高職鐵道車輛技術(shù)專業(yè)校內(nèi)TVDS實(shí)訓(xùn)室建設(shè)研究

文/廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉志運(yùn)

鐵路客車故障軌旁圖像檢測(cè)系統(tǒng)(TVDS)是基于線陣掃描技術(shù)和紅外線性激光光源技術(shù)經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)展而來,集廣角拍攝技術(shù)、大容量圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)和精確定位技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù),智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)于一體,對(duì)列車底部、側(cè)面下部、車號(hào)部分等進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像檢測(cè),實(shí)現(xiàn)過車信息、故障及其圖像、檢修處理信息和車輛部件圖像等數(shù)據(jù)的精確采集和及時(shí)上報(bào),檢車員可以通過查看圖像信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)列車故障。徹底改變了鐵路車輛列檢作業(yè)基本靠檢車員人工檢查的作業(yè)方式,大大提高了鐵路車輛檢修和使用效率。因此,建設(shè)鐵道車輛技術(shù)專業(yè)TVDS實(shí)訓(xùn)室已是大勢(shì)所趨,是辦好鐵道車輛技術(shù)專業(yè)的必經(jīng)之路。

一、鐵道車輛技術(shù)專業(yè)TVDS實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的必要性

在車輛運(yùn)行安全檢測(cè)領(lǐng)域,鐵路行業(yè)在定期對(duì)車輛狀態(tài)進(jìn)行靜態(tài)檢查的基礎(chǔ)上,增加了動(dòng)態(tài)安全檢測(cè)手段,即在列車運(yùn)行過程中利用沿線地面設(shè)備對(duì)車輛中關(guān)鍵走形部件的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。車輛動(dòng)態(tài)檢測(cè)是當(dāng)今客、貨車運(yùn)用檢修的重要環(huán)節(jié),也是提前預(yù)防事故發(fā)生的重要手段,一般需要客、貨車探測(cè)站和列檢復(fù)示、車輛段復(fù)示等多個(gè)部分協(xié)同配合。鐵道車輛技術(shù)專業(yè)學(xué)生需要了解檢測(cè)技術(shù)在車輛運(yùn)用中的重要性,掌握檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和傳感器的工作原理,掌握“5T系統(tǒng)”檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用與檢測(cè)設(shè)備維修,TVDS為“5T”五大系統(tǒng)之一。

隨著車輛動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)的日漸成熟,客、貨車動(dòng)態(tài)檢測(cè)與維修技術(shù)逐漸走進(jìn)課堂,鐵路企業(yè)對(duì)TVDS系統(tǒng)的運(yùn)用和維護(hù)技術(shù)人員的需求量也隨之增長(zhǎng)。作為廣東省乃至嶺南鐵道車輛技術(shù)專業(yè)高端技能型人才培養(yǎng)的傳統(tǒng)學(xué)校,應(yīng)肩負(fù)起為華南地區(qū)輸送合格的客、貨車檢修專業(yè)人才的重任。由于鐵路企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全和生產(chǎn)壓力大,不太可能為學(xué)生提供實(shí)車和場(chǎng)地,因此讓學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)并不現(xiàn)實(shí)。

基于以上要求,加強(qiáng)校內(nèi)TVDS實(shí)訓(xùn)室的建設(shè),讓學(xué)生在學(xué)校階段就能夠基本掌握TVDS系統(tǒng)的運(yùn)用與維護(hù)技能十分必要。

二、TVDS實(shí)訓(xùn)室建設(shè)可行性分析

TVDS實(shí)訓(xùn)室采用硬件和模擬系統(tǒng)相互配合,可以將客車故障遠(yuǎn)程檢測(cè)與運(yùn)用維修場(chǎng)景在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)實(shí)現(xiàn),比如探測(cè)站設(shè)備,包括軌邊設(shè)備、控制機(jī)柜、服務(wù)器機(jī)柜等,實(shí)現(xiàn)設(shè)備基本功能的展示,設(shè)備原理展現(xiàn),模擬現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)作,可達(dá)到實(shí)做與教學(xué)的一體化平臺(tái)要求。

同時(shí),TVDS實(shí)訓(xùn)室能夠根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書的要求配置轉(zhuǎn)向架及牽引電機(jī)在模擬線路上牽引替代真實(shí)運(yùn)行線路上的車輛,實(shí)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)模擬真實(shí)車輛運(yùn)行過程中故障檢測(cè)與排查及軌邊設(shè)備日常保養(yǎng)與維護(hù)的目標(biāo)。

三、TVDS實(shí)訓(xùn)室建設(shè)系統(tǒng)組成

TVDS系統(tǒng)由探測(cè)站軌邊設(shè)備、探測(cè)站機(jī)房室內(nèi)設(shè)備及監(jiān)測(cè)站設(shè)備組成,其中,軌邊設(shè)備主要包括沉箱、側(cè)箱、高速圖像采集器、補(bǔ)償光源陣列、車輪傳感器、車號(hào)智能識(shí)別天線等;探測(cè)站機(jī)房室內(nèi)設(shè)備主要包括圖像信息采集主機(jī)、車號(hào)智能識(shí)別裝置、車輛信息控制主機(jī)、防雷裝置、室外設(shè)備控制箱、UPS電源等;監(jiān)測(cè)站設(shè)備主要包括服務(wù)器、工位檢車終端、網(wǎng)絡(luò)通信及接口設(shè)備、防雷裝置和UPS電源等。

TVDS模擬教學(xué)系統(tǒng)主要模擬探測(cè)站設(shè)備的工作過程,由軌邊設(shè)備、機(jī)柜設(shè)備和終端設(shè)備三部分組成,以模擬TVDS現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際動(dòng)作。TVDS模擬教學(xué)系統(tǒng)組成示意圖如圖1所示。

圖1 TVDS模擬教學(xué)系統(tǒng)組成示意圖

1.軌邊主要設(shè)備

軌邊設(shè)備安裝在軌下及軌兩側(cè),用來實(shí)現(xiàn)列車及車輛信息的探測(cè)和采集功能,主要部件包括:AEI室外天線、車輪傳感器、紅外線性激光光源、線陣相機(jī)、防護(hù)設(shè)備等。

2.機(jī)房主要設(shè)備

機(jī)房主要設(shè)備包括圖像信息采集工控機(jī)、服務(wù)器機(jī)柜、車輛信息采集工控機(jī)、磁盤陣列、控制機(jī)柜、控制箱、信號(hào)防雷裝置、AEI設(shè)備主機(jī)、雙機(jī)備份服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、KVM切換器、遠(yuǎn)程管理設(shè)備等。

四、TVDS實(shí)訓(xùn)室主要設(shè)備功能

1.車輛信息自動(dòng)采集功能

車輛信息自動(dòng)采集主要功能在于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)軸測(cè)速、計(jì)輛,形成完整的客車運(yùn)行信息實(shí)時(shí)采集,它主要通過AEI主機(jī)識(shí)別車號(hào)信息并通過采集車輪傳感器信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。

2.線陣圖像采集功能

線陣圖像采集范圍主要包括:相機(jī)位于軌外側(cè)由外向內(nèi)拍攝車體兩側(cè)及車體側(cè)下部,可視部位的外觀圖像,主要包含列車鉤緩裝置、制動(dòng)裝置、車體底架、車端連接部位、轉(zhuǎn)向架、車體側(cè)下部;相機(jī)位于兩鋼軌中間,由下向上拍攝車底,設(shè)備能夠?qū)蛙嚨撞考皞?cè)下部可視部件進(jìn)行線陣圖像采集,并按規(guī)則命名存貯。

3.車號(hào)識(shí)別功能

車號(hào)識(shí)別功能在于能夠自動(dòng)識(shí)別客車車號(hào)、車次,從而可實(shí)現(xiàn)車輛部件圖像與車號(hào)及位置之間的匹配關(guān)系。

4.外部數(shù)據(jù)具有交互功能

能夠根據(jù)需要與其它信息系統(tǒng)進(jìn)行信息交互。

5.自檢及遠(yuǎn)程維護(hù)功能

能夠定時(shí)對(duì)軌旁設(shè)備和專用通道進(jìn)行自檢,記錄自檢信息并及時(shí)進(jìn)行故障報(bào)警,從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備自檢及遠(yuǎn)程維護(hù)功能。作為設(shè)備維護(hù)人員,可遠(yuǎn)程監(jiān)控探測(cè)站設(shè)備狀態(tài),并可通過遠(yuǎn)程控制方式對(duì)探測(cè)站中的服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。

6.抗霧雨雪、沙塵及陽(yáng)光干擾功能

抗霧雨雪、沙塵及陽(yáng)光干擾功能在于相關(guān)設(shè)備在霧雨雪、沙塵及強(qiáng)烈陽(yáng)光條件下,系統(tǒng)能正常進(jìn)行圖像及數(shù)據(jù)采集。

五、TVDS實(shí)訓(xùn)室教學(xué)效果與預(yù)期成效

1.TVDS實(shí)訓(xùn)室教學(xué)及故障處理演示

(1)教學(xué)方式及效果

通過理論與實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)方式,讓學(xué)生近距離接觸TVDS設(shè)備的各組成設(shè)備,從原理、電氣特性、連接方式等方面提高學(xué)生對(duì)TVDS設(shè)備的認(rèn)識(shí)。

TVDS設(shè)備有部分軟件操作,可以先理論講解,再讓學(xué)生逐個(gè)到模擬教學(xué)系統(tǒng)中操作,加強(qiáng)學(xué)生的熟練度,達(dá)到教學(xué)目的。

(2)故障處理

TVDS模擬教學(xué)系統(tǒng)為模塊化設(shè)計(jì),可在專業(yè)人員的指導(dǎo)下,設(shè)置多個(gè)故障部位,方便講解故障的處理方法;另一方面,可考察學(xué)生自行解決故障的能力,比如保護(hù)門故障、相機(jī)故障等。

(3)測(cè)試配件完整性

TVDS模擬教學(xué)系統(tǒng)與TVDS設(shè)備具有零部件的通用互換性,可將TVDS現(xiàn)場(chǎng)有問題的零部件安裝在教學(xué)系統(tǒng)中,判斷和確定是否存在故障。

2.預(yù)期成效

本TVDS實(shí)訓(xùn)室建設(shè)以實(shí)際出發(fā),實(shí)踐與理論相結(jié)合,提高職業(yè)院校鐵道車輛技術(shù)專業(yè)鐵道車輛動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生技能水平。

第一,通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式,讓學(xué)生近距離接觸TVDS動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備,提高學(xué)生對(duì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備的認(rèn)識(shí)。同時(shí),讓學(xué)生到模擬教學(xué)系統(tǒng)中操作,加強(qiáng)熟練度,達(dá)到掌握軟件操作的目的。

第二,模擬教學(xué)系統(tǒng)為模塊化設(shè)計(jì),實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師可根據(jù)客車運(yùn)行過程中常出現(xiàn)的故障設(shè)置多個(gè)故障部位,實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的具體情況,以更加直觀的方式講解故障的處理方法。另一方面,通過轉(zhuǎn)向架牽引模擬真實(shí)過車,實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師向?qū)W生講解系統(tǒng)運(yùn)作原理,從而理解車輛構(gòu)造。

綜上所述,當(dāng)前企業(yè)對(duì)專業(yè)技術(shù)技能人才質(zhì)量提出了更高要求,而鐵道車輛技術(shù)專業(yè)具有實(shí)踐性和實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。通過TVDS實(shí)訓(xùn)室建設(shè),可實(shí)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)模擬真實(shí)車輛運(yùn)行過程中的故障檢測(cè)與排查,使學(xué)生熟悉TVDS系統(tǒng)的運(yùn)用。同時(shí),也可使學(xué)生熟悉軌邊設(shè)備功能及檢修標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程,掌握軌邊設(shè)備日常保養(yǎng)與維護(hù)技能。