貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統的應用與管理

王德明，肖井波

（1 沈陽鐵路局 車輛處，遼寧沈陽110001；2 沈陽鐵路局 車輛檢測所，遼寧沈陽110001）

貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統（以下簡稱TADS）是地面對車輛安全檢測系統（5T）的重要設備，采用聲學診斷技術和計算機網絡技術，通過對運行中貨車軸承噪聲信號的采集和分析，識別軸承的工作狀態，可提供有效的軸承內部早期故障診斷結果，在熱軸之前發現故障。作為鐵路運輸安全的監測設備，其無故障運行及故障處理的快速性至關重要。如何更好的對設備運用管理是充分發揮TADS設備的關鍵因素之一，下面就設備的運用管理流程和實際運用情況進行介紹，以利于更好的使用TADS設備。

1 TADS的運用情況及意義

目前在全鐵路聯網運行的TADS軌邊設備55套，在鐵路局和鐵道部設立服務器，在相關的列檢所和車輛段安裝了復示軟件。設備采用遠程檢測，數據集中，聯網運行，信息共享的運行模式，所有軌邊設備聯網運行，數據上傳到鐵道部數據庫。TADS全鐵路監控軟件安裝在鐵道部和全鐵路所有涉及到的鐵路局，可以實現聯網預報和設備監控。同時在相關列檢所安裝了列檢復示軟件，列檢所通過列檢復示軟件對達到預報標準的故障軸承進行扣車處理，整個系統采用網絡化管理，實現對經過探測站的貨車軸承的運用狀態聯網評判。同時，系統自動對故障軸承在鐵道部中央數據庫中的歷次運行狀態進行查詢比較，當軸承達到了一定的危險程度并需要做換輪處理的，會在列車即將到達的列檢所提示扣車報警，彈出報警對話框，需要列檢值班人員進行扣車處理和報警確認。

TADS系統經過幾年的實際運用，通過大量真實、寶貴的數據、故障軸承照片等資料體現了TADS對貨車滾動軸承早期故障有效的安全預警作用，為軸承的檢修、退拔分解提供了原始的數據，為車輛軸承的定期修向狀態修轉變提供了可能。TADS系統實現了從報警向預警的互補和跨越，使貨車滾動軸承這一車輛要害部位在安全防范手段上關口前移，有了質的提升。建立TADS系統的意義主要體現在以下幾個方面：

（1）保證鐵路運輸安全

全鐵路TADS系統，可對全鐵路重點線路上的貨車進行監控，每天監控的車輛數為12.5萬輛左右。全鐵路各車輛段對TADS預報的扣車報警故障軸承進行了分解，發現了許多嚴重剝離的故障軸承，保證了鐵路運輸的安全。表1是2009～2011年TADS全鐵路報警的統計結果（該數據來自鐵道部貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統網站）。

表1 2009～2011年TADS全鐵路報警統計

全鐵路各車輛段對TADS預報的扣車報警故障軸承進行了分解，發現了許多嚴重剝離的故障軸承，及時進行了更換，提高了運輸的安全性。2009—2011年全鐵路各車輛段上傳的TADS發現的、存在嚴重故障軸承的數量分別為334，289和281個。有的軸承故障已經十分嚴重，繼續運行就可能導致嚴重的列車事故。這充分說明了TADS是鐵路運輸安全的重要設備之一。

（2）為貨車檢修修制改革提供技術手段

目前，鐵路車輛檢修方式有兩種，一種是列車到達有列檢所作業的車站停車，由列檢作業人員對車輛各部件進行檢查修理。另一種是按各種定期修程進行相應的各級檢查修理。這兩種方法存在一定的安全隱患，特別是有些車輛在一個檢測周期內使用率并不高或閑置，到期后常規對該車輛檢修，明顯是不科學不合理的。為了解決這一問題，鐵道部提出鐵路車輛檢修體制由定期修到狀態修、走行公里修轉變。要實現貨車車軸檢修修制改革，必須通過先進的技術設備提供保障。滾動軸承早期故障軌邊聲學系統可為車軸檢修的工作部門提供車輛軸承的運行狀態、故障數據。為車軸檢修由定期修到狀態修、走行公里修提供可靠的技術手段。

（3）可綜合評價各類軸承性能，對貨車軸承發展決策提供科學依據

中國鐵路擁有貨車60多萬輛，貨車軸承基本采用的是滾動軸承，而滾動軸承又分幾種軸承類型。貨車軸承作為車輛的關鍵部件，雖然在車輛的制造和維修上軸承是通過嚴格篩選，并采用質量上乘的產品，但對于宏觀綜合評價龐大數量的運用軸承性能，一直是鐵路車輛部門急于解決的問題。將TADS軸承在線探測及預報數據、運用中報警軸承檢查及處理情況的反饋數據與車輛檢修及軸承裝用相結合，可以通過科學分析方法，對不同類型、不同生產廠家的軸承運用狀態及質量進行評價，為鐵路車輛制造、軸承生產提供科學合理的依據。

2 TADS的運用和管理流程

（1）TADS的故障報警

TADS系統采用網絡化管理，在鐵道部TADS服務器建立中央數據庫，一方面可以存儲全鐵路范圍內最完整、準確的貨車軸承故障預報信息，另一方面對貨車軸承的歷史預報信息進行綜合分析，對預報次數進行累計，通過對預報次數的分析和根據聯網扣車評判標準進行評判，可以進一步提高預報的準確性和可靠性。故障報警流程如圖1所示。

圖1 故障報警流程

系統自動對故障軸承在鐵道部中央數據庫中的歷次運行狀態進行查詢比較，當認為該軸承達到了一定的危險程度并需要做換輪處理的，會在列車即將到達的列檢所提示扣車報警，彈出報警對話框，需要列檢值班人員進行扣車處理和報警確認。在實時監控界面中設立扣車報警窗口，對于經過聯網評判后達到扣車標準的故障軸承進行報警。對TADS單次預報軸承一級故障時，由現場檢車員對預報軸位進行檢查確認。對系統自動彈出扣車預報對話框的軸承，現場檢車員要對預報軸位進行檢查確認；現場檢車工長要對現場檢車員認定無故障軸位進行復核。

（2）預報及反饋

列檢所動態檢車員對TADS預報的故障軸承，分為直通車和非直通車，如果是直通車，則直接上報是直通車就完成結果反饋。如果是非直通車，動態檢車員要立即將車次、車號、輛序（車輛順序）、軸位等情況經動態檢車組長向列檢值班員報告；由列檢值班員通知現場檢車員；由現場檢車員對預報軸位進行檢查確認，并將檢查確認結果向列檢值班員報告，向動態檢車組進行反饋，經檢查確認后，無故障車輛放行，由動態檢車員在TADS復示終端填寫檢查結果反饋信息。填寫或選擇的內容包括軸承位置、是否甩車、是否換輪、軸承型號、檢查人和檢查時間等，標志板上的軸號等信息，完成檢查結果反饋。流程圖如圖2所示。

圖2 扣車報警的軸承故障流程

（3）分解及反饋

現場檢車員要將所有預報貨車的檢查確認結果向動態檢車組進行反饋，由動態檢車員錄入TADS。對存在故障的貨車按有關規定辦理扣車手續，并在軸承外圈的正下方，粘貼不干膠標志，注明TADS故障字樣，將故障車輛調至站修所后進行換輪處理；故障輪對送至車輛段檢修車間進行軸承退卸處理，檢修車間對軸承退卸分解后發現的故障進行拍照存檔，由車輛段安排專人匯總軸承故障類型及照片，15日內補錄入TADS。

整個工作的流程如圖3所示。

圖3 處理流程圖

（4）鐵道部對TADS的運用管理流程

鐵道部TADS系統全程跟蹤監控貨車滾動軸承從安裝到車輛上開始到該軸承報廢期間的工作狀態，實現對全鐵路運用的貨車滾動軸承實現全程閉環管理（圖4）。

圖4 貨車軸承閉環監控管理流程圖

①貨車車輛新造或進行檢修后，TADS系統通過車輛制造工廠或車輛段AEI設備和其他相關信息系統獲得車輛和軸承的信息，上傳鐵道部TADS數據庫。

②對線路上運行的貨車軸承實時監測，記錄通過TADS時的運行狀態。

③發現某個軸承出現故障后，自動跟蹤，當軸承故障達到一定危險程度時進行報警，提示進行扣車換輪處理。

④故障軸承退卸分解后，車輛段將故障軸承的分解情況及故障照片信息反饋到鐵道部TADS數據庫。

⑤當車輛進入車輛段（廠）進行定期檢修時，TADS系統結合車輛段（廠）AEI，自動將檢修貨車的軸承歷史運行狀態下載到車輛段（廠），指導車輛段（廠）對貨車軸承的檢修。

3 TADS預報故障軸承檢查分解的注意事項

（1）TADS動態檢車人員及列檢值班員一定要準確地理解TADS預報信息中有關軸承位置的含義，理解車輛方位、按運行方向定義軸位及按標簽位置定義軸位等重要規則，確保能夠向現場檢車人員提供故障軸承的準確位置；故障軸承按照標簽位置定義如圖5所示。將車輛距離標簽安裝位置近的一側定義為A端，另一側為B端，需要與列車運行方向區別開。從B端看向A端，距離A端較近的右側第1個車軸定義為A1軸承，另一端即左端定義為A2，右側第2個車軸定義為A3軸承，另一端為A4，以此類推。

圖5 TADS車輛軸位定義圖

（2）現場檢車人員需要和提供故障軸承預報信息的動態檢車人員或列檢值班員對軸位的理解達成一致，避免發生軸承檢查錯誤的情況；

（3）已經甩車并確認的故障軸承一定要做好標記，然后再送往站修所，以免站修所、檢修車間進行換輪和軸承退卸分解時發生錯誤；

（4）檢修車間根據事先做好的故障軸承標記，并可以參考TADS檢查結果反饋信息中的錄入標志板信息確定故障軸承，進行退卸分解，并注意記錄故障軸承的相關信息（包括故障部位照片），以便及時錄入TADS系統。

4 結束語

隨著TADS應用的進一步完善，TADS預報網絡的形成，網點密度的加大，TADS將成為保證鐵路運輸安全的重要基礎，TADS的應用和管理也更加科學和規范，使TADS對鐵路生產力布局、綜合評價各類軸承性能，對貨車軸承發展決策提供科學依據發揮更大的作用。

［1］劉瑞揚，王毓民.鐵路貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統（TADS）原理及應用［M］.北京：中國鐵道出版社，2005.

［2］陳伯施，劉瑞揚.地對車安全監控體系5T系統-信息整合與應用［M］.北京：中國鐵道出版社，2006.

［3］中華人民共和國鐵道部.TPDS TADS TFDS設備檢修維護管理規程［M］.北京：中國鐵道出版社，2007.