動車組車輛故障動態圖像檢測系統（TEDS）運用研究

張志建

（中國鐵路總公司 運輸局車輛部，北京100844）

動車組車輛故障動態圖像檢測系統（TEDS）運用研究

張志建

（中國鐵路總公司 運輸局車輛部，北京100844）

動車組車輛故障動態圖像檢測系統（TEDS）是我國第一種在高鐵線路上安裝的車輛檢測設備，介紹了TEDS的設備研制、試驗及運用情況，針對設備特點及存在的問題提出相應對策。

TEDS；研制；試驗；運用

動車組車輛故障動態圖像檢測系統（TEDS：Trouble of moving EMU Detection System）是在我國鐵路貨車TFDS（TFDS：Trucking Fault Dynamic image detection System）、客車TVDS（TVDS：Train coach machine Vision Detection System）成功運用的基礎上，針對動車組結構、管理模式及運行組織特點，研發的在客運專線及高速鐵路上安裝使用的動態圖像檢測設備。

TEDS設備可以安裝在高鐵線路上，也可以在動車段（所）入口處安裝，但兩者在運用上有很大區別。本文重點闡述了高鐵線路安裝的TEDS設備研制、試驗及運用情況，針對設備特點及存在的問題提出相應對策，以促進TEDS系統的運用。

1 TEDS及其運用特點

我國鐵路的快速發展，推動了以“5T*”系統為代表的鐵路車輛運行安全檢測技術的持續進步，在線檢測技術已經成為我國鐵路車輛運行安全管理的重要組成部分。

其中，針對高速動車組運用需求研發的TEDS集成了高清圖像采集、大容量圖像實時處理、精確定位、圖像識別、網絡及自動控制等技術，通過對動車組的外部進行動態可視化檢測，采用自動和人機結合的方式發現突發故障、預報安全隱患，提高了動車組運行安全防范能力。

為規范TEDS的開發、運用，鐵路總公司組織專家研究制定了《動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）設備暫行技術條件》（鐵總運〔2013〕8號），統一了TEDS設備圖像采集、圖像識別自動報警、車號識別索引、雙向接車、外部數據交換、統計分析、自檢、抗環境干擾等基本功能及技術要求。

鑒于TEDS是我國第一種在高鐵線路上安裝的車輛檢測設備，為確保運用安全，總公司在新建高鐵聯調聯試中，組織進行了TEDS設備的專項安裝試驗（如圖1所示）。對TEDS設備的安裝技術標準、高速運行列車對設備的空氣動力影響、設備安裝基礎緊固件的安全系數等進行了測試、計算和評估。據此，鐵路總公司制定了《動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）軌邊設備安裝暫行技術要求》，明確了各類高速鐵路對應的TEDS軌邊設備安裝技術標準，同時為確保動車組高速運行安全，規定設備安裝位置限于列車通過速度80 km/h及以下地段。

圖1 在高速鐵路上進行專項安裝試驗的TEDS設備

由于高鐵動車組運行速度快、運行密度高，這使得TEDS與監測原理相近的貨車TFDS、客車TVDS有所不同，在高鐵上應用具有以下特點：

（1）TEDS采集圖片數量大、清晰度高

為適應動車組運行速度快的特點，TEDS設備采用了高速攝像頭；為了保證圖像清晰、滿足自動識別的要求，圖片采集的有效像素不低于200萬（一般采用400萬像素相機）；對8輛編組動車組，一次監測拍攝圖片約2 000～3 000張，采用線、面結合的設備圖片數量還要多，數據量很大。

（2）數據傳輸量大、時間要求高

為保證動車組通過TEDS 設備后能夠及時對動車組進行技術檢查，在各動車段（所）設立了TEDS集中監控中心，需將相關圖片和信息傳輸到監控中心。這要求，探測站設備聯入鐵路廣域網絡傳輸速率不低于8 Mb/s；動車組通過探測站后，自動識別2 min內完成，10 s內軟件界面即能瀏覽動車組信息。為保證傳輸時間要求，設備生產單位普遍采用了圖像加速技術。

（3）TEDS檢查作業時間要求高

TEDS設備對動車組技術檢查的范圍主要包括底部可視部件（車體底部及轉向架制動裝置、傳動裝置、牽引裝置、輪軸、車鉤裝置、電務車載設備車底部件及車底部其他可視部位）、側部可視部件（側部裙板、轉向架及軸箱、車端連接部等可視部位）。盡管采用圖象識別自動報警的技術，并按照每列動車組3人同時作業配置人員，但是每組上千張疑似故障圖像進行檢查作業的時間仍然需要很長。

（4）故障信息預報影響大、作業標準高

目前，在哈大、京滬、京廣等高鐵一般區段列車通過都在60～70對左右，部分區段達到90對以上，實際運行列車間隔大約10～15 min。考慮到TEDS發現故障并按規定預報列車停車或限速運行將對高鐵運行秩序產生明顯影響，TEDS需要有較高的設備技術標準和作業標準。

TEDS的這些運用特點，決定了TEDS需要根據實際運用情況進行改進、完善，逐步實現運用需求。

2 TEDS設備應用狀況及存在的問題

在完成TEDS專項試驗、制定相關技術規范之后，鐵路總公司在哈大、京滬和京廣北段的高速鐵路上安裝了TEDS設備，對動車組進行動態故障檢測，對冬季冰雪天氣對動車組運行安全影響進行監測。受通過速度80 km/h的限制，目前安裝的31套TEDS設備（如圖2），除高鐵線路的端頭站外，其他均安裝在高鐵車站正線進站道岔外的線路上并使其覆蓋盡可能多的到發線。

圖2 在高鐵車站安裝的TEDS設備

與此同時，各鐵路局和鐵路局車輛處加強了對TEDS集中監控中心的建設、運用和管理的指導，使用統一組織開發的監控平臺軟件進行圖像分析和檢查監控的組織工作；動車段在集中監控中心設備安裝調試、人員選拔培訓、管理制度建設等方面做了大量工作，設置了TEDS人員和班組，建立了基本管理制度，TEDS系統進入試運用階段。

目前，已通過TEDS系統監控發現吸污口和注水口未關閉到位、車底螺栓防松鐵絲折斷等各類故障10多件；利用TEDS設備監控動車組積雪情況，成功實現根據冰雪集結狀況調換動車組等運用。

TEDS的運用取得了初步成效，但還存在一些問題，主要集中在設備性能、系統設計、作業管理、技術管理等4個方面。

設備性能方面：（1）TEDS設備故障自動識別報警數量過高。以8輛編組動車組為例，系統自動識別報警故障達2 500多件。（2）TEDS設備存在漏報及誤報情況。人工發現的裙板蓋板缺失、防松鐵絲丟失的故障，TEDS系統未能自動識別。（3）動車組車體及車底方位無法顯示或顯示錯誤。

系統設計方面：（1）網絡傳輸較慢。圖片傳輸嚴重滯后，有的傳輸延時長達30 min，個別的造成系統停止運行，只能重新啟機恢復。（2）在用的系統平臺與各TEDS設備廠家系統不匹配。系統平臺經常出現對比圖像調閱、圖像拼接錯誤，無法實現人工對比檢查。（3）派工系統功能不夠全面。

作業管理方面：（1）作業指導書還有待進一步完善。（2）崗位作業標準應摸索經驗，盡快完善。（3）設備管理及維護有待進一步明確。（4）TEDS分析人員和維修人員業務素質需盡快提高。

技術管理方面：（1）TEDS設備信息攔停、限速后，局內調度、跨鐵路局間動車調度信息傳遞缺乏具體標準。（2）動車組故障監控及雪后監控圖片信息的運用缺少具體辦法。（3）TEDS設備安裝覆蓋到發線數量與車站實際使用不符，實際覆蓋到發動車組比例不高。

TEDS設備在試運用中出現的問題，需要根據實際情況盡快解決。

3 建議及措施

針對TEDS在試運用中反映的問題、根據TEDS的運用特點，提出以下建議及措施：

（1）提高設備技術性能，統一主要技術指標

從現場反映的設備性能問題，主要原因是各TEDS設備廠家標準不同，與TEDS作業平臺接口問題較多；不同廠家設備存在圖像顯示差異，影響分析人員對圖像進行故障檢查。建議鐵路總公司組織細化TEDS系統技術標準，統一主要部件技術指標，統一產品制式和圖像格式標準，統一系統接口條件，統一顯示模式，進而優化系統平臺，提高TEDS系統使用效能。

（2）提高動車組故障自動識別率，實現智能化報警

建議組織設備廠家、動車制造企業、動車組運用單位對動車組故障檢查內容進行系統研究。一是建立動車組重點故障明細范圍，確定重點故障識別對象，提高識別效率。二是采用標準圖像、前次過車圖像進行對比識別，借鑒人臉識別等技術，提高故障識別準確率。三是通過確定動車組運行安全重點部位重點監控，明確車體方位，提高智能化程度，便于隨車機械師對停車故障的查找以及調度應急指揮的實施。

（3）充分利用TEDS系統故障預報數據，提高動車組維修作業質量

建議鐵路總公司和鐵路局加強TEDS數據發現的故障數量和種類統計分析和應用，通過實際動車組運用的質量狀況，指導動車所加強動車組關鍵和重點部位的檢修維護。

（4）明確職責，規范TEDS系統作業

要進一步完善TEDS系統的作業指導書，制定TEDS系統的作業標準，明確TEDS系統作業人員崗位職責，加強對TEDS系統分析員管理，提高人員作業質量。

（5）完善TEDS系統應用技術管理

加強TEDS應用管理，細化運用管理要求和標準；結合TEDS運用的經驗和體會，逐步建立作業技術標準；完善TEDS系統建設規范和設備技術標準，解決使用中存在的問題；健全TEDS設備檢修和維護的規章、標準。

TEDS系統設備是新開發的設備，在高鐵動車組運用是新事物，監控中心的分析員是新人員，動車段動態監測分析管理屬于新管理，因此要加強指導，集中組織對設備問題進行改進，提高設備性能，規范管理標準，加強督導落實，發揮TEDS系統的安全保證作用。

Application Research on Trouble of Moving EMU Detection System

ZH ANG Zhijian
（Car Section of Transportation Bureau，China Railway Corporation，Beijing 100844，China）

Trouble of moving EMU detection system（TEDS）is the first kind of vehicle detection system which is installed on china high speed railway.The research，test and application of TEDSare introduced in paper，and advice is also proposed based on the characteristics and existing problems of the equipment.

TEDS；research；test；application

U266

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.04.19

1008－7842（2014）04－0082－03

*5T：車輛運行安全監控系統：TADS：貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統；TFDS：貨車運行故障動態圖像檢測系統；THDS：紅外線軸溫探測系統；TPDS：貨車運行狀態地面安全監測系統；TCES：客車運行安全監控系統。

8—）男，高級工程師（

2014－03－20）