高速鐵路建設動車組運行故障圖像檢測系統的實踐

石建偉

（鄭州鐵路局 車輛處，鄭州 450052）

高速鐵路建設動車組運行故障圖像檢測系統的實踐

石建偉

（鄭州鐵路局 車輛處，鄭州 450052）

動車組運行故障圖像檢測系統（簡稱TEDS）是動車組運行安全監控的有效檢測設備。其部署與安裝具有建設難度大、技術要求高、業務涉及面廣的特點。本文主要介紹2013年鄭州鐵路局在已運營的京廣高速鐵路鄭州東站南北咽喉處，建設2套TEDS的實踐過程，對TEDS完整的實施方案、架構設計、業務管理等進行了有效的探索，保證TEDS正常穩定運行，為確保高速動車組運行安全提供了可靠的裝備保障。

動車組；運行圖像故障檢測系統；建設

目前，中國的高速鐵路里程突破10 000 km，動車組數量突破1 000組，其安全運行尤為重要。動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）能夠實現對危及行車安全的動車組底部和側部可視部位故障自動檢測預報，并攔停嚴重危及動車組行車安全的故障。因此，在運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建設概況

1.1 鄭州東站概況

鄭州東站位于鄭州市鄭東新區，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車組列車接入鄭州東站，現日均接發動車組列車約160組。也是正在建設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高速鐵路交匯的樞紐高速鐵路車站。

1.2 鄭州東站TEDS建設概況

2013年10月鄭州東站南、北進站咽喉處建成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由軌邊設備、探測站設備和監測站組成，是一個集高清圖像采集技術、大容量圖像數據實時處理技術、精確定位技術、圖像識別技術、網絡技術以及自動控制技術于一體的智能監測系統，基本結構如圖2所示。

軌邊設備包括：高速相機陣列、補償光源、防護設備、車輪傳感器等，實現過車信息和圖像的采集。

圖1 鄭州東站平面布置示意圖

探測站設備包括：圖像信息采集設備、車輛信息采集設備、車號識別設備、控制設備等，實現圖像數據的處理。

監測站設備包括：服務器、監控終端等，實現業務功能的展示與操作。

TEDS實現地面設備檢測運行中動車組底部可視部件（車體底部及轉向架制動裝置、傳動裝置、牽引裝置、輪軸、車鉤裝置、電務車載設備車底部件及車底部其他可視部位）、側部可視部件（側部裙板、轉向架及軸箱、車端連接部等可視部位）。自動對采集到的動車組圖像進行分析和故障識別，對圖像中異常的部位進行分級報警提示，滿足中國鐵路總公司、鐵路局、車輛段、動車所各級管理部門對系統采集的數據進行實時查詢、分析和統計，實現多臺設備集中復示功能。

3 在運營的鄭州東站高速鐵路線路上建設TEDS

3.1 建設難度大

（1）建設時間短、任務重。利用15天時間在已運營的京廣高速鐵路鄭州東站南北咽喉處建設2套TEDS。（2）建設涉及單位多、協調難度大。工程包括TEDS探測站機房、通信、電力、軌邊設備及線纜過軌安裝、監測站建設和系統聯網等，結合部多，工作牽涉面廣。（3）夜間施工十分不便。

3.2 科學組織確保TEDS按期建成

（1）利用“網絡計劃編制系統”精心編制項目形象進度，各單位根據建設進度總體計劃編制本單位的具體建設形象進度。組織各單位嚴格落實形象進度，提高建設工作效率和管理水平。利用石武高速鐵路0:30～4:30維修天窗點到鄭州東站南、北咽喉處的設備安裝處進行現場踏勘和技術交底，完成項目的網絡計劃編制并發布各參建單位、部門，明確工程實施的具體分工和時間要求。詳細計劃如表1所示。（2）各建設單位按表1編制每項工作的形象進度，科學組織有序推進，使系統中各個環節互相配合。（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建設日交班會，通報每日工作計劃落實情況，協調工程推進中存在的問題，形成《TEDS 建設情況簡報》，呈送鐵路局領導，主送各參建單位、部門。（4）探測站機房及基礎建設工程量大，在高速鐵路的封閉網內僅利用每天夜里的天窗時間，難度很大，采取了設立臨時封閉網與高速鐵路隔離，既保證了高速鐵路線路動車組運行安全，又可以24 h不間斷施工滿足機房建設要求。（5）同步建設TEDS監測站，在TEDS探測站建設同時，利用鄭州東動車所既有房屋，同步建設TEDS監測站，安裝集中監控服務器、雙路電源及通信信息、機房配套設施及監控終端，滿足計算機機房標準等要求。（6）每日上線作業嚴格落實原鐵道部《鐵路營業線施工安全管理辦法》（鐵運〔2012〕280 號），施工前將施工方案報有關業務處審核，施工中各單位領導干部到現場進行包保盯控，確保行車和人身安全。

圖2 TEDS基本結構圖

表1 鄭州東站TEDS建設進度計劃

4 構建TEDS安全保障體系

結合TEDS建設，及時組織制定《鄭州鐵路局TEDS設備檢修維護管理辦法》、《鄭州鐵路局動車組運行故障動態圖像檢測系統（TEDS）運用管理辦法（試行）》，建立了以技術標準為主體，包括工作標準和管理標準在內的鐵路局TEDS標準體系，實現對動車組安全風險的持續有效地管控。車輛段及時組織制定TEDS設備檢修維護和使用作業指導書，包括：（1）建立相關業務管理流程，明確標準；（2）建立TEDS運行情況日交班、月通報制度，對TEDS運用情況、發現故障、存在問題等每日小結、每周分析、每月總結通報，確保TEDS全天候高可靠的探測動車組運行技術狀態；（3）建立TEDS信息統計分析制度，臺賬報表由系統自動統計、匯總、生成，實時分析設備運行情況，重點分析系統預報動車組故障兌現情況；（4）建立TEDS標準化活動制度，將創建TEDS標準化活動納入標準化5T（鐵路車輛安全防范預警系統）探測站創建條件及檢查驗收命名辦法中進行管理，組織車輛段積極開展以基礎管理、設備質量、作業程序、人員素質、工作環境標準化為內容的設備檢修維護標準化活動，定期組織檢查驗收和表彰命名；（5）建立TEDS故障應急搶修制度，從故障發現、預報、處理、信息反饋、設備狀態確認到故障分析總結等每個節點都進行確認。對TEDS每件故障進行分析，采取針對性的措施進行整改，提高TEDS運行質量；（6）建立TEDS使用安全制度，各級聯網計算機、服務器都安裝防病毒軟件，防病毒軟件通過監測站服務器及時升級、更新，維修人員定期檢查。聯網計算機的遠程登錄及系統密碼設專人負責管理和維護，確保了TEDS及其所連接的高速鐵路信息網運行安全；（7）建立符合相關規定及標準的TEDS檢修運用管理檢查制度，從技術標準、作業過程、人員素質、工裝儀表、作業質量和措施落實等方面，開展設備檢修質量檢查，發現問題及時整改，提高TEDS運行安全的可靠性和運用安全防范能力；（8）建立TEDS維修、值班人員培訓和持證上崗制度，通過每日一題每月一考每季度一總結，每年驗證考核等措施，使維修人員熟悉專用檢測儀器、儀表檢測使用方法，掌握設備日常檢修和故障排除技能。組織TEDS使用人員對發現的典型故障圖像進行相互觀摩，探討發現故障的方法，為動車組運行安全提供堅實可靠的人員素質保障。

5 問題及對策

5.1 預報準確率偏低

TEDS運用的時間較短，在設備源頭質量上還存在故障自動識別準確率偏低，與總公司《動車組運行故障動態圖像檢測系統（TEDS）運用管理辦法》（鐵總運〔2013〕76號）要求故障自動識別準確率須達到50%及以上標準還有差距。針對該問題采取如下措施：（1）組織設備廠家研發人員進行故障自動識別技術攻關，逐步提高動車組運行故障識別率；（2）將動車組信息系統中更換部件等檢修信息實時傳輸到TEDS監控終端，便于TEDS分析員重點對動車所檢修的部位進行重點檢查分析，防止因檢修動車組作業更換部件造成圖像反常而誤報故障的發生；（3）在TEDS監測站服務器上建立全路所有動車組出廠時的標準圖像信息，便于TEDS服務器自動識別軟件將實時拍攝的圖片與標準圖片對比分析，提高故障自動識別準確率。

5.2 不適應冰雪環境

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

5.3 部分功能存在缺陷

車號自動識別不穩定，重聯動車組報文異常，圖像傳輸存在丟圖、錯圖、竄圖現象，軌邊設備機械結構強度不足，設備自檢、遠程監控功能不完善等。針對這些問題采取以下措施：（1）加強設備檢修維護管理，落實檢修維護標準，提高設備檢修維護質量；（2）組織設備廠家針對具體問題開展設備質量源頭隱患整治，恢復設備自檢和遠程診斷等基本功能；（3）為探測站設備加裝了監控裝置，在TEDS監控中心可實時觀察探測站機房內及軌邊設備外觀狀態；（4）組織設備廠家對軌邊設備沉箱保護門等進行加固，防止軌邊設備保護門等活動部件脫落；（5）組織設備廠家開展應用軟件技術攻關，提高車號自動識別穩定性，解決重聯動車組報文異常問題，減少丟圖、錯圖、竄圖現象發生。

6 結束語

通過安全保障體系建設，TEDS設備在防范動車組故障隱患上發揮了一定的作用。通過及時預報及對故障進行確認處理，消除了動車組運行安全隱患，確保了動車組運行安全，為高速鐵路動車組運行安全做出了應有的貢獻，為進一步規范TEDS的管理，用好TEDS，發揮TEDS作用，保障鐵路動車組運行安全積累了經驗。

[1]李 駿. 動車組運行故障動態圖像檢測系統（TEDS）設計與實現[D]. 北京：北京郵電大學, 2012.

[2]黃志平,陳朝發,劉 峰,趙紅衛，周忠良. 客車運行安全監控系統(TCDS)的應用與發展[J]. 鐵道機車車輛，2008（05）：25-27.

[3]蔣 薈,馬千里,曹 松,王志華. 鐵路車輛運行安全監控（5T）系統的研究與應用[J].公路交通科技，2009，26（12增刊）.

責任編輯 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。