鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設研究

劉彥飛

（神華鐵路貨車運輸有限責任公司包頭車輛維修分公司，內(nèi)蒙古 包頭 014060）

鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設研究

劉彥飛

（神華鐵路貨車運輸有限責任公司包頭車輛維修分公司，內(nèi)蒙古 包頭 014060）

鐵路運輸企業(yè)是鐵路行業(yè)中的重要組成部分，隨著鐵路運輸事業(yè)的不斷發(fā)展，鐵路車輛越來越多，運輸規(guī)模也越來越大，鐵路車輛運行安全受到的關(guān)注程度越來越高。鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設是鐵路車輛安全運行的基礎(chǔ)和前提，在鐵路車輛運行過程中要加強對安全監(jiān)控系統(tǒng)的建設，實現(xiàn)自動化監(jiān)控，及時對故障進行處理，提高鐵路車輛運行安全性。本文對鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)的建設問題進行分析。

鐵路車輛；運行安全管理；監(jiān)控系統(tǒng)；建設

隨著我國經(jīng)濟水平不斷提升，我國鐵路行業(yè)近幾年來得到了飛速的發(fā)展，尤其是列車的不斷提速，鐵路運行水平有了很大程度的提升，但鐵路運輸過程中的安全問題明顯越來越受到重視。鐵路貨車主要是用于貨物運輸?shù)蔫F路貨車，為了提高鐵路運輸水平，鐵路運輸企業(yè)會加強貨車設備的配置，作為主要的貨運方式，貨車的承載重量越來越大，對貨車的安全性和穩(wěn)定性的要求也越來越高。在鐵路貨車運行過程中，往往可能會出現(xiàn)一些突發(fā)故障，對鐵路運輸事業(yè)的安全性帶來影響，而且還會導致貨物運輸被耽誤。對鐵路車輛運行安全進行監(jiān)督和管理是當前鐵路運輸過程中的一個重要內(nèi)容，有的鐵路運輸企業(yè)在日常運營過程中還存在一些問題，例如安全管理意識不強、維修維護工作不及時等，導致鐵路運輸安全問題時有發(fā)生，車輛設備的故障得不到及時處理，帶來極其嚴重的后果。因此在鐵路事業(yè)的發(fā)展過程中必須要加強鐵路運輸安全管理的力度，提高鐵路運輸安全管理意識，要建立完善的鐵路運輸安全管理體系，對鐵路車運行安全監(jiān)控系統(tǒng)進行建設，并且要實現(xiàn)自動化監(jiān)控，可以加強專家診斷系統(tǒng)的應用，系統(tǒng)可以及時響應，并且自動處理一些基本的故障問題，以此提高鐵路運輸安全水平。

1 鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設的必要性

我國鐵路車輛的運行速度不斷提高、行車密度不斷增大，因此要消除鐵路運輸?shù)陌踩[患。鐵路車輛運行過程中信號設備易出現(xiàn)故障。鐵路信號檢測設備是確保鐵路正常安全運行的各種設備，由各種信號顯示裝置、車站的電氣設備、鐵路一些主要的設備以及保證這些設備正常運行的設備共同組成，例如信號繼電器、電源、控制設備、軌道電路等，信號設備會對列車的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)有任何異常情況，都會發(fā)出警報信號，便于技術(shù)人員對故障進行解除，提高列車運行安全性。當信號設備出現(xiàn)故障的時候，對車輛設備的運行效率、準確性等都有重要影響，進而可能會導致傳輸信號不準，不能及時反應出鐵路車輛的運行狀態(tài)，產(chǎn)生安全事故。當前鐵路車輛運行過程中產(chǎn)生故障的原因主要有以下幾個方面：第一，鐵路車輛的質(zhì)量差。車輛硬件以及軟件設備是鐵路車輛安全運行的基礎(chǔ)，但是有的車輛在長期使用過程中出現(xiàn)硬件老化、軟件系統(tǒng)反應不靈敏、信號設備反應不及時等，嚴重的老化、磨損等現(xiàn)象，會導致車輛設備故障越來越嚴重。第二，違章操作。在鐵路系統(tǒng)中有規(guī)范的操作要求，技術(shù)人員在進行工作的時候沒有按照相應的規(guī)章制度進行操作，因此導致各種故障問題出現(xiàn)。第三，其他外界因素。鐵路車輛大多是暴露在室外的，因此外界環(huán)境條件對鐵路車輛的運行也產(chǎn)生很大影響。例如雷擊事故就可能導致鐵路車輛燒毀，進而對整個鐵路系統(tǒng)的運行造成安全隱患。

當前關(guān)于鐵路車輛故障的檢測一般都是利用計算機實時檢測，構(gòu)成一個網(wǎng)絡系統(tǒng)，但是這種系統(tǒng)對于鐵路車輛運行過程中的很多異常情況都不能及時發(fā)現(xiàn)，因此難以監(jiān)測得到準確的數(shù)據(jù)。所以，建立一個自動化、智能化的鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)對于鐵路車輛的安全運行具有十分重要的意義。

2 鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設

2.1 鐵路車輛運行安全監(jiān)控設備現(xiàn)狀

（1）紅外線軸溫探測設備，車輛軸溫智能監(jiān)測系統(tǒng)主要是在鐵路兩側(cè)安裝紅外線軸溫探測設備，通過該設備可以獲取車輛運行過程中的軸承溫度，并且通過與信號設備的結(jié)合，獲得更精準的溫度測量值和熱軸預報精確率，為熱切軸故障的防范提供依據(jù)。

（2）高速攝像設備。攝像設備是對鐵路車輛運行過程中的情況進行監(jiān)測的重要設施設備，包括貨車故障軌邊圖像檢測系統(tǒng)、客車故障軌旁圖像檢測系統(tǒng)、動車組運行故障圖像檢測系統(tǒng)三個部分，主要利用軌道邊設置的高速攝像頭對車輛運行過程中的側(cè)面以及底部的畫面進行實時拍攝。在該系統(tǒng)中集成了圖像自動識別系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)任何安全故障，都可以自動化報警，給技術(shù)人員提供維修依據(jù)。

（3）力學監(jiān)測設備。力學監(jiān)測設備是利用軌道測試平臺對運行過程中的鐵路車輛設備的輪軌之間的動力學參數(shù)進行動態(tài)監(jiān)測的設備，可以自動識別車輛的運行狀態(tài)，并且能夠?qū)Ξ惓５那闆r發(fā)出警報，追蹤異常情況的變化。

（4）聲學診斷設備。聲學診斷設備是安裝車輛滾動軸承故障軌的設備，其中的主要部件是聲學傳感器，通過傳感器可以采集車輛運行過程中軸承的振動聲音信號，從而實現(xiàn)對軸承故障類型以及故障程度的分析。

（5）車載安全監(jiān)測設備。安全檢測設備是一種全面監(jiān)測系統(tǒng)，主要對車輛運行過程中的熱軸事故、供電故障、制動系統(tǒng)故障等進行處理。

2.2 鐵路貨車運行安全監(jiān)控系統(tǒng)的完善

2.2.1 車輛TFDS圖像自動識別系統(tǒng)

圖像自動識別對于鐵路車輛的故障處理有十分重要的意義，當前有的鐵路運輸企業(yè)采用人工檢測的方式，由檢測人員對車輛運行過程中的圖像進行識別、分析，從而查找出故障部位以及故障原因，這種方式導致技術(shù)人員的工作量很大，而且人工識別方式會導致工作效率和準確性降低，難以有效保障作業(yè)質(zhì)量和效率。因此，為了提高動態(tài)檢測的效率以及質(zhì)量，在鐵路運輸企業(yè)中可以加強對TFDS圖像自動識別系統(tǒng)的應用。TFDS是地面安全監(jiān)測系統(tǒng)的簡稱，TFDS的應用能夠自動報警，并且提示出故障的部位，有效地提高了車輛運行過程中的故障識別效率以及精準度，為車輛設備的維修提供了準確的信息數(shù)據(jù)。針對當前TFDS圖像自動識別系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀，還應該要加強對主要車型及重要部位的自動識別試用驗證，驗證合格之后就可以實施設備自動識別與動態(tài)檢測員分工作業(yè)模式，真正降低傳統(tǒng)的人工作業(yè)的工作量。

2.2.2 貨車TWDS建設

TWDS又叫做貨車輪對尺寸動態(tài)檢測系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的人工檢測以及故障處理過程中，對于一些載貨量較大的貨車車輪的磨耗以及車輪圓周的磨損情況并不能準確而且及時地反映出來，貨車輪對尺寸動態(tài)檢測系統(tǒng)能夠動態(tài)檢測鐵路貨車的車輪外形的幾何尺寸，在運動過程中就可以開展檢測工作，包括對車輪直徑、車輪輪緣厚度、輪緣高度、輪緣垂直磨損等方面的檢測，實現(xiàn)對車輪輪對的及時監(jiān)控。在鐵路車輛設備運行過程中加強對貨車輪對尺寸動態(tài)檢測系統(tǒng)的建設，要注意幾個問題，第一，要進行整體布局，在系統(tǒng)建設過程中要將同線同向間距控制在800～1000km之內(nèi)，全面布局整個鐵路干線，形成全路閉環(huán)的TWDS檢測網(wǎng)絡。第二，TWDS探測站的選址應盡量與TPDS探測站保持一致，從而降低系統(tǒng)建設的成本。第三，TWDS一般設置在有站修作業(yè)場的路網(wǎng)性、區(qū)域性編組站前方最佳。

2.2.3 鐵路車輛TADS、TPDS的協(xié)調(diào)

TADS是貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)的簡稱，在鐵路車輛設備的運行監(jiān)測過程中，聲學設備以及力學設備的應用已經(jīng)十分廣泛，而且發(fā)揮了重要的作用，但就當前的應用情況來看，鐵路運行監(jiān)測系統(tǒng)中的TADS與TPDS兩個系統(tǒng)之間還沒有形成全路閉環(huán)的監(jiān)測網(wǎng)絡，所以導致車輛設備運行過程中的檢測不夠全面。對此，需要加快TADS、TPDS全路閉環(huán)監(jiān)測網(wǎng)絡的規(guī)劃建設，滿足當前時代對貨車運行的安全要求。TADS與TPDS系統(tǒng)的整合建設要注意三個問題：第一，要全面覆蓋鐵路車輛運行的主干線路，并且要進行聯(lián)網(wǎng)識別，提高車輛監(jiān)控水平。第二，要規(guī)劃好主要干線入口，把住提速區(qū)段入口關(guān)。第三，要消除一般干線中的探測盲點，實現(xiàn)對干線的全面監(jiān)控，并且強化其他干線的入口監(jiān)測，防止監(jiān)測遺漏現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.2.4 專家診斷系統(tǒng)系統(tǒng)

專家診斷系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)對鐵路車輛設備的運行監(jiān)測，還能實現(xiàn)故障處理，是未來鐵路企業(yè)發(fā)展過程中的一個重點建設內(nèi)容。專家系統(tǒng)結(jié)合了人工智能、計算機程序設計、數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡等相關(guān)技術(shù)，也是人工智能在各個領(lǐng)域?qū)嵺`產(chǎn)生的系統(tǒng)。通常認為專家系統(tǒng)主要包括五個部分，知識庫、推理機、人機接口、解釋器和事實獲取系統(tǒng)。專家系統(tǒng)與鐵路車輛設備故障診斷的結(jié)合，是提高鐵路車輛設備故障診斷和處理水平的重要途徑，可以及時發(fā)現(xiàn)各種車輛設備故障，為技術(shù)人員的維修提供支持和幫助。

3 結(jié)語

在鐵路運行過程中，車輛設備是十分重要的基礎(chǔ)設施，隨著鐵路運輸安全性要求越來越高，鐵路車輛設備也必須要滿足一定的要求，車輛設備在發(fā)生故障時，應該要具備完善的應急措施，能夠啟用備用設備，確保列車穩(wěn)定、安全運行。加強鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)的完善是鐵路企業(yè)發(fā)展過程中的重要任務，要結(jié)合當前鐵路運行安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀，對系統(tǒng)功能進行完善，提高系統(tǒng)工作性能。

[1]段樂．關(guān)于鐵路車輛運行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設的思考[J]．中小企業(yè)管理與科技旬刊，2016（05）．

[2]張志建．鐵路車輛運行安全監(jiān)控體系建設分析[J]．中國鐵路，2015（06）．

[3]郝庚熙．鐵路車輛運行安全監(jiān)控體系建設分析[J]．工業(yè)c，2016（06）．

U298

A

1671-0711（2017）10（下）-0170-02