铁路货车运行故障动态图像检测系统(TFDS)运用管理的探索

_研>^>探，讨.关于TFDS货车运行故障动态图像检测系统隐形故障的分析与探讨西安局集团公司车辆部齐辉摘要：2018年以来T F D S设备发生多起保护门电机联轴器定位螺栓松动故障，影响列检作业，由于故障现象不明显，故障处理分析难度大，通过组织对保护门控制电路进行了技术改进，取得一定的效果。

关键词：T F D S;系统；故障0引言货车故障轨边图像检测系统(T F D S)是安装在铁路线上车辆配 件状态安全监测系统，采用激光光 源补偿、高速数字摄像头同步拍摄等新技术，对运行货车的车底、侧 下部进行动态图像采集，室内检车 员通过人机结合的方式对采集的图像进行分析，可预防车钩分离、制动闸件脱落、摇枕、侧架、基础制 动装置发生裂折等危及行车安全的故障，及时发现故障，实现对货车隐蔽和常见故障的动态检测，是 保证铁路运输安全的重要设施，是 提高运输效率的重要保障。

随着科 技的发展以及铁路运输安全形势的需求，T F D S越来越成为铁路运输不可或缺的千里眼，对于提高列 检作业效率，保障车辆安全意义重大。

1存在问题2018年12月，我集团公司管内T F D S设备先后发生10余次保护门电机联轴器定位螺栓松动故障，严重时减速机轴折断造成保护门无法正常开启，影响摄像机正常拍摄，期间共影响T F D S正常探测163列，严重干扰列检正常生产。

该故障现象不明显，易给维护人员造成假象，致使故障处置时间延长，维修人员每两周采取拆卸保护门电机联轴器进行内嵌式定位螺栓紧固措施，无形中增加了维护人员上道作业风险，但未仍彻底解决此问题。

图1电机轴折断图2正常图片2原因分析由于侧箱保护门的开启和关闭到位状态系统无法自动检测，虽在T F D S设备开关门程序中，设置了开关门时间参数，但参数设置时间过短会造成门开启或关闭不到位，参数设置时间过长会造成门开启或关闭到位后电机仍然处于通电状态，由于电机自身持续扭矩输出，会造成电机定位螺拴松动，甚至减速机轴折断。

关于货车运行故障动态图像检测系统TFDS运用管理思考摘要：根据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，结合铁路公司检修的实际情况，提出了TFDS运用作业范围、作业程序、人员配置、应急处理的方案，对TFDS运用需解决(明确)的问题提出了相应的措施。

关键词：货车运行故障；动态图像检测系统；运用管理一、TFDS系统概述货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）是使用高速摄像机，通过对运行货车技术状态进行动态图像检测，以“人机结合”或者“机检”的方式，把车辆配件分成4个工位，共计53副图片发送到运用车间复示终端，便于及时发现车辆关键部位故障，防止货物列车行车事故，保障铁路运输安全的重要设施。

系统硬件结构主要由轨边设备、机房设备和运用检测中心设备等组成。

轨边设备主要负责数据的原始采集，机房设备主要负责对采集的原始数据进行分析和处理，运用检测中心设备主要负责对TFDS探测设备运行状况进行监控并显示列车动态图像。

二、TFDS的运用管理2.1列车的作业范围、作业模式的确定TFDS检测范围不能够完全达到《运规》要求的主要列检所检查范围，主要包括轮对故障、定检标记、空重车调整装置、制动缸活塞行程、车体故障及旁承间隙等。

对于铁路货车运用车型和重车的实际情况，有闸调器一般不用检查制动缸活塞行程，重车不扣定检到、过期车不用检查定检标记，空重车调整、车体故障及旁承间隙经前方列检技检后状态一般不会变化，轮对故障(磨耗、擦伤、剥离、凹下、缺损)可以通过加强前方站列检的检查，因此，TFDS正式启用后，运行的中转列车在按TFDS检测范围作业能够保证运行安全，可以实行人、机结合的作业模式，室内检车员通过浏览TFDS图片发现故障，现场检车员确认并处理故障。

由于TFDS检测范围不能够完全达到《运规》要求的主要列检所检查范围，因此在此运行列车仍按《运规》要求的主要列检所检查范围由现场检车员进行技术检查，由室内动态检查人员进行大故障的提价预报，并进行室内外的对比。

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。

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。

大秦线货车TFDS动态检查远程集中作业探索设计研究铁道机车车辆工人第1期2011年1月文章编号:1007—6042(2011)01—0005—04大秦线货车TFDS动态检查远程集中作业探索张重明(太原铁路局车辆处山西太原030013)摘要:针对大秦线目前TFDS作业模式无法满足布局调整需要的原因进行了分析,提出了解决方案.关键词:货车;TFDS;动态检查;集中;作业中图分类号:U270.7文献标识码:B1现状分析2010年大秦线将实现运量4亿t,为此,在2010年8月对货车运用布局做了较大调整,C系列车型取消了装车区域人工技术检查作业,在装车区域和卸车区域均采用了TFDS(货车运行故障动态图像检测系统)不停车动态检查.目前,大秦线安装有9套TFDS,其中按线别划分,大秦线7套,北同蒲线1套,平朔支线1套.按空,重方向划分,重车方向6套,空车方向3套.大秦线用占全路5%的设备完成占全路1/6车辆的动态检查任务,台均探测辆数是全路的3.34倍,台均提报故障件数是全路平均数的3倍.但目前动态检车组的设置方式是在每进路或方向设置一个动态检车组,且同一车站,不同进路,按列检作业场的分布,各自设置,各自独立作业即分署作业.随着TFDS的不断投入使用,这种设置方式对于昼夜间车流量差异较大的探测站和各进路车流不均衡的车站,以及300km内分散在沿途各站总作业量不饱和的区域,会产生以下实际问题:(1)TFDS预报发现故障不共享.目前各类TFDS都是独立作业和上传数据,即使通过网络查询可以实现多探点图像对比,但无法实现故障图片从90列共720辆车的测试结果来看,CRH5型动车组调试工艺达到要求,保证了车辆出厂质量,是后续其他型号动车组值得借鉴的一种调试工艺.口收稿日期:2010—09—19—5一设计研究铁道机车车辆工人第1期2011年1月实时预警,即无法通过对同一列车经过不同探测站,根据后方探测站探测的故障信息,在前方探测站相同部位进行自动报警,提示TFDS室内检车员重点检查.(2)动态检查工作量不均衡.以2010年8月份为例,TFDS检测辆数最多(453939辆)的茶坞重车下行与检测辆数最少(51654辆)的平朔支线相差4O多万辆,即茶坞重车1个月的接车工作量相当于平朔支线的9倍.(3)在车辆密集到达时动态检查能力无法相互补充.目前,9套TFDS检测压力最大的集中在茶坞重车,茶坞空车,湖东空车3处.检测能力是其他6套的2倍多,而人员配备是相同的,动态检查能力无法相互补充.大秦线的整体检测能力还未饱和,尚有扩充空间.(4)TFDS布局受动态检车作业条件限制无法进行咽喉卡控布局.对于无列检的车站,若在本站设置TFDS,则无法解决动态检车员的工作和生活问题,若不在本站设置,又无法对该线的所有列车进行动态检查,需多点设置TFDS,不仅增加了投资,而且增加了动态检车员数量.(5)TFDS监控覆盖范围尚需进一步扩大.目前京包线大同东场空,重车方向,迁曹线向京唐港,曹妃甸方向分流的咽喉区域滦南,大秦线重车进入秦东方向,茶高联络线与大秦线交汇处仍处于TFDS监控盲区.这些地区车流密度不断上升,但列车进入大秦线后无法在第一时间实现TFDS系统监控,掌握其技术状态.2远程集中作业整合思路探索目前TFDS动态检查作业方式为每套TFDS探测站就近的列检作业场配备一个动态检车组,对所有通过本列检探测站的列车实行动态检查作业, 并将结果通过对讲机,手持机以及纸质台账的方式反馈到列检值班员和室外检车员,现场的室外检车员通过现车确认以后,再将现车的故障确认情况反馈给TFDS动态检车工长,动态检车工长再将故障确认信息通过TFDS作业平台上报到铁道部,完成一个动态检车作业信息的闭环.因TFDS设备安装位置环境差异,所属线路的车流密度差异所带来的工作量分配差异的问题也日益突出,而由此衍生出来的各异地车间TFDS 作业质量差异,作业环境规范化管理差异也逐渐显现.根据TFDS设备工作原理和技术特点依靠动态检车员检车作业模式是当前或未来很长一段时——6——设计研究铁道机车车辆工人第1期2011年1月问内的列车安全防范主要手段.大秦线货车TFDS动态检查的整合思路有3条:①建立段级TFDS集中作业中心.实现异地TFDS探测信息集中显示,集中检测,集中预报的"中心三集中"和异地作业场的网络接收,网络鉴定,网络反馈"异地三网络".在段级分析中心实现自动分组排班,智能分车,集中看车,综合查询.动态检车人员可优化减少,统筹配置.如果补充到现场故障处理队伍中,可以大大提高现场处理故障效率;②结合大秦线单元运输特点,按照空,重车方向的车流实现空,重区域整合作业,对重车方向,空车方向TFDS分别进行整合;③结合大秦线数据量大,远程传输负荷重的特点,采用先区域整合,再全线集中的方式.虽然数据流量负荷大,但是大秦线的货车安全防范工作又需要一个高度集中管理的TFDS管理平台,所以认为采用先区域整合,再全线集中的方式来实现大秦线货车TFDS动态检查远程集中作业较为可行. 目前,远程集中整合作业方式已在昆明铁路局得到了实践验证,2010年9月2日～3日,铁道部在昆明召开的"昆明北车辆段TFDS动态检查集中作业方式技术评估和相关区段长交路列车列检作业协调会",通过了该项技术的技术评审,从昆明铁路局取得的成果来看,TFDS远程集中作业方式具有很大的现实意义和极高的推广价值,得到了18个铁路局与会代表的一致认同,认为此项技术在解决动态检查任务量不均衡,改善偏远地区作业条件,优化人力资源及加强管理等方面具有不可比拟的优势.就此项技术,大秦线湖东运用车间湖东二场已实现了部分TFDS集中作业,下一步将逐渐整合其他列检作业场的TFDS系统,实现完全意义上的远程集中作业.3硬件及网络搭建实现远程集中作业首要条件是依靠稳定,带宽符合要求的网络通道,必要条件是实现集中信息管理的硬件投入,因此需要电务部门和信息部门支持的工作较多.TFDS集中作业平台依托的直接硬件设施主要由远程作业网络,监测中心服务设施,专用智能作业终端,远程语音对讲接驳器,智能防火墙共5个部分组成.间接硬件设施:列检作业手持机,对讲机.(1)段级TFDS集中作业中心到湖东通讯机械室带宽不低于中心工位设置数乘以4M.(2)沿线探测站分析室到当地通讯机械室的带宽等于该列检作业场作——7——设计研究铁道机车车辆工人第1期2011年1月业组人数乘以4M.目前情况最少应达到36M.(3)地区间铁通通道通讯质量要求:异地设备所在地区与集中作业分析室所在地区间的网络通道应不低于异地设备申请的网络带宽值.4整合后的作业方式变化(1)通过TFDS集中作业平台软件,过车信息等数据由TFDS列检服务器传输至集中作业平台系统服务器入库,经程序及人为控制,智能地将过车信息及图片信息分配至需要的室内检车组,实现了TFDS探测站与室内动态检车组的动态对应关系.检测中心根据作业情况实时调整各探测站的作业组别,在合理测算各探测站过车情况的基础上,实现用低于现有一对一设置动态检测组的数量,完成对全部探测站探测列车进行的室内动态检车作业.同时,TFDS集中作业平台实现了均衡,高效分配劳动力的目的.(2)实现远程集中作业后,通过引入列检作业手持机系统,将TFDS系统发现的故障及时传输到列检TFDS系统服务器,再通过接口程序,传输至列检作业手持机服务器后下发至现场检车员手持机,现场检车员通过手持机将各类故障处理情况反馈至HMIS服务器至TFDS集中作业平台,实现了TFDS软件平台与HMIS软件平台的数据信息共享,有效提高列检作业信息的传递质量和作业效率.(3)远程集中作业模式减少异地班组,将TFDS系统运用生产资源集中在段内,加强了TFDS系统的运用管理.(4)TFDS集中作业平台采用最新的B/S模式,改变了原有C/S对客户端的局限性,对客户端的要求更低,访问形式更灵活,在任何联入路网,具备IE浏览器的计算机上均可实现对各探测站数据的访问和对TFDS的检查.(5)TFDS集中作业平台具备综合数据统计功能,可以实现所有探测站的对比统计分析.(6)随着列检保证区段不断延长,远程集中作业模式为实现在较长保证区段内设立TFDS提供了可能(无需设置于列检作业场),在TFDS卡咽喉,把干线等布局设置上将更加灵活.口收稿日期:2010—10—08—8一。

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。

基于铁路货车运行故障动态图像自动检测系统的应用探究发布时间：2022-09-06T07:55:04.299Z 来源：《科学与技术》2022年第9期5月作者：纪洪生[导读] 为了实现铁路的现代化发展建设，需要对货车运行故障进行图像检测，以此来确保整体运行的安全性。

纪洪生中国国铁集团哈尔滨局集团公司哈尔滨车辆段5T运用车间 150001摘要：为了实现铁路的现代化发展建设，需要对货车运行故障进行图像检测，以此来确保整体运行的安全性。

针对目前铁路货车运行故障检测技术不足的问题，论文结合铁路货车运行故障，探究动态图像自动检测系统的设计与应用。

明确了系统功能基础上，设计了前端控制系统、图像自动采集系统、车号识别系统以及自动识别系统。

之后深入分析心盘螺丝丢失以及制动梁安全链丢失等识别算法。

完成系统设计后，对其进行应用测试，经过测试，系统完成了铁路货车运行故障动态图像的自动检测功能，具有可行性和可靠性。

关键词：铁路货车；运行故障；动态图像；自动检测引言：为了促进铁路的现代化建设发展，结合铁路目前货车运输故障问题，需要建立统筹规划和故障动态检测的整体管理技术[1]。

但是由于铁路货车运行环境相对较为复杂，存在作业时间密集、作业质量控制难度大、新技术应用度较高、故障责任不明确以及管理缺失等多种问题，致使铁路货车运行故障无法实现动态检测[2]。

为了解决上述问题，急需建设货车动态故障检测系统，实现对货车运行的全方位动态监测，确保货车运行的安全性[3]。

而动态图像自动检测技术，是目前较为成熟的技术体系，然而与铁路货车运行故障检测的结合度仍然有待进一步加强。

基于此，探究铁路货车运行故障动态图像的自动检测系统设计与应用具有重要的价值。

1 系统功能需求分析设计铁路货车故障动态检测系统时，需要对其图像进行检测，系统的设计需要满足如下功能:其一，监测货车运行中的转向架心盘以及转向架制动梁等核心构件，实现对核心区域的监测[4]。

其二，要满足车辆和自动计轴的功能。

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。

丁彦彬(中国铁路哈尔滨局集团有限公司哈尔滨车辆段，黑龙江哈尔滨150001 )摘要：TFDS是货车运行安全监控系统的重要组成部分，该系统是集高速数字图像采集技术、补偿光源控制技术、精确曝光控制及图像恢复技术、大容量图像数据实时处理技术和精确定位技术、智能化、网络化和信息化技术、自动控制技术于一体的智能系统，能对货车在运行中的各种常见故障动态检测。

该系统在经历了一型、二型的 过渡后，现已发展到三型设备，图片的采集质量有了极大提升，信息化处理能力不断提高，并增加了车体图片 拍摄功能，实现了全车的图像检测，为列检实现全面的人机分工作业打下了坚实的基础。

本文重点对TFDS应用的效果进行论述，对系统功能和作用进行了分析，并对存在的问题及发展方向进行了阐述。

关键词：TFDS;货车检测；应用管理中图分类号：U270.7 文献标识码：B文章编号：1674-2427 ( 2019 ) 02-0023-251前言长期以来，由于铁路货车运用维修手段陈旧，技术装备落后，列检作业基本上靠检车员“手摸、锤敲、眼看、耳听、鼻闻”，检车员钻人、钻出车辆, 不仅效率低下，而且无法保证作业质量。

随着国民 经济的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，造成人工劳动强度的 大幅增加，传统的列检作业方式越来越难以适应形 势发展的需要，具体体现在以下七个方面。

(1 )车辆隐蔽故障增多；(2)列车作业时间密集；(3)作业质量控制难度大；(4)新车型、新技术的应用现场无法满足；(5)列检作业投人人力较大；(6)不能满足布局调整的需求；(7)工作效率较低。

随着铁路货车运用管理工作的不断推进，大量 新设备的投人使用，运用管理工作发生了重大的变 革。

在“以科技保安全”的思想引领下，通过信息化、人工智能、自动检测、网络视频等现代化技术手段，推进列检检查自动化、试风作业智能化、故障维修 专业化、质量监控网络化、作业条件规范化，不断 促进列检作业方式的变革。

TFDS设备实际运用的若干方面阐述引言货车故障轨旁图像检测系统（TFDS）设备是车辆运行安全监控系统设备（5T 设备）的重要组成部分之一。

2003年11月该系统率先在大秦铁路茶坞列检所投入运用，多年来发现了大量典型故障，有力地保障了列车运行安全。

同时，由于湖东TFDS探测站所处地理位置的特殊性，设备在实际运用中也暴露出了诸多问题。

1、TFDS设备简介TFDS设备利用轨旁摄像机对运行中列车的轮对、轴承、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等关键部位进行图像采集，经计算机处理后，实时上传至列检服务器。

在作业终端，由作业人员对图像做出职业判断，确认车辆质量，从而达到动态检查车辆的目的。

TFDS设备还具有采集车号、判断车型、计算列车速度、记录通过时间、编组辆数等功能。

图1 室外设备分布示意图2、存在的主要问题及原因分析以湖东重Ⅰ线TFDS设备为例，2008年10月升级为统型设备，2009年10月完成了设备的抗阳光干扰改造，2013年4月进行了更新改造，设备的稳定性有了很大提高。

但在实际应用中由于设备自身设计存在的问题，经常受到列车运行速度、到发密度等因素影响，使TFDS设备不能充分发挥安全保障作用。

2.1 列车停车对探测的影响湖东编组站位于大秦铁路的西端，是大秦线的入口，北同蒲线、韩原线、大准线以及云岗、口泉支线等所有列车全部进入湖东编组站，由于要进行2万吨组合、更换机车及列检等技术作业，会有一定数量的列车在信号机前方停车。

由于列车多为长大编组，致使部分车辆不能全部通过探测站，而停在TFDS设备的探测区内。

设备软件系统在轴间距处理时设最大值为25.5米，即设备主机通过判断磁钢信号的时间间隔是否大于时间t=25.5/v来判断列车是否通过。

若时间大于t 值，则说明2个车轮间的距离大于25.5米，判定列车已通过。

若时间小于t值时，说明车轮与车轮之间的距离小于25.5米，表明列车没有全部通过。

当列车在探测区停车，其停车时间大于系统设定值t，则判定列车通过，本次接车完毕，系统进入待机状态；当列车起动时，系统再次进入接车状态，首先进行机车判别、客货车判别、车辆匹配等工作尔后进行定位拍摄，在这个过程中就会出现分列、丢辆、无图、窜图等现象。

湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）TFDS原理及应用状况分析目录一、绪论 (4)1.TFDS的研制背景 (5)2.TFDS应用意义 (5)3.TFDS设备发展历程 (6)二、TFDS概述 (7)1.TFDS系统组成 (8)2.TFDS的功能 (8)3.系统运行流程 (9)4.TFDS的硬件结构 (10)5.TFDS工作原理 (12)三、TFDS数据传输与处理 (13)1.TFDS检测数据接入及传输流程 (13)2.TFDS信息处理及报警流程 (14)3.TFDS看车流程 (15)四、TFDS运用中常见故障分析及处理 (18)1.计算机及软件类故障 (18)2.电气类故障 (19)3.机械类故障 (21)4.实际运用中出现的问题及改进措施 (21)5.TFDS系统运用经验 (23)五、小结与展望 (24)后语 (26)参考文献 (27)摘要：我国铁路车辆安全防范体系的技术及装备水平较低、功能简单，在对应技术领域还存在许多空白，仍以传统、粗放、人控为特征，尚未形成系统化、网络化、智能化、信息化程度较高的安全防范体系，不能适应铁路跨越式发展的需要。

为更好监控货车运行安全状态，实时掌握监控货车动态运行情况，按照“先进、成熟、经济、适用、可靠”的原则，铁道部决定在全路建立全路车辆安全防范、预警系统（简称“5T”系统），构筑全路车辆安全屏障，提高列车行车安全系数。

作为"5T”系统之一，货车运行故障动态图像检测系统（Trouble of moving freight car detection system,简称TFDS）,是辅助列检所作业的在线图像检测系统，重点防范制动梁脱落事故，防范摇枕、侧架、钩缓大部件裂损、折断、防范枕簧丢失、窜出等危及行车安全事故。

初步实现了人机联控，提高了故障判别的可靠性，部分替代人工室外检查作业，起到了保障列车行车安全和减轻现场作业劳动强度的目的。

关键词：铁路货车动态图像检测系统运行故障Abstract：China's railway vehicle safety system technical and equipment level is low,simple function,the corresponding technology there are many blank,is characterized by traditional,extensive,people accused has not yet formed systematic,networking,intelligent,high degree of security system,can't meet the need of railway leap-forward development.To better monitor truck running safety status,the real-time control monitoring truck dynamic operation,in accordance with the"advanced, mature,economic,applicable,reliable"principle,the ministry of railways decided in prevention,early warning systems,build national railway vehicle safety(hereinafter referred to as"5t"system),the construction of national railway vehicle safety barriers,improve the train running safety coefficient.As one of"5t"system,truck running fault dynamic image detection system(Trouble of moving freight car detection system,TFDS), auxiliary column is the homework online image detection system,the key to prevent brake beam loss accident,bolsters and side frames,to prevent big hook slow parts crack damage,break,pillow spring to prevent loss,and through the endangers safety accidents.Preliminary realized the man-machine spreading,improve the reliability of the fault, partly replace artificial outdoor check homework,play a guarantee the purpose of the train running safety and reduce labor intensity on-site.Keywords：Railway wagon Dynamic image detection system Malfunction—、绪论货车运行故障动态图像检测系统（英文全称Trouble of moving Freight car Detection System,简称TFDS）的定义是：应用计算机、网络通讯、自动控制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和车辆安全防范的水平，加强货车运用中故障基础信息收集、管理的人机系统。

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。