽單機和軌汽裝置。當單機和軌汽通過時，系統自動識別并屏蔽，既杜絕了對職工間休和作業的干擾，也減少了開機所帶來的設備和能源損耗，從而延長設備使用壽命。

3 軟件方面

3.1 故障庫故障名稱不全 現場運用中動態檢車員需對發現的故障進行加載提交，組長對組員提交的故障進行確認并正確上傳鐵道部，未標注提交上傳默認為漏檢。然而，TFDS系統內的故障庫故障名稱并不全，車鉤互鉤差過限、橫跨梁脫落等28類故障無法加載提交，特別是折角塞門手把關閉等重大故障都無法加載提交。若該故障引發列車中途車輛故障和事故需定責，將引起不必要的扯皮和推諉，不利于工作的開展。

為解決故障庫故障名稱不全問題，建議完善動態故障庫：

1）按鐵道部有關規定規范修改故障庫的故障名稱，確保故障名稱的適宜性。

2）增設運用單位定期上報需增補、刪改故障庫故障名稱程序，由鐵道部統一更新故障庫。

3.2 報表數據統計錯誤 TFDS運用軟件平臺《車輛運行（季、年）報表（二）》與《列車運行故障按故障類別統計》2個表內統計的過車總輛數不一致，不利于數據分析、工作量統計等。

為解決報表數據統計錯誤問題，建議統一軟件數據統計方法。統一TFDS運用軟件平臺《車輛運行（季、年）報表（二）》與《列車運行故障按故障類別統計》2個表內統計的過車總輛數的計算方法，避免數據統計重復。

3.3 攔停故障報表內容不全 TFDS運用軟件平臺中的《攔停故障報表》內只有6項攔停內容，不符合新《運規》第72條的規定以及運裝貨車電[2010]2286號文的有關要求。《攔停故障報表》內應有9項攔停內容，漏了軸端螺栓折斷丟失、折角塞門關閉和重車地板破損影響行車安全3項[4]。

為此，建議增加系統攔停故障添加功能，如軸端螺栓折斷、丟失和折角塞門關閉、重車地板破損且裝載貨物是否有脫落跡象等故障。用戶可根據需求自由添加，使系統報表真實性和完整性。

3.4 檢車監控數據保存期不長 TFDS系統檢車只能調閱3個月的監控數據，當動態檢車員技檢過的車輛發生事故和輛故超過3個月定責時，無法調閱有關檢車監控數據。以南寧南列檢作業場為例，2011年1月2日18時調閱南昆線上行TFDS檢車監控記錄，發現只能查到2010年10月1日11：44分以后1624列51204輛的檢車監控數據，之前數據已自動清除。不符合鐵道部運輸局《關于公布〈貨車安全防范系統運用管理細則（試行）〉的通知》（運裝貨車[2007]102號）的文件精神，動態檢車組臺帳數據等應保存不少于1個段修期。

為此，建議延長檢車監控數據保存期，在增大服務器數據存儲器容量的同時修改軟件程序，系統自動保存過車信息不少于1個段修期。

3.5 系統不能自動識別貨車車輛故障 TFDS系統須人工對抓拍的車輛圖片進行故障判斷，無法進行智能自動判斷故障，容易造成人為因素導致漏檢。

為此，建議研發鐵路貨車故障智能識別系統，自動識別車輛故障，并進行自動預報，防止人為漏檢漏修，確保行車安全。

4 結束語

TFDS系統自2006年的投入使用5年來，列檢作業方式實現了革命性和歷史性的轉變，有效降低了列檢作業人員的勞動強度，大大提高了運用部門保安全的科技含量，有力地促進了運輸效率的提高。通過解決TFDS系統在運用中存在的問題，不斷完善系統的各項功能，提高保安全能力，為保證鐵路運輸安全發揮更大的作用。

[1]陳伯施，劉瑞揚，王毓民.鐵路貨車運行故障動態圖像檢測系統[M].北京：中國鐵道出版社，2005.

[2]楊紹清，余明貴，陳雷.鐵路貨車運用與維修管理[M].北京：中國鐵道出版社，2010.

[3]鐵道部.第一期全路運營系統貨車專業優秀大學畢業生持續培養培訓班培訓材料[Z].成都：西南交通大學機械工程學院，2010.

[4]鐵道部.鐵路貨車運用維修規程[M].北京：中國鐵道出版社，2010