鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)研究

劉彥飛

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

鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)研究

劉彥飛

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

鐵路運(yùn)輸企業(yè)是鐵路行業(yè)中的重要組成部分，隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的不斷發(fā)展，鐵路車輛越來越多，運(yùn)輸規(guī)模也越來越大，鐵路車輛運(yùn)行安全受到的關(guān)注程度越來越高。鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)是鐵路車輛安全運(yùn)行的基礎(chǔ)和前提，在鐵路車輛運(yùn)行過程中要加強(qiáng)對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控，及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理，提高鐵路車輛運(yùn)行安全性。本文對(duì)鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)問題進(jìn)行分析。

鐵路車輛；運(yùn)行安全管理；監(jiān)控系統(tǒng)；建設(shè)

隨著我國經(jīng)濟(jì)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(yùn)行水平有了很大程度的提升，但鐵路運(yùn)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(yùn)輸?shù)蔫F路貨車，為了提高鐵路運(yùn)輸水平，鐵路運(yùn)輸企業(yè)會(huì)加強(qiáng)貨車設(shè)備的配置，作為主要的貨運(yùn)方式，貨車的承載重量越來越大，對(duì)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(yùn)行過程中，往往可能會(huì)出現(xiàn)一些突發(fā)故障，對(duì)鐵路運(yùn)輸事業(yè)的安全性帶來影響，而且還會(huì)導(dǎo)致貨物運(yùn)輸被耽誤。對(duì)鐵路車輛運(yùn)行安全進(jìn)行監(jiān)督和管理是當(dāng)前鐵路運(yùn)輸過程中的一個(gè)重要內(nèi)容，有的鐵路運(yùn)輸企業(yè)在日常運(yùn)營過程中還存在一些問題，例如安全管理意識(shí)不強(qiáng)、維修維護(hù)工作不及時(shí)等，導(dǎo)致鐵路運(yùn)輸安全問題時(shí)有發(fā)生，車輛設(shè)備的故障得不到及時(shí)處理，帶來極其嚴(yán)重的后果。因此在鐵路事業(yè)的發(fā)展過程中必須要加強(qiáng)鐵路運(yùn)輸安全管理的力度，提高鐵路運(yùn)輸安全管理意識(shí)，要建立完善的鐵路運(yùn)輸安全管理體系，對(duì)鐵路車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，并且要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控，可以加強(qiáng)專家診斷系統(tǒng)的應(yīng)用，系統(tǒng)可以及時(shí)響應(yīng)，并且自動(dòng)處理一些基本的故障問題，以此提高鐵路運(yùn)輸安全水平。

1 鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的必要性

我國鐵路車輛的運(yùn)行速度不斷提高、行車密度不斷增大，因此要消除鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩[患。鐵路車輛運(yùn)行過程中信號(hào)設(shè)備易出現(xiàn)故障。鐵路信號(hào)檢測(cè)設(shè)備是確保鐵路正常安全運(yùn)行的各種設(shè)備，由各種信號(hào)顯示裝置、車站的電氣設(shè)備、鐵路一些主要的設(shè)備以及保證這些設(shè)備正常運(yùn)行的設(shè)備共同組成，例如信號(hào)繼電器、電源、控制設(shè)備、軌道電路等，信號(hào)設(shè)備會(huì)對(duì)列車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)有任何異常情況，都會(huì)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，便于技術(shù)人員對(duì)故障進(jìn)行解除，提高列車運(yùn)行安全性。當(dāng)信號(hào)設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，對(duì)車輛設(shè)備的運(yùn)行效率、準(zhǔn)確性等都有重要影響，進(jìn)而可能會(huì)導(dǎo)致傳輸信號(hào)不準(zhǔn)，不能及時(shí)反應(yīng)出鐵路車輛的運(yùn)行狀態(tài)，產(chǎn)生安全事故。當(dāng)前鐵路車輛運(yùn)行過程中產(chǎn)生故障的原因主要有以下幾個(gè)方面：第一，鐵路車輛的質(zhì)量差。車輛硬件以及軟件設(shè)備是鐵路車輛安全運(yùn)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(yīng)不靈敏、信號(hào)設(shè)備反應(yīng)不及時(shí)等，嚴(yán)重的老化、磨損等現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致車輛設(shè)備故障越來越嚴(yán)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(jìn)行工作的時(shí)候沒有按照相應(yīng)的規(guī)章制度進(jìn)行操作，因此導(dǎo)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(duì)鐵路車輛的運(yùn)行也產(chǎn)生很大影響。例如雷擊事故就可能導(dǎo)致鐵路車輛燒毀，進(jìn)而對(duì)整個(gè)鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行造成安全隱患。

當(dāng)前關(guān)于鐵路車輛故障的檢測(cè)一般都是利用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)，構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但是這種系統(tǒng)對(duì)于鐵路車輛運(yùn)行過程中的很多異常情況都不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因此難以監(jiān)測(cè)得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。所以，建立一個(gè)自動(dòng)化、智能化的鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于鐵路車輛的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。

2 鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

2.1 鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控設(shè)備現(xiàn)狀

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

（2）高速攝像設(shè)備。攝像設(shè)備是對(duì)鐵路車輛運(yùn)行過程中的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)的重要設(shè)施設(shè)備，包括貨車故障軌邊圖像檢測(cè)系統(tǒng)、客車故障軌旁圖像檢測(cè)系統(tǒng)、動(dòng)車組運(yùn)行故障圖像檢測(cè)系統(tǒng)三個(gè)部分，主要利用軌道邊設(shè)置的高速攝像頭對(duì)車輛運(yùn)行過程中的側(cè)面以及底部的畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝。在該系統(tǒng)中集成了圖像自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)任何安全故障，都可以自動(dòng)化報(bào)警，給技術(shù)人員提供維修依據(jù)。

（3）力學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)備。力學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)備是利用軌道測(cè)試平臺(tái)對(duì)運(yùn)行過程中的鐵路車輛設(shè)備的輪軌之間的動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的設(shè)備，可以自動(dòng)識(shí)別車輛的運(yùn)行狀態(tài)，并且能夠?qū)Ξ惓５那闆r發(fā)出警報(bào)，追蹤異常情況的變化。

（4）聲學(xué)診斷設(shè)備。聲學(xué)診斷設(shè)備是安裝車輛滾動(dòng)軸承故障軌的設(shè)備，其中的主要部件是聲學(xué)傳感器，通過傳感器可以采集車輛運(yùn)行過程中軸承的振動(dòng)聲音信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承故障類型以及故障程度的分析。

（5）車載安全監(jiān)測(cè)設(shè)備。安全檢測(cè)設(shè)備是一種全面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要對(duì)車輛運(yùn)行過程中的熱軸事故、供電故障、制動(dòng)系統(tǒng)故障等進(jìn)行處理。

2.2 鐵路貨車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)的完善

2.2.1 車輛TFDS圖像自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)

圖像自動(dòng)識(shí)別對(duì)于鐵路車輛的故障處理有十分重要的意義，當(dāng)前有的鐵路運(yùn)輸企業(yè)采用人工檢測(cè)的方式，由檢測(cè)人員對(duì)車輛運(yùn)行過程中的圖像進(jìn)行識(shí)別、分析，從而查找出故障部位以及故障原因，這種方式導(dǎo)致技術(shù)人員的工作量很大，而且人工識(shí)別方式會(huì)導(dǎo)致工作效率和準(zhǔn)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(dòng)態(tài)檢測(cè)的效率以及質(zhì)量，在鐵路運(yùn)輸企業(yè)中可以加強(qiáng)對(duì)TFDS圖像自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用。TFDS是地面安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，TFDS的應(yīng)用能夠自動(dòng)報(bào)警，并且提示出故障的部位，有效地提高了車輛運(yùn)行過程中的故障識(shí)別效率以及精準(zhǔn)度，為車輛設(shè)備的維修提供了準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)。針對(duì)當(dāng)前TFDS圖像自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，還應(yīng)該要加強(qiáng)對(duì)主要車型及重要部位的自動(dòng)識(shí)別試用驗(yàn)證，驗(yàn)證合格之后就可以實(shí)施設(shè)備自動(dòng)識(shí)別與動(dòng)態(tài)檢測(cè)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(shè)

TWDS又叫做貨車輪對(duì)尺寸動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的人工檢測(cè)以及故障處理過程中，對(duì)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(zhǔn)確而且及時(shí)地反映出來，貨車輪對(duì)尺寸動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)檢測(cè)鐵路貨車的車輪外形的幾何尺寸，在運(yùn)動(dòng)過程中就可以開展檢測(cè)工作，包括對(duì)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(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪輪對(duì)的及時(shí)監(jiān)控。在鐵路車輛設(shè)備運(yùn)行過程中加強(qiáng)對(duì)貨車輪對(duì)尺寸動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，要注意幾個(gè)問題，第一，要進(jìn)行整體布局，在系統(tǒng)建設(shè)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(gè)鐵路干線，形成全路閉環(huán)的TWDS檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。第二，TWDS探測(cè)站的選址應(yīng)盡量與TPDS探測(cè)站保持一致，從而降低系統(tǒng)建設(shè)的成本。第三，TWDS一般設(shè)置在有站修作業(yè)場(chǎng)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(dòng)軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，在鐵路車輛設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測(cè)過程中，聲學(xué)設(shè)備以及力學(xué)設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，而且發(fā)揮了重要的作用，但就當(dāng)前的應(yīng)用情況來看，鐵路運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的TADS與TPDS兩個(gè)系統(tǒng)之間還沒有形成全路閉環(huán)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，所以導(dǎo)致車輛設(shè)備運(yùn)行過程中的檢測(cè)不夠全面。對(duì)此，需要加快TADS、TPDS全路閉環(huán)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)，滿足當(dāng)前時(shí)代對(duì)貨車運(yùn)行的安全要求。TADS與TPDS系統(tǒng)的整合建設(shè)要注意三個(gè)問題：第一，要全面覆蓋鐵路車輛運(yùn)行的主干線路，并且要進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)識(shí)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(cè)盲點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)干線的全面監(jiān)控，并且強(qiáng)化其他干線的入口監(jiān)測(cè)，防止監(jiān)測(cè)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(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路車輛設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，還能實(shí)現(xiàn)故障處理，是未來鐵路企業(yè)發(fā)展過程中的一個(gè)重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容。專家系統(tǒng)結(jié)合了人工智能、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)技術(shù)，也是人工智能在各個(gè)領(lǐng)域?qū)嵺`產(chǎn)生的系統(tǒng)。通常認(rèn)為專家系統(tǒng)主要包括五個(gè)部分，知識(shí)庫、推理機(jī)、人機(jī)接口、解釋器和事實(shí)獲取系統(tǒng)。專家系統(tǒng)與鐵路車輛設(shè)備故障診斷的結(jié)合，是提高鐵路車輛設(shè)備故障診斷和處理水平的重要途徑，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種車輛設(shè)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(yùn)行過程中，車輛設(shè)備是十分重要的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著鐵路運(yùn)輸安全性要求越來越高，鐵路車輛設(shè)備也必須要滿足一定的要求，車輛設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該要具備完善的應(yīng)急措施，能夠啟用備用設(shè)備，確保列車穩(wěn)定、安全運(yùn)行。加強(qiáng)鐵路車輛運(yùn)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(wù)，要結(jié)合當(dāng)前鐵路運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行完善，提高系統(tǒng)工作性能。

[1]段樂．關(guān)于鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)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(yùn)行安全監(jiān)控體系建設(shè)分析[J]．中國鐵路，2015（06）．

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

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1671-0711（2017）10（下）-0170-02