货车运行故障动态图像检测系统(tfds) (1)

探讨货车运行故障动态图像监测系统在列检运用中存在的问题及改进措施摘要：本文通过对货车运行故障动态图像监测系统(tfds)的实际运用，简单介绍了货车运行故障动态图像监测系统(tfds)的结构、工作原理及流程，并收集整理了实际运用中存在的问题，提出了解决问题的建议及改进措施。

关键字：tfds系统运用问题措施中图分类号：u272文献标识码：a 文章编号：在铁路系统的优化整合，货物列车技术检查保证区段的延长，货车运用高速重载的高度要求下，货车检车技术迫切要求改进原始的作业方式，提高检车技术及工作效率。

铁道部提出了信息自动化技术在货车检车技术中的应用，投资了大量的人力、物力，采用先进、成熟、高效、可靠的技术，建成了货车运行故障动态图像监测系统——tfds系统。

1 tfds系统的工作原理及结构1.1 工作原理及流程货车运行故障动态图像检测系统(tfds)是一套集高速数字图像采集、大容量图像数据实时处理和精确定位、模式识别技术集于一体的智能系统。

系统由检测信息采集、信息处理传输和列检检测中心等设备构成，系统通过高速像机阵列，拍摄列车车底，侧架下部和侧架的全部可视信息，经数字化处理后显示于检测中心的信息终端上。

tfds系统的工作流程为：系统供电完成对设备的自检后等待列车到来，列车到来后车轮传感器工作输出信号到tfds系统前置箱，前置箱输出信号到控制计算机，控制计算机通过对信号的判断调中断程序执行命令指令输出信号到前置箱，前置箱输出信号使保护门工作，补偿光源工作，抗阳光干扰像机进行动态图像采集。

采集结束后图像传输服务器网络将图像快速传至列检检测中心，室内检车员利用终端浏览计算机通过客户端软件进行看图检测，其工作流程图如下图1所示。

图1：tfds系统工作流程图1.2 系统的主要构成tfds系统主要由图片信息采集系统，图片信息传输系统，列检检测中心，铁路局、铁道部复示系统等组成。

1.2.1 图片信息采集系统图片信息采集系统由车轮传感设备，光源补偿设备，高速像机阵列，aei车号设备及防护设备构成。

铁路货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）运用管理的探索作者：蒋远志来源：《科学与财富》2016年第09期摘要：针对铁路货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）检测范围及作业标准、作业流程，结合南宁铁路局柳州南站枢纽运用的实际情况，对现有TFDS系统运用管理主要问题进行分析，并提出了相应解决方案。

关键词：货车运行故障？TFDS系统？运用管理铁路货车运行故障动态图像检测系统（简称TFDS）的主要原理是运用计算机、网络通讯、自动控制和图像采集处理技术，将安装在铁路上的摄像装置摄取运行货车底部、侧部的图像，传输至数据服务器经处理后，由负责列车车辆检查的运用部门进行调阅检查，通过室内人员检查及时发现货车主要零部件故障情况，以便及时处理消除故障，确保行车安全。

TFDS 的应用改变了车辆运用技术检查传统作业方式，实现了由“人检人修”方式向“机检人修”方式过渡，对改善列检人员作业条件、提高作业效率和安全可靠性具有重要意义。

本文针对在南宁铁路局最大的货车编组站-柳州南站枢纽TFDS运用的相关问题进行分析，并提出相应的解决措施。

1 TFDS系统运用情况概述目前柳州南站枢纽一共设置有4套京天威公司生产的TFDS系统，分别安装在柳南湘桂线上、下行、焦柳下行和柳南双向到达咽喉处，由柳南二场运用车间负责集中检测和预报，实行分段包车作业模式，采取四班制、每班设置4个5人作业组，月均接车约3900列、20.7万辆，人均每月接车达4000辆，每百辆故障发现率为11.5件。

自2010年投入使用以来，大量减轻了列检人员的工作强度，提高了发现和处理故障能力。

TFDS系统作业数据量大对设备质量、人员素质及现场运用等环节提出了更高的要求。

2 TFDS系统运用问题分析2.1影响探测数据问题分析通过对柳州南站枢纽TFDS系统2015年探测情况（见表1）的统计分析，发现有5.66%的过车数据未能正常进行检测。

由于该系统设备自投入使用5年来，在设备维护部门不断加强维修人员技术业务水平和设备质量，不断提高设备的使用率和稳定性的情况下，突显数据未能正常探测的主要因素是窜图和灰图。

货车运行故障动态图像检测系统（TFDS-1）使用说明书武汉华目信息技术有限责任公司目录一、系统简介 (1)二、系统组成 (2)三、系统原理 (10)四、系统主要特点及技术参数 (11)五、系统安装 (14)六、系统维护与保养 (19)七、常见故障分析与处理 (29)八、系统产品易损件 (31)九、技术服务与支持 (31)一、系统简介(一) TFDS-1系统的定义货车运行故障动态图像检测系统（TFDS系统）的定义是：应用计算机、网络通讯、自动控制、软件识别和图像采集处理技术并引进科学的管理方法和系统化的开发方法，为铁路货车运行故障检测提供故障图片信息动态收集、存储、传输及预警服务，提高列检作业质量和效率以及车辆安全防范的水平，加强货车运行中故障基础信息收集、管理的人机系统。

(二)TFDS-1系统的检测范围TFDS系统应提供清晰可辨的图像，供室内检车员对直通货物列车车辆的可检测部位进行外观检查，重点检测配件下部及外侧。

检测范围和质量标准如下：1.滚动轴承外圈前端、前盖、承载鞍前端无裂损，轴端螺栓无丢失，滑动轴承轴箱及配件齐全。

2.侧架及一体式构架侧梁外侧、摇枕底部无裂损，侧架立柱磨耗板无窜出、丢失，交叉支撑装置盖板下平面无变形、破损，交叉杆无裂损、弯曲、变形，交叉杆支撑座无破损，轴箱及摇枕弹簧无窜出、丢失，外簧无折断，转K4型转向架弹簧托板底部无破损、斜楔主摩擦板无丢失。

3.钩尾框底部无裂损，钩尾框托板无裂损、螺栓螺母无丢失，从板、从板座、缓冲器底部无破损，钩尾扁销螺栓、螺母、开口销无丢失。

4.闸瓦托吊、制动梁支柱、槽钢及弓形杆无弯曲、变形、裂损，制动梁吊的圆销、开口销、U形插销（螺栓）无丢失，闸瓦、闸瓦插销无折断、丢失，下拉杆无变形、折断、丢失，安全吊无折断、脱落、丢失，制动梁支柱、下拉杆、固定杠杆支点、移动杠杆、上拉杆的圆销、开口销无折断、丢失。

5.制动缸、副风缸无松脱，闸调器无破损，各拉杆无折断。

简答题：（50题）答：目前货车使用提速转向架有：转8AG、转8G 、转K1、转K2、转K3、转K4、转K5、转K6型等。

型空气制动阀的组成？答：120型控制阀的主阀是由中间体、主阀、紧急阀、半自动缓解阀四个部分组成。

K2型转向架的构造组成？答：侧架、摇枕、轮对及轴承装置、中央弹簧减震装置、交叉支撑装置、双作用弹性旁承、答案：在作业前必须按规定插设安全防护装置，作业完了必须确认车下无人后方准撤除防护，插撤防护要正确传递号志，不得隔位或用对讲机进行传递，严禁无号志作业。

答案：列检作业在开始和结束前，要严格执行插、撤防护信号联锁传递办法，严禁在无防护信号的情况下进行检修作业，严禁在列车运行中处理故障。

基础制动装置。

?答：由内圈、滚子、保持架、外圈、密封罩、密封圈、密封座、中隔圈和附属部件的前盖、防松片、螺栓、后档、承载鞍组成。

答：列车主管压力达到规定压力时，将机车制动阀置于常用制动位置，减压100 kPa 由列车后部检车员确认最后一辆车发生制动作用，然后向司机显示缓解信号并确认缓解作用。

答：车体倾斜测量方法：用吊线锤挂于车顶端，侧面往下吊，量出吊线与端、侧梁之间的水平距离就是车体倾斜的尺寸。

K4提速转向架组成？答：侧架、承载鞍、摇动座、摇动座支撑及弹簧托板、摇枕心盘、轮对、弹性悬挂系统及减震装置，常接触式弹性旁承装置、基础制动装置。

答：①主要列检所编组始发的列车中不得有制动故障关门车辆；②检修回送车及因货物关闭的制动关门车不得超过列车总辆数的6％。

③关门车不得挂于机车后部三辆车之内，在列车中连续连挂不得超过两辆，列车最后一辆不得为关门车，列车最后第二、三辆不连续关门。

答：(1)测量车轮踏面的轮缘厚度；(2)测量轮辋厚度；(3)测量踏面圆周磨耗深度；(4)测量踏面局部擦伤及凹入深度；(5)测量踏面剥离长度；(6)测量车钩闭锁位钩舌与钩腕内侧面距离；(7)测量轮缘垂直磨耗；(8)测量轮辋宽度；(9)测量踏面碾宽。

第十四章货车运行故障动态图像检测系统第一节TFDS系统组成原理及功能一TFDS系统原理TFDS系统采用的技术有：高速摄像技术、计算机及网络技术和图像模式识别技术。

通过采集运行中的列车图像送入计算机进行分析与处理，计算出列车运行速度、判断出列车车种车型，并与标准库中的标准样图进行拟合，筛选出需要的车辆转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等车辆关键部位图像，以一车一档的方式在窗口计算机中显示。

通过人机结合的方式，对抓拍后的图像进行分析、判别有关故障，从而达到动态检测车辆主要技术状态的目的。

系统原理图如图14-1。

图14-1 TFDS系统原理图二TFDS系统功能适应列车速度：5～120Km/h；动拍摄和筛选出车辆转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等车辆关键部位图像；通过人机结合的方式，对抓拍后的图像进行分析，判别出有关故障；（图像分辨率640×480）；动分辨客车、货车；自动判别货车车种车型；自动判别列车速度；自动计轴计辆；窗口计算机按一车一档的方式建立并显示图像；可一次性存储10天左右（约50000辆车）列车图片（可扩充）；能与AEI 系统连接；可自动生成车统－15、车统－81等列检所常用报表；预留HMIS 接口；实现分散检测、集中报警、联网监测、信息共享。

三 TFDS 系统组成TFDS 系统由数据采集站、数据处理中转站和检测分析中心组成，关系如图14-2所示。

图14-2 TFDS 系统的三个工作站之间的关系四 TFDS 系统硬件数据采集站交换机数据处理中转站磁钢组C1~C11高速摄像 设备光源补偿 设备永磁信号前端 处理机窗口管理机检测分析中心窗口机1窗口机2窗口机3窗口机4端口处理器光纤收发器光纤收发器TFDS系统硬件由九个部分组成：永磁信号传感器（即磁钢组）；前置处理器（即永磁信号前端处理机）；高速摄像设备；光源补偿设备；端口处理器；光纤收发器；交换机；网络服务器；窗口计算机。

具体分布为：1 轨边设备表14-12 轨心设备表14-23 分析中心表14-3五TFDS图像显示方式在TFDS系统中，以一车一档的方式进行显示，每辆车形成26幅图片，分两种浏览方式可以查看，其中一种浏览方式显示10幅图片，主要显示侧架和车钩连接部（互钩差），另一浏览方式显示16幅图片，主要用来显示制动梁（含摇枕）和车钩缓冲装置部分图像。

货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）简介及存在问题郑州北车辆段远鹏摘要：伴随着铁路运输的不断发展、第六次提速，新的运输生产秩序要求列检所保证区段不断延长，传统列检作业方式越来越难适应新形势发展的需要。

作为“5T”系统之一，货车运行故障动态检测系统（Trouble of moving freight car detection system ,简称TFDS）即为目前在列检所采用的先进的检测装备。

本文简单介绍了TFDS系统的设备情况，并提出了使用中存在的一些问题，以供探讨。

关键词：车辆 TFDS 简介问题1设备简介1.1系统原理TFDS系统采用了当今的一些新技术：高速摄像、大容量图像数据实时处理、模式识别、计算机及网络等技术。

系统通过布置于钢轨之间的高速相机阵列，拍摄通过列车车辆的转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等车辆关键部位的图像，经计算机处理后传输到室内分析室。

室内检车员对抓拍到的图像进行分析、判别有关故障，从而达到动态检测车辆主要技术状态的目的。

1.2系统功能TFDS系统具备图像化监控运行列车关键部位的能力，具备以下功能：（1）自动拍摄和筛选出车辆转向架、基础制动装置、车钩缓冲、交叉杆底部等部位的图像，实现对车底和侧下部的检测。

（2）通过人机结合的方式对车辆图像信息和过车信息进行分析，判别故障。

（3）室内分析室按一车一档的方式建立并显示图像。

（4）自动对通过列车进行计轴、计辆和测速。

（5）自动识别列车车次、车号信息，判别货车车种车型。

（6）自动生成列检所常用统计报表。

（7）能够实现分散检测、全程追踪、全线联网、信息共享的要求。

1.3系统组成TFDS系统主要由检测信息采集设备、信息处理传输设备、列检所检测中心和其他复示终端构成。

检测信息采集设备即轨边探测设备，主要有高速摄像装置、光源补偿装置、车轮传感器、AEI地面天线等组成，主要完成过车检测、光源补偿、图像采集任务。

信息处理传输设备即探测站机房内设备，主要有图像信息采集设备、车辆信息采集设备、交换机、光纤收发器等组成，主要负责对过车信息处理并控制室外设备的正常工作，将采集到的图片进行处理，并将处理后的图像数据传输到列检所检测中心。

题目：浅析货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）的运用与改进专业：车辆工程学号：********姓名：熊兴彬指导教师：***学习中心：成都工职校学习中心西南交通大学网络教育学院2012年11月院系网络教育学院专业车辆工程年级2010秋—36班学号10922938 姓名熊兴彬学习中心成都工职校学习中心指导教师董铁军题目浅析货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）的运用与改进指导教师评语是否同意答辩过程分(满分20)指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章) 成绩答辩组组长(签章)年月日毕业论文任务书班级2010秋—36班学生姓名熊兴彬学号10922938开题日期：2012 年9月4日完成日期：2012 年11月6日题目浅析货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）的运用与改进1、本论文的目的、意义1、目的：用理论联系实际的方法，运用所学的基础理论、基本知识和基本技能，分析解决现场存在的实际问题。

2、意义：以此提高自己的运用理论知识分析、解决实际问题的能力。

2、学生应完成的任务1、现场调查TFDS设备设计软件、硬件缺陷，并采取针对性改进实验，然后确定改进方案。

2、收集论文写作资料（包括TFDS设备相关技术资料、TFDS设备运用管理规程、车辆构造及检修资料）3、完成并交出毕业设计、毕业论文、含毕业设计论文。

3、论文各部分内容及时间分配：（共9 周）第一部分熟练课题，收集、整理课题相关资料（1周）第二部分 TFDS系统运用相关数据分析（2周）第三部分找出系统探测规律，订出措施（2周）第四部分毕业设计论文文档编写整理（3周）评阅或答辩（1周）4、参考文献1. 饶忠.《列车制动》.北京：中国铁道出版社，2008.2. 中华人民共和国铁道部.《TFDS、TADS、TPDS设备检修维护管理规程》.北京：中国铁道出版社,2009.1.3. 严隽耄、傅茂海.《车辆工程》.北京：中国铁道出版社,2008.1.4. 侯光溪.《车辆构造及检修》.北京：中国铁道出版社,1999.7.5．机车车辆标准汇编.国家标准部分.铁道部标准计量研究所出版. 6．车辆配件图册. 7．《机车车辆标准汇编》（车辆部分），北京：铁道部标准计量研究所出版，2004.5. 8．中华人民共和国铁道部《铁路货车段修规程》，北京：中国铁道出版社，2003.5. 9．杨绍清、陈雷.《铁路货车段修技术与管理》，北京：中铁道出版社，2004.3 . 10．中华人民共和国铁道部《铁路货车运用维修规程》，北京：中国铁道出版社，2003.5 .11．《铁路技术管理规程》（铁道部令第29号），北京：中铁道出版社，2006.10.12. 刘岩《车辆修造工艺与装备》，北京：中国铁道出版社，2007.8 . 13．中华人民共和国铁道部《铁路货车制动检修规程》，北京：中国铁道出版社，2008.2 .备注无指导教师：年月日审批人：年月日诚信承诺一、本论文是本人独立完成；二、本论文没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。

铁路货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）运用管理的探索第一篇：铁路货车运行故障动态图像检测系统(TFDS)运用管理的探索摘要：针对铁路货车运行故障动态图像检测系统（tfds）检测范围及作业标准、作业流程，结合南宁铁路局柳州南站枢纽运用的实际情况，对现有tfds系统运用管理主要问题进行分析，并提出了相应解决方案。

关键词：货车运行故障？tfds系统？运用管理铁路货车运行故障动态图像检测系统（简称tfds）的主要原理是运用计算机、网络通讯、自动控制和图像采集处理技术，将安装在铁路上的摄像装置摄取运行货车底部、侧部的图像，传输至数据服务器经处理后，由负责列车车辆检查的运用部门进行调阅检查，通过室内人员检查及时发现货车主要零部件故障情况，以便及时处理消除故障，确保行车安全。

tfds的应用改变了车辆运用技术检查传统作业方式，实现了由“人检人修”方式向“机检人修”方式过渡，对改善列检人员作业条件、提高作业效率和安全可靠性具有重要意义。

本文针对在南宁铁路局最大的货车编组站-柳州南站枢纽tfds运用的相关问题进行分析，并提出相应的解决措施。

tfds系统运用情况概述目前柳州南站枢纽一共设置有4套京天威公司生产的tfds系统，分别安装在柳南湘桂线上、下行、焦柳下行和柳南双向到达咽喉处，由柳南二场运用车间负责集中检测和预报，实行分段包车作业模式，采取四班制、每班设置4个5人作业组，月均接车约3900列、20.7万辆，人均每月接车达4000辆，每百辆故障发现率为11.5件。

自2010年投入使用以来，大量减轻了列检人员的工作强度，提高了发现和处理故障能力。

tfds系统作业数据量大对设备质量、人员素质及现场运用等环节提出了更高的要求。

tfds系统运用问题分析2.1影响探测数据问题分析通过对柳州南站枢纽tfds系统2015年探测情况（见表1）的统计分析，发现有5.66%的过车数据未能正常进行检测。

由于该系统设备自投入使用5年来，在设备维护部门不断加强维修人员技术业务水平和设备质量，不断提高设备的使用率和稳定性的情况下，突显数据未能正常探测的主要因素是窜图和灰图。

TFDS系统标准铁道部运输局装备部2005-12-19目录TFDS系统标准1前言1 TFDS系统的定义1 TFDS系统结构标准2 TFDS系统轨边探测设备及配置标准 (3)钢枕配置标准 (3)轨边探测箱配置标准 (4)室外分线箱配置标准 (6)车轮传感器配置标准 (6)AEI室外设备配置标准 (6)TFDS轨边设备电缆型号及防护标准 (7)TFDS系统探测设备安装尺寸标准 (7)TFDS系统轨边机房设备及配置标准.................................................................... １０TFDS系统服务器机房设备及配置标准................................................................ １２TFDS列检检测中心设备及配置标准.................................................................... １３TFDS设备实时监控设备........................................................................................ １４TFDS系统图像数据存储结构标准........................................................................ １５TFDS系统技术参数标准１５TFDS系统技术参数................................................................................................ １５系统硬件技术参数............................................................................................ １５系统软件技术参数............................................................................................ １６图像信息浏览终端软件界面标准.................................................................... １７检测范围及作业工位配置标准........................................................................ ２６TFDS系统探测部位图像采集数量标准......................................................... ２８TFDS系统车辆部件图片显示标准................................................................. ２９故障名称标准.................................................................................................... ３０故障报警流程.................................................................................................... ３１TFDS检测中心输出报表标准３２车辆运行日报表....................................................................................................... ３２车辆月（季、年）报表.. (33)车辆信息一览表 (34)列车故障信息一览表 (35)车辆故障报告 (36)个人发现故障列表 (37)看图信息日志 (37)TFDS系统出口数据标准38系统开放性原则和信息共享实现 (38)TFDS系统出口数据标准 (38)1．TFDS监测数据传输处理概述 (38)2．数据传输模式 (39)3．测点监测数据文件界面约定 (40)3.1数据文件的存放目录 (40)3.2数据文件生成及存放时间 (40)3.3数据文件的命名规则 (40)3.4 过车部件图像反查接口约定 (41)3.5 数据文件的内容和格式 (42)4.货车无故障部件图片反查通讯协议 (52)4.1货车无故障部件图像反查实现 (52)4.2货车无故障部件图像反查模型 (53)4.3反查信息报文命名规则 (53)货车运行故障动态图像检测系统标准前言长期以来，铁路货车的运用维修主要依靠列检所检车员人工检车的作业方式，列检作业的质量受到检车员的业务素质、责任心、心理状态、外部环境等因素的影响，直接为行车安全带来了隐患，随着中国铁路向高速、重载、大编组、长交路跨越式的大发展，传统的列检作业方式越来越难适应当前形势发展的需要。

着国民经济持续快速发展和铁路运输的深化改革，列车高速、重载、大密度的开行，势必造成各列检所日常检修任务的增加和工人劳动强度的加大，再加之列检、技检质量易受气候、职工素质、心理状态和人体疲劳程度等因素的影响，给行车带来很大的安全隐患，传统的列检作业方式越来越难适应形势发展的需要。

因此，需要一种能全天候对一些直接影响列车行车安全的关键部位进行检测的现代化设备来检测故障，以弥补传统列检作业方式的不足。

为了对运行中的列车进行实时检测，提高列检所故障发现率，实现机控代替人控的目的，将机器视觉技术运用到对影响列车行车安全关键部件动态检测上，成功应用了货车运行故障动态检测系统—ＴＦＤＳ系统。

１ ＴＦＤＳ系统工作原理该系统是采用高速摄像技术，通过对运行中的列车各部位进行快速抓拍，将抓拍的图像压缩到计算机的内存中，再结合机器视觉中模式识别技术，将列车中影响行车安全关键部位的图像从大量的图片中挑选出来。

由于图形处理中数值计算的工作量很大，对单幅６４０×４８０　的黑白图像边缘处理和二次化处理，一般耗时在１００　ｍｓ，而一列货车完全通过探测点按２　ｍｉｎ计算，４部摄像机同时工作，处理完全部图像需要３　ｈ左右，从现场作业要求来看这是不能接受的。

为此借鉴了红外线计轴、计辆和测速技术，通过磁钢阵列测算出每幅图像在一节车的大概位置，删除与关键部位相差远的图像，大大压缩了需要处理的图像；对剩余的图像也采用了三级处理的办法，条件逐级加严，大大减少了处理时间，一列车一般能做到在３ｍｉｎ内处理完图像。

图１和图２分别为处理前后图像。

２ ＴＦＤＳ系统组成及主要功能２．１ ＴＦＤＳ系统组成系统主要由数据采集站、数据处理中转站和检测分析中心三大部分组成，其硬件又分为七个部分：测速装置、图像采集装置、光源补偿装置、前置处理器、端口处理器、网络服务器和窗口计算机。

其结构如图３所示。

２．２ ＴＦＤＳ系统主要功能（１）自动拍摄和筛选出车辆转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等车辆关键部位图像；（２）通过人机结合的方式，对抓拍后的图像进行分析，判摘 要：介绍ＴＦＤＳ系统原理、组成、功能及信息资源管理，概述系统给列检工作带来的转变和系统运用取得的成果。