盧 滸，羅業(yè)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(shù)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(yè)方式陳舊，方法落后，不僅效率低下，而且無法保證作業(yè)質(zhì)量和人身安全。隨著國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，列車高速、重載、大密度地開行，大大增加了列車技術(shù)檢查工作量和檢車員勞動強度。由于列車技術(shù)檢查質(zhì)量受氣候條件、職工素質(zhì)、心理狀態(tài)和人體疲勞等因素影響，技檢質(zhì)量不高將給行車安全埋下隱患，傳統(tǒng)的列檢作業(yè)方式越來越難適應(yīng)鐵路發(fā)展的需要[1]。

貨車故障軌邊圖像檢測系統(tǒng)（簡稱TFDS）的投入應(yīng)用，改變了列檢作業(yè)方式，提高了鐵路貨車安全防范系數(shù)，減輕了現(xiàn)場檢車員的勞動強度。但該系統(tǒng)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(chǎn)生原因，并采取相應(yīng)的措施加以改進顯得十分重要。

1 系統(tǒng)簡介

1.1 系統(tǒng)組成 TFDS系統(tǒng)由鐵道部查詢中心、鐵路局車輛運行安全監(jiān)測站、探測站、列檢檢測站及通信網(wǎng)絡(luò)組成[2]。

鐵道部查詢中心設(shè)置于鐵道部運輸局調(diào)度部，具體工作由車輛調(diào)度承擔(dān)，技術(shù)工作由車輛主管部門管理。查詢中心由雙機集群服務(wù)器、查詢終端以及配套設(shè)施構(gòu)成，通過鐵路計算機網(wǎng)絡(luò)與各鐵路局相連接。

鐵路局車輛運行安全監(jiān)測站設(shè)于鐵路局調(diào)度所，具體工作由紅外線調(diào)度承擔(dān)，技術(shù)工作由車輛處負(fù)責(zé)管理。監(jiān)測站由雙機集群服務(wù)器、監(jiān)控終端以及配套設(shè)施構(gòu)成，通過鐵路計算機網(wǎng)絡(luò)與列檢探測站連接。

探測站按鐵道部統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)置，由車輛段管理，實現(xiàn)對運行貨車故障的動態(tài)圖像檢測。探測站設(shè)備是TFDS的基本單元，室外設(shè)備主要由沉箱、側(cè)箱、室外分線箱、車輪傳感器和車號天線等構(gòu)成；室內(nèi)設(shè)備主要由車輛信息采集設(shè)備、圖像信息采集設(shè)備、車號信息采集設(shè)備、控制設(shè)備、電源及信號防雷設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等構(gòu)成。

列檢檢測站設(shè)在列檢作業(yè)場，由車輛段管理。列檢檢測站由服務(wù)器、部件信息瀏覽終端、電源防雷設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、打印機等構(gòu)成，通過光纜與探測站連接。

鐵路計算機網(wǎng)絡(luò)由信息部門管理和維護，傳輸通道由電務(wù)部門管理，運營商負(fù)責(zé)維護，實現(xiàn)鐵道部查詢中心、鐵路局車輛運行安全監(jiān)測站、探測站、列檢檢測站之間的信息傳輸[2]。

1.2 系統(tǒng)原理 TFDS系統(tǒng)是一套集高速數(shù)字圖像采集、大容量圖像數(shù)據(jù)實時處理和精確定位、模式識別技術(shù)于一體的智能系統(tǒng)。系統(tǒng)利用軌邊高速攝像機，拍攝通過貨物列車車輛的底部和側(cè)下部圖像，經(jīng)計算機處理后傳輸?shù)绞覂?nèi)分析室。室內(nèi)檢車員對抓拍到的圖像進行分析、判別有關(guān)故障，從而達(dá)到動態(tài)檢測車輛主要技術(shù)狀態(tài)，重點防止制動梁脫落事故，及時發(fā)現(xiàn)搖枕頭、側(cè)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(tǒng)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(tài)圖像采集。采集結(jié)束后圖像傳輸服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)將圖像快速傳至列檢檢測中心，室內(nèi)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(yù)報給室外檢車員上線確認(rèn)、維修。室內(nèi)檢車員標(biāo)注、填報的數(shù)據(jù)信息經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳路局服務(wù)器再傳鐵道部服務(wù)器。其工作流程如圖1所示[3]。

圖1 TFDS系統(tǒng)工作流程圖

1.4 系統(tǒng)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(biāo)簽信息，并提取車次、車型、車號，自動拍攝貨車底部及側(cè)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(wù)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(tài)檢車員標(biāo)注、填報的故障信息能夠自動儲存到服務(wù)器并上傳到基層節(jié)點、鐵路局、鐵道部雙機集群服務(wù)器。系統(tǒng)自動儲存并打印相關(guān)臺帳報表。

1.4.3 鐵路局車輛運行安全監(jiān)測站 實時接收并儲存全局TFDS探測設(shè)備探測的鐵路貨車信息和故障信息，以網(wǎng)頁形式實時顯示，能對存儲的信息進行查詢、統(tǒng)計、分析，實時監(jiān)控全局TFDS探測設(shè)備運行狀態(tài)，能反查TFDS探測設(shè)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(shè)備探測的鐵路貨車信息和故障信息，以網(wǎng)頁形式實時顯示，能對存儲的信息進行查詢、統(tǒng)計、分析，實時監(jiān)控全路TFDS探測設(shè)備運行狀態(tài)，能反查TFDS探測設(shè)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(xiàn)場實際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)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(xiàn)場又時有發(fā)生，特別是地處路網(wǎng)末梢和非提速區(qū)段的路局，大量老舊殘的非提速車輛在管內(nèi)運行。非提速車輛的大部件裂紋，如轉(zhuǎn)8A轉(zhuǎn)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(fā)車輛配件折斷脫落和車輛脫軌顛覆事故的發(fā)生。

為解決圖片像素不高問題，建議采用高像素數(shù)字?jǐn)z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(tài)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(tài)檢車員長時間查看色彩單一的圖片容易產(chǎn)生視覺疲勞。以4班制每班工作12 h作業(yè)20列（每列50輛）的中間部工位動態(tài)檢車員為例，在200 m in內(nèi)需看圖技檢最少2.1萬張單圖，容易產(chǎn)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(tǒng)疑似故障圖

運用部門因其安全職責(zé)所在，一貫堅持“寧可錯殺，也不放過”的原則，當(dāng)此類疑似故障發(fā)生在直通貨物列車時，動態(tài)檢車員必須對列車進行攔停，室外檢車員再趕赴現(xiàn)場對故障進行確認(rèn)，等完成攔停、檢查、確認(rèn)、放行整個流程，已經(jīng)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(shù)字?jǐn)z像機，以便動態(tài)檢車員判別疑似故障，防止產(chǎn)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(xiàn)象（如圖3所示）。動態(tài)檢車員無法發(fā)現(xiàn)曝光圖片中的故障，給行車埋下安全隱患。

圖3 TFDS系統(tǒng)曝光圖

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

2.4 雨天圖片模糊 雖然TFDS已經(jīng)設(shè)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(nèi)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(tài)拍攝的圖片質(zhì)量差，突出表現(xiàn)在底部拍攝的部件圖片模糊不清（如圖4所示）。

圖4 TFDS系統(tǒng)雨天圖

動態(tài)檢車員無法發(fā)現(xiàn)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(yīng)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(yīng)可自動遠(yuǎn)程控制吹掃灰塵，保證設(shè)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(nèi)的貨物列車探測，但在實際運用中，因列車突然調(diào)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(xiàn)車不相符的情況發(fā)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(diào)整數(shù)字?jǐn)z像機拍照速度的功能，消除漏探、丟圖、竄圖等現(xiàn)象。

2.6 無法屏蔽單機和重型軌道車 TFDS系統(tǒng)雖然能夠屏蔽客車，但單機和重型軌道車（軌汽）通過時，系統(tǒng)仍自動開機探測。由于系統(tǒng)接車時會自動發(fā)出提示音報警，若單機和軌汽通過時動態(tài)檢車員正在間休或?qū)ζ渌浳锪熊囘M行技術(shù)檢查，動態(tài)檢車組長需對過車信息進行確認(rèn)是否為單機和軌汽，或是正常貨物列車通過需準(zhǔn)備作業(yè)，這樣既影響了職工的間休，也對正在作業(yè)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(dāng)單機和軌汽通過時，系統(tǒng)自動識別并屏蔽，既杜絕了對職工間休和作業(yè)的干擾，也減少了開機所帶來的設(shè)備和能源損耗，從而延長設(shè)備使用壽命。

3 軟件方面

3.1 故障庫故障名稱不全 現(xiàn)場運用中動態(tài)檢車員需對發(fā)現(xiàn)的故障進行加載提交，組長對組員提交的故障進行確認(rèn)并正確上傳鐵道部，未標(biāo)注提交上傳默認(rèn)為漏檢。然而，TFDS系統(tǒng)內(nèi)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(guān)閉等重大故障都無法加載提交。若該故障引發(fā)列車中途車輛故障和事故需定責(zé)，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(tài)故障庫：

1）按鐵道部有關(guān)規(guī)定規(guī)范修改故障庫的故障名稱，確保故障名稱的適宜性。

2）增設(shè)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(tǒng)一更新故障庫。

3.2 報表數(shù)據(jù)統(tǒng)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(tǒng)計》2個表內(nèi)統(tǒng)計的過車總輛數(shù)不一致，不利于數(shù)據(jù)分析、工作量統(tǒng)計等。

為解決報表數(shù)據(jù)統(tǒng)計錯誤問題，建議統(tǒng)一軟件數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法。統(tǒng)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(tǒng)計》2個表內(nèi)統(tǒng)計的過車總輛數(shù)的計算方法，避免數(shù)據(jù)統(tǒng)計重復(fù)。

3.3 攔停故障報表內(nèi)容不全 TFDS運用軟件平臺中的《攔停故障報表》內(nèi)只有6項攔停內(nèi)容，不符合新《運規(guī)》第72條的規(guī)定以及運裝貨車電[2010]2286號文的有關(guān)要求?！稊r停故障報表》內(nèi)應(yīng)有9項攔停內(nèi)容，漏了軸端螺栓折斷丟失、折角塞門關(guān)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(tǒng)攔停故障添加功能，如軸端螺栓折斷、丟失和折角塞門關(guān)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(jù)需求自由添加，使系統(tǒng)報表真實性和完整性。

3.4 檢車監(jiān)控數(shù)據(jù)保存期不長 TFDS系統(tǒng)檢車只能調(diào)閱3個月的監(jiān)控數(shù)據(jù)，當(dāng)動態(tài)檢車員技檢過的車輛發(fā)生事故和輛故超過3個月定責(zé)時，無法調(diào)閱有關(guān)檢車監(jiān)控數(shù)據(jù)。以南寧南列檢作業(yè)場為例，2011年1月2日18時調(diào)閱南昆線上行TFDS檢車監(jiān)控記錄，發(fā)現(xiàn)只能查到2010年10月1日11：44分以后1624列51204輛的檢車監(jiān)控數(shù)據(jù)，之前數(shù)據(jù)已自動清除。不符合鐵道部運輸局《關(guān)于公布〈貨車安全防范系統(tǒng)運用管理細(xì)則（試行）〉的通知》（運裝貨車[2007]102號）的文件精神，動態(tài)檢車組臺帳數(shù)據(jù)等應(yīng)保存不少于1個段修期。

為此，建議延長檢車監(jiān)控數(shù)據(jù)保存期，在增大服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲器容量的同時修改軟件程序，系統(tǒng)自動保存過車信息不少于1個段修期。

3.5 系統(tǒng)不能自動識別貨車車輛故障 TFDS系統(tǒng)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(dǎo)致漏檢。

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

4 結(jié)束語

TFDS系統(tǒng)自2006年的投入使用5年來，列檢作業(yè)方式實現(xiàn)了革命性和歷史性的轉(zhuǎn)變，有效降低了列檢作業(yè)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(tǒng)在運用中存在的問題，不斷完善系統(tǒng)的各項功能，提高保安全能力，為保證鐵路運輸安全發(fā)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(tài)圖像檢測系統(tǒng)[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(tǒng)貨車專業(yè)優(yōu)秀大學(xué)畢業(yè)生持續(xù)培養(yǎng)培訓(xùn)班培訓(xùn)材料[Z].成都：西南交通大學(xué)機械工程學(xué)院，2010.

[4]鐵道部.鐵路貨車運用維修規(guī)程[M].北京：中國鐵道出版社，2010