提高車(chē)輛TFDS檢測(cè)效率的方法研究及其應(yīng)用

李哲

（中國(guó)鐵路太原局集團(tuán)有限公司 太原北車(chē)輛段，山西 太原 030003）

0 引言

鐵路貨車(chē)故障軌邊圖像檢測(cè)系統(tǒng)（TFDS）在鐵路運(yùn)輸中起到十分顯著的安全防范作用。TFDS動(dòng)態(tài)檢測(cè)能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障、及時(shí)傳遞故障信息、綜合分析判斷典型故障，是車(chē)輛運(yùn)用工作的重要組成部分，也是車(chē)輛運(yùn)用部門(mén)預(yù)防貨車(chē)運(yùn)行隱患、提高貨車(chē)運(yùn)用安全水平、確保貨車(chē)安全運(yùn)行的最直接、最有效的方法和手段之一[1-3]。隨著鐵路貨運(yùn)的發(fā)展，尤其是提速、重載及貨運(yùn)增量等要求的提出[4-5]，如何能夠進(jìn)一步提高TFDS動(dòng)態(tài)檢測(cè)在使用中的工作效率和準(zhǔn)確性，讓工作人員能夠更好地預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)故障就顯得尤為重要。

1 提高檢測(cè)效率的方法

TFDS工作人員在進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量有關(guān)故障類型、故障部位、故障車(chē)輛編掛位置等數(shù)據(jù)，同時(shí)也會(huì)接收大量有關(guān)車(chē)輛信息、來(lái)車(chē)方向、編組情況等信息數(shù)據(jù)[6-7]。以太原北車(chē)輛段2018年度TFDS動(dòng)態(tài)檢測(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合TFDS動(dòng)態(tài)檢車(chē)員的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，整理總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)提高工作效率的一系列方法，稱為“情境描述法”，即通過(guò)收集一段時(shí)間內(nèi)車(chē)輛故障的相關(guān)信息，如來(lái)車(chē)方向、高重復(fù)性的相同故障等，分析故障發(fā)生的原因并還原發(fā)生情景，幫助工作人員在后續(xù)工作中更快捷高效地查找故障并起到一定的故障預(yù)警作用。該方法結(jié)合太原北車(chē)輛段管轄區(qū)域內(nèi)的作業(yè)特點(diǎn)，根據(jù)車(chē)輛發(fā)生的故障建立對(duì)應(yīng)情境，讓工作人員更好地預(yù)警故障，更加精準(zhǔn)地重點(diǎn)檢查車(chē)輛關(guān)鍵部位，以及更有針對(duì)性地追蹤故障軌跡。

2 不同故障場(chǎng)景的應(yīng)用分析

鐵路貨運(yùn)車(chē)輛需通過(guò)TFDS及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障。但由于造成貨車(chē)各種故障的原因非常多，一般不容易尋找到故障發(fā)生規(guī)律。太原北車(chē)輛段利用TFDS，根據(jù)管轄內(nèi)運(yùn)用車(chē)間檢測(cè)區(qū)域的特點(diǎn)，通過(guò)收集貨車(chē)信息和故障信息等數(shù)據(jù)，分析不同來(lái)車(chē)路徑方向的貨車(chē)哪個(gè)部位容易發(fā)生故障；對(duì)列車(chē)編組表中標(biāo)有“不良貨車(chē)”“有調(diào)中轉(zhuǎn)車(chē)”和“無(wú)調(diào)中轉(zhuǎn)車(chē)”進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。針對(duì)車(chē)輛部件的折斷、丟失和制動(dòng)系統(tǒng)故障、搭載異物等危及行車(chē)安全的隱患，分析產(chǎn)生故障的“情境”。

2.1 統(tǒng)計(jì)來(lái)車(chē)方向故障數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生故障的原因

2.1.1 人員操作不規(guī)范造成的閘瓦插銷故障

在統(tǒng)計(jì)閘瓦插銷丟失或折斷的故障時(shí)，工作人員發(fā)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)中“修文上行”線路方向占比較大。2018年共194件閘瓦插銷故障中，該方向有70件，占比36.0%（見(jiàn)圖1）。

圖1 各來(lái)車(chē)方向閘瓦插銷折斷、丟失故障占比

經(jīng)工作人員分析后發(fā)現(xiàn)，該線路方向的貨車(chē)主要是專用線裝車(chē)的重車(chē)或有摘掛作業(yè)的車(chē)輛。而這類車(chē)輛產(chǎn)生此種故障的情境是裝卸人員在作業(yè)過(guò)程中為了防止溜車(chē)，卸下閘瓦插銷卡在人力制動(dòng)機(jī)的機(jī)械部分，從而造成該類故障。

如摘掛作業(yè)，太原北車(chē)輛段TFDS集中檢測(cè)中心，作業(yè)修文上行41066次編組48輛（摘掛列車(chē)），動(dòng)態(tài)檢車(chē)員作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)后42位C70“前臺(tái)制動(dòng)梁、搖枕”部位1位閘瓦插銷折斷，經(jīng)榆次車(chē)間榆西作業(yè)場(chǎng)鑒定為丟失（見(jiàn)圖2），進(jìn)行添補(bǔ)處理。

圖2 修文上行41066次列車(chē)閘瓦插銷丟失

2.1.2 調(diào)速通過(guò)探測(cè)站產(chǎn)生緩解不到位

TFDS檢測(cè)時(shí)并不能完全根據(jù)一些制動(dòng)機(jī)緩解不徹底的圖片來(lái)確定其制動(dòng)機(jī)故障，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)工作人員發(fā)現(xiàn)太中銀上行方向列車(chē)出現(xiàn)制動(dòng)機(jī)緩解不到位的圖片占比很大。在2018年度發(fā)現(xiàn)的共221件故障圖片中，太中銀上行方向就有89件，占比40.3%（見(jiàn)圖3）。

這些制動(dòng)機(jī)緩解不到位的圖片最終有很大一部分并沒(méi)有被確認(rèn)為制動(dòng)機(jī)故障。工作人員分析后發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種情況的情境是因?yàn)橐恍o(wú)調(diào)中轉(zhuǎn)列車(chē)會(huì)在軒崗方向、太中銀方向的長(zhǎng)大下坡道進(jìn)行調(diào)速。調(diào)速時(shí)恰巧經(jīng)過(guò)探測(cè)站，因此在TFDS圖片中會(huì)有緩解不到位的情況發(fā)生（見(jiàn)圖4）。

圖3 各來(lái)車(chē)方向制動(dòng)機(jī)緩解不到位TFDS圖片占比

圖4 制動(dòng)機(jī)緩解不徹底

在此情境分析下，工作人員不能隨意根據(jù)TFDS圖像確定故障。太原北車(chē)輛段TFDS集中檢測(cè)中心因此規(guī)定，當(dāng)編組車(chē)輛有不間斷且連續(xù)3個(gè)以上貨車(chē)制動(dòng)缸緩解不徹底，不列為故障。同時(shí)，制動(dòng)機(jī)緩解不徹底的情況也可能受到季節(jié)情境的影響。冬季時(shí)當(dāng)一列編組列車(chē)中有3個(gè)以上貨車(chē)連續(xù)車(chē)輛制動(dòng)機(jī)緩解不到位，很可能是由于溫度較低導(dǎo)致制動(dòng)缸內(nèi)彈簧動(dòng)作不靈敏。在一列編組運(yùn)行的列車(chē)中，當(dāng)有1個(gè)制動(dòng)缸沒(méi)有緩解時(shí)，工作人員需與上一監(jiān)測(cè)站TFDS圖像進(jìn)行比對(duì)，查詢控制距離（制動(dòng)缸活塞行程的大小與控制桿頭位置有關(guān)），查看閘瓦貼輪的間隙大小進(jìn)行判斷，情況相同時(shí)再判定為制動(dòng)機(jī)緩解不徹底。

2.1.3 作業(yè)不規(guī)范造成車(chē)輛攜帶配件

TFDS檢測(cè)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)車(chē)輛配件搭放在枕梁孔、橫梁孔等部位，尤其以閘瓦居多，會(huì)對(duì)行車(chē)安全造成危害。在車(chē)輛轉(zhuǎn)向、車(chē)體振動(dòng)時(shí)極易導(dǎo)致該類部件掉落，存在對(duì)道岔、鋼軌、車(chē)輛輪對(duì)等造成破壞性損害的隱患。

太原北車(chē)輛段2018年發(fā)現(xiàn)的車(chē)輛攜帶車(chē)輛配件情況有554件，其中石太下行方向就有226件，占比40.8%（見(jiàn)圖5）。

圖5 各方向車(chē)輛攜帶車(chē)輛配件故障占比

分析發(fā)現(xiàn)，石太線下行、靈丘下行方向的列車(chē)大部分是技術(shù)直達(dá)列車(chē)，該線路的部分鐵路列檢人員技檢作業(yè)完成后，并沒(méi)有及時(shí)回收從車(chē)輛上卸下的舊閘瓦，而是直接放到了枕梁孔或橫梁孔中（見(jiàn)圖6）。

圖6 車(chē)輛攜帶配件故障檢測(cè)結(jié)果

2.2 了解車(chē)輛裝載信息及情境分析原因

2.2.1 編組場(chǎng)列車(chē)與從板相關(guān)故障

在分析一些車(chē)輛信息數(shù)據(jù)時(shí)，如有調(diào)中轉(zhuǎn)列車(chē)標(biāo)明有改編的列車(chē)或是從編組場(chǎng)始發(fā)的列車(chē)，會(huì)發(fā)生車(chē)鉤的從板斷裂或從板鉚釘斷裂故障。

在研究此類情境時(shí)，發(fā)現(xiàn)有時(shí)因?yàn)闄C(jī)車(chē)連掛車(chē)輛時(shí)速度快，產(chǎn)生了“重鉤”（《鐵路技術(shù)管理規(guī)程（普速鐵路部分）》（簡(jiǎn)稱《技規(guī)》）規(guī)定：接近被連掛的車(chē)輛時(shí)，速度不超過(guò)5 km/h）；還有一些機(jī)車(chē)牽引列車(chē)啟動(dòng)時(shí)初速度快而產(chǎn)生了“帶鉤”（《技規(guī)》規(guī)定：起動(dòng)穩(wěn)，加速快，精心操縱，停車(chē)準(zhǔn)確，按規(guī)定鳴笛，防止列車(chē)沖動(dòng)和斷鉤）[8]；另外，貨車(chē)重車(chē)從駝峰溜放速度過(guò)快也會(huì)造成從板鉚釘折斷，導(dǎo)致從板間隙過(guò)大及后從板變形或斷裂（見(jiàn)圖7）。

圖7 從板斷裂故障圖像

2.2.2 特殊車(chē)型不同設(shè)備位置

當(dāng)TFDS圖片中截?cái)嗳T(mén)處于關(guān)閉位置時(shí)，工作人員需重點(diǎn)查看是否為制動(dòng)缸發(fā)生故障。這類故障多數(shù)是制動(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)管系統(tǒng)發(fā)生漏風(fēng)或機(jī)械系統(tǒng)發(fā)生故障，大多屬于閘調(diào)器破損或閘瓦磨脫。

有些車(chē)型貨車(chē)為2套制動(dòng)系統(tǒng)，主要是長(zhǎng)大貨車(chē)、SQ型雙層車(chē)、C80型鋁合金浴盆敞車(chē)，檢測(cè)該類車(chē)型時(shí)需找到2個(gè)截?cái)嗳T(mén)并觀察其狀態(tài)，如為關(guān)閉狀態(tài)則需工作人員繼續(xù)對(duì)制動(dòng)管系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行檢查（見(jiàn)圖8）。

圖8 制動(dòng)系統(tǒng)TFDS故障圖片

3 提高TFDS動(dòng)態(tài)檢測(cè)效率的建議

3.1 加強(qiáng)工作人員業(yè)務(wù)能力培養(yǎng)

TFDS動(dòng)態(tài)檢測(cè)工作需要工作人員具有較強(qiáng)的工作能力。作業(yè)人員要熟記作業(yè)指導(dǎo)書(shū)要求，規(guī)范作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)不太直觀的故障要具備足夠的思維能力和空間理解力。同時(shí)，熟練掌握車(chē)輛及配件的基本外形和相互關(guān)系，能夠把二維抽象圖片轉(zhuǎn)換成三維實(shí)際故障場(chǎng)景。TFDS檢測(cè)人員需具有足夠豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)實(shí)際車(chē)輛故障情況有深入理解。建議與現(xiàn)場(chǎng)技檢作業(yè)人員進(jìn)行業(yè)務(wù)探討和交流。

3.2 加深故障分析交流和訓(xùn)練

對(duì)于車(chē)輛典型故障、重點(diǎn)故障，可組織工作人員進(jìn)行“情境描述”，結(jié)合車(chē)輛數(shù)據(jù)、故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，綜合分析故障產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)。當(dāng)某條線路出現(xiàn)該故障的數(shù)量占該故障總數(shù)的比例較大時(shí)，就需分析該線路特點(diǎn)，利用“情境描述法”分析該條線路出現(xiàn)較多此類故障的原因，推斷還原實(shí)際作業(yè)場(chǎng)景。以此來(lái)提高職工對(duì)故障的識(shí)別速度，提高工作效率，同時(shí)起到故障預(yù)警和提示作業(yè)的目的。

3.3 利用好“大數(shù)據(jù)”平臺(tái)

TFDS工作管理人員可將工作過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納、總結(jié)，對(duì)車(chē)輛的歷史數(shù)據(jù)、故障分布情況、運(yùn)營(yíng)時(shí)間和里程、運(yùn)行線路、運(yùn)營(yíng)類型進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和比對(duì)[9-10]。縱向?qū)Ρ葋?lái)車(chē)方向及車(chē)輛信息等關(guān)系尋找故障產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)，橫向?qū)Ρ裙收吓c故障間的關(guān)系來(lái)分析其關(guān)聯(lián)性。同時(shí)，工作人員需做好有關(guān)TFDS檢測(cè)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)備和分析，為智能檢測(cè)提供足夠數(shù)量、全面豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，將大大提高鐵路車(chē)輛運(yùn)用、檢測(cè)的工作效率。