關于大秦線車輛5T現代化檢查技術對全路鐵路貨車運輸安全所發揮的安全保障作用研究

劉崇濤

摘 要：大秦鐵路作為煤炭運輸重點線路，具有運輸業務量大、運行速度快、間隔短、配屬車輛車型相對單一、裝卸地點相對固定等特點。針對目前大秦線已運行的計算機信息系統THDS、TPDA、TADS、TFDS、HMIS、車號識別系統、大秦線行走里程系統等，各系統雖都已正常運行，在各自的領域中發揮出積極的作用，但系統間綜合應用、數據共享效率不高，尚缺乏一個集運用、檢修信息為一體的綜合應用平臺，尚需建立一個以車號為主線綁定各信息系統檢測、檢修數據（含歷史）的車號追蹤庫，尚需探索出符合大秦線運用規律的故障預報綜合聯判模型及集貨車檢修質量、配件廠家零部件質量綜合分析的數學模型。

關鍵詞：5T系統；大秦鐵路；綜合應用

中圖分類號： U266.2，TP39 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）25-219-3

1 5T系統在大秦運煤鐵路貨車的應用現狀

2003年，一個新名詞出現在鐵路車輛系統，它就是地對車安全監控系統，簡稱5T系統。5T系統的出現是計算機技術充分應用到鐵路安全的重要體現，給鐵路車輛系統帶來革命性的變革，對鐵路貨車現代化檢查技術的創新起到了推陳出新、關口前移的安全防范作用。為車輛檢修體制的改革帶來跨越式的發展，通過不斷發展創新，全路建成了貨物列車運行全過程、全方位的監控網絡，形成了集聲學、影像學、光學、力學多學科融為一體的貨車綜合檢測安全屏障。

走進貨車5T系統，我們發現，一所高科技的計算機數字化車輛醫院在鐵路貨車系統孕育而生。傳統的聽、看、摸、捻等人工檢查方法也將被數字化5T診斷數據替代。它包括有“軸承溫度計”之稱的THDS-紅外線軸溫智能探測系統；有“實時保健醫生”TPDS-車輛運行品質軌邊動態監測系統； 有“軸承B超”美譽的TADS-車輛滾動軸承故障軌邊聲學診斷系統；有號稱“貨車CT”TFDS-貨車故障軌邊圖像檢測系統；有“輪對聽診器”TWDS-車輛輪對故障、尺寸動態檢測系統。貨物列車動態檢測5T系統是采用智能化、網絡化、信息化技術，在鐵路沿線建設5T系統探測站，實現地面設備對客貨車輛運行安全的動態檢測、數據集中、聯網運行、遠程監控、信息共享，車輛運輸安全防范能力顯著地提高。

針對目前大秦線已運行的計算機信息系統THDS、TPDA、TADS、TFDS、HMIS、車號識別系統、大秦線走行里程系統等，各系統雖都已正常運行，在各自的領域中發揮出積極的作用，但系統間綜合應用、數據共享效率不高，尚缺乏一個集運用、檢修信息為一體的綜合應用平臺，尚需建立一個以車號為主線綁定各信息系統檢測、檢修數據（含歷史）的車號追蹤庫，尚需探索出符合大秦線運用規律的故障預報綜合聯判模型及集貨車檢修質量、配件廠家零部件質量綜合分析的數學模型。具體表現在如下幾個方面：

①THDS紅外熱軸預報，關聯TP、TA信息確耦合度不高，預報信息缺乏HMIS相關配件型號、配件廠家、配件壽命年限、配件檢修歷史的信息支持。

②貨車攔停后缺乏有效的數學模型支持運輸決策，即停車等待救援、減速慢行前方站檢修或原速前進等。

③貨車裝卸二端作業場得不到綜合檢測預報信息及運行故障追蹤信息，無法在很短的技檢時間內完成車輛的“檢、修、扣”。

④對到達貨車的組織扣修缺乏整體的預測模型保證檢修的“均衡”生產。

⑤對檢修貨車得不到該車運行軌跡中的故障預報信息，無法達到預報指導檢修。

⑥對重要零部件缺乏壽命質量追蹤，無法對配件廠家進行評估，配件廠家也很難快速地參與到配件質量的跟蹤管理中。

由此可見，如何緩解大秦線保安全和運輸秩序的矛盾，確保大秦線安全、暢通，提高攔停準確率，強化裝、卸二端的扣修；如何結合既有的信息化產品，進行數據共享建立一個科學、細致、有效率的列車運行故障檢測系統，成為當前重要的課題。

2 5T綜合檢測技術在大秦鐵路貨車應用基礎依據

5T綜合檢測技術涉及范圍：

對象：服務于鐵路列檢作業場一線的作業人員，包括值班員，工長和檢車員等；檢修單位作業人員，包括預檢員、車間工人和工長等；材料科和配件生產廠家。

實體：大秦線配屬貨車（C63，C76，C80），主要配件（輪對、制動閥、車鉤、搖枕、側架、緩沖器）。

數據：5T（THDS，TADS、TPDS、TFDS）系統綜合預報信，AEI車號信息、HMIS列檢作業信息、貨車走行里程、貨車定檢信息、配件綜合信息（配件使用時間、配件檢修記錄、配件走行里程）。

3 大秦鐵路貨車5T綜合檢測技術功能模塊

3.1 運用部分

以大秦線安裝的THDS、TPDS、TADS、TFDS計算機安全檢測技術裝備為基礎，結合貨車技術管理系統HMIS的技術履歷信息、大秦線運行貨車走行里程信息，沿途各列檢作業場預報的故障追蹤系統，結合5T預報故障按照統一的接口標準將大秦相關的安全監測數據、貨車的技術履歷數據等接入太原局5T系統雙機群集服務器，以實現大秦線地對車安全檢測監控系統的綜合應用，為確保大秦線安全、暢通，提高攔停準確率，強化裝、卸二端的扣修、檢查提供綜合信息支持。

3.1.1 單獨報警需求

①當TPDS預報踏面損傷一、二、三級時，大秦線下行重車TPDS預報信息應跟蹤至卸車站列檢作業場；大秦線上行空車TPDS預報信息應跟蹤復示至沿途有停車作業的列檢作業場和裝車站列檢作業場。列檢作業場鑒定后的信息需自動反饋給TPDS復示終端。

②當大秦線下行TADS自動彈出扣車預報對話框時，預報信息應跟蹤復示至沿途有TFDS動態檢查的列檢作業場及卸車站列檢作業場。列檢作業場鑒定后的信息需自動反饋給TADS計算機復示終端。

③當大秦線下行重車TADS中某套單次或分別單次預報軸承一級故障時，預報信息應跟蹤復示至沿途有TFDS動態檢查的列檢作業場及卸車站列檢作業場。列檢作業場鑒定后的信息需自動反饋給TADS復示終端。

④當同一軸承TADS有累計兩次及以上預報二級或三級故障時，預報信息應跟蹤復示至沿途有TFDS動態檢查的列檢作業場及卸車站列檢作業場。列檢作業場鑒定后的信息需自動反饋給TADS復示終端。

⑤當同一軸承在裝車站與卸車站間運行過程中，有兩個及以上探測站THDS均顯示為該列車中同型號軸承最大值時，預報信息應跟蹤復示至沿途有TFDS動態檢查的列檢作業場、有停車作業的列檢作業場以及裝車站、卸車站列檢作業場。列檢作業場鑒定后的信息需自動反饋給THDS復示終端。

⑥到達場紅外線探測站預報的THDS熱軸信息應跟蹤復示到達場列檢作業場。列檢作業場鑒定后的信息需自動反饋給THDS復示終端。

3.1.2 綜合報警需求

①當TPDS預報踏面一級損傷且TADS有一次一級或兩次及以上其他級別預報時，預報信息應跟蹤復示到沿途有TFDS動態檢查的列檢作業場及終到站列檢作業場，確認后甩車換輪。列檢作業場鑒定后的信息需自動反饋給TADS、TPDS復示終端。

②當到達場THDS預報熱軸且TPDS對該位車輪進行過三級及以上預報或TADS對該位軸承進行過一級預報或扣車預報時，預報信息應跟蹤復示到沿途有TFDS動態檢查的列檢作業場及終到站列檢作業場。列檢作業場鑒定后的信息需自動反饋給TADS、TPDS、THDS復示終端。

3.2 檢修部分

由于各個段維修車間的技術水平有限，有些車輛重點部件諸如轉向架、制動梁、軸承的檢修是依靠人工判斷決定其修理等級的，勢必會造成大量的人力、物力、財力的浪費，或對一些安全隱患確得不到整治。因此充分利用既有車輛系統的各種信息資源，指導定檢檢測、檢修，成為本課題的另一重點研究方向。

以太原局貨車技術管理系統（HMIS）、大秦線運行貨車走行里程信息為基礎，結合大秦線THDS、TPDS、TADS、TFDS安全檢測信息，將相關數據接入太原局HMIS服務器，實現以5T安全檢測信息為指導，配件質量分析為龍頭的檢修過程閉環管理。為彌補諸如軸承退卸僅依靠人工判斷等，提供科學的依據。

4 5T綜合檢測技術綜合應用數據流程結構

4.1 運用數據在5T綜合檢測系統上的數據流程

①鐵路局5T數據庫、紅外線數據中心、配件數據庫與HMIS數據庫在約定時間內將數據交互。

②AEI車號識別系統讀取進入列檢作業場的車號信息，并通過HMIS解析車號信息。

③列檢作業場根據車號讀取交互后的綜合信息，內容有5T預報信息、紅外線軸溫探測信息、前方列檢作業場累計的CT15故障信息、配件綜合信息、貨車定檢信息和貨車走行里程信息。

④列檢作業場檢車員對讀取的信息進行判斷，填寫處理信息。

⑤列檢作業場將處理信息逐級反饋至路局HMIS數據庫。

⑥鐵路局HMIS數據庫在約定的時間與5T數據庫、紅外線數據中心、配件數據庫進行信息交互。

4.2 檢修數據在5T綜合檢測系統上的數據流程

①鐵路局5T數據庫、紅外線數據中心、配件數據庫與HMIS數據庫在約定時間內將數據交互。

②車輛段HMIS數據庫讀取鐵路局HMIS數據庫中交互后的綜合信息，包括5T預報信息、紅外線軸溫探測信息、CT23故障信息、貨車定檢信息、貨車走行里程及配件綜合信息。

③檢修車間對車輛進行檢修作業，并產生CT22D、CT36、CT51C、更新后的貨車定檢信息、配件綜合信息，并將信息反饋至車輛段HMIS數據庫。

④車輛段HMIS數據庫實時向鐵路局HMIS數據庫反饋上述信息。

⑤鐵路局HMIS數據庫在約定的時間與5T數據庫、紅外線數據中心、配件數據庫進行信息交互。

5 5T綜合檢測系統應用的功能發揮

5.1 運用模塊功能

通過對行車安全監控系統（5T）、HMIS系統及紅外線軸溫探測系統的數據在各單位之間交互和共享，可以為列檢作業場技檢作業提供依據，也可以作為行車過程中發現熱軸故障的處理依據。

5.1.1 熱軸處理

利用本系統，可以使貨車在運行過程中接收到紅外中心提示的熱軸預警結合5T預報信息、貨車走行里程、貨車定檢信息、配件綜合信息制訂全面的熱判模型，根據熱判模型做綜合應用技術判斷，提高紅外線軸溫探測設備預報故障的準確率。

5.1.2 列檢作業場技檢作業

根據大秦線煤炭運輸任務重的特點，利用本系統可以實現貨車運行過程中產生的5T系統預報信息、紅外線軸溫探測系統預報信息、各列檢作業場人工檢車累積未處理故障信息結合貨車走行里程、貨車定檢信息和配件綜合信息全程共享，合理利用列檢作業場技檢時間，提高作業效率。

5.1.3 故障信息

5.1.3.1 故障信息查詢

在檢車員手持機上展示列車運行至本列檢作業場時累積的尚未處理的故障信息，包括累積未處理的CT15故障信息、5T預報信息、紅外線軸溫探測預報信息、定檢到過期車信息，貨車走行里程、配件使用時間、配件走行里程、配件檢修記錄的信息。

5.1.3.2 故障信息反饋

檢車員通過手持機反饋5T預報信息、累積的CT15信息、紅外線軸溫探測預報信息、定檢到過期車信息、貨車走行里程、配件使用時間、配件走行里程、配件檢修記錄。

5.1.4 紅外線預報故障判斷

貨車在運行過程中接收到紅外中心提示的熱軸預警結合5T預報信息、貨車走行里程、貨車定檢信息、配件綜合信息制訂全面的熱判模型，根據熱判模型做綜合應用技術判斷。

5.2 檢修模塊功能

5.2.1 數據采集

采集列檢作業場CT23信息及5T預報故障信息、紅外線軸溫探測預報信息、定檢到過期車信息，貨車走行里程、配件使用時間、配件走行里程、配件檢修記錄的信息

5.2.2 故障比對

比對檢修作業中實際處理故障與采集到的故障。

5.2.3 信息反饋

向車輛段反饋處理故障信息，包括CT22D、CT36、CT51C、貨車定檢信息、配件檢修信息、現車配件收入信息、現車配件支出信息。

6 大秦鐵路貨車5T綜合檢測系統應用技術網絡部署

6.1 網絡傳輸

數據量及用戶量：

100×200×5K=100000K=100M

6.2 數據傳輸

數據傳輸有局內部數據庫數據交互，路局與車輛段之間的傳輸，車輛段與列檢作業場之間的傳輸，車輛段與檢修車間的傳輸；局內部數據交換為30分鐘發生一次，每次傳輸時間要在30分鐘內完成，至傳輸增量數據；路局與車輛段、車輛段與列檢作業場，車輛段與檢修車間的數據傳輸為實時發生，傳輸時間要在2小時內完成。

6.3 系統結構

本系統的WEB服務器可建立在鐵路局，通過鐵路辦公網絡，使車輛段、列檢作業場、檢修車間直接訪問使用客戶終端；數據可分為5T數據服務器、HMIS數據服務器、紅外線探測軸溫數據服務器、配件數據服務器和AEI數據服務器，5T預報信息、紅外線探測軸溫信息、貨車走行里程、貨車定檢信息、配件綜合信息在局內部整合到新架設的數據服務器中， AEI報文經過HMIS解析后存放于車輛段HMIS數據庫中對應數據表下。

7 結束語

如何緩解大秦線保安全和運輸秩序的矛盾，確保大秦線安全、暢通，提高攔停準確率，強化裝、卸二端的扣修；如何結合既有的信息化產品，進行數據共享建立一個科學、細致、有效率的列車運行故障檢測系統，成為當前重要的課題，本文結合工作實際闡述了關于大秦線車輛5T現代化檢查技術對全路鐵路貨車運輸安全所發揮的安全保障作用研究。

參 考 文 獻

[1] 鐵路貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統（TADS）原理及應用[M].中國鐵道出版社，2005.

[2] 鐵路貨車運行故障動態圖像檢測系統（TFDS）原理及應用[M].中國鐵道出版社，2005.

[3] 鐵路貨車運行品質軌邊動態監測系統（TPDS）原理及應用[M].中國鐵道出版社，2005.

[4] 余明貴，陳雷編著.鐵路貨車運用與維修管理[M].中國鐵道出版社，2010.

[5] 趙長波，陳雷.鐵路貨車現代化檢查技術[M].中國鐵道出版社，2012.