浅谈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

陈明高

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。图片信息采集系统通过车轮传感设备控制高速像机阵列和光源补偿进行车辆图片的采集工作，同时通过AEI车号设备获取通过车的过车信息。

1.2.2 图片信息传输系统

图片信息传输系统由图像处理群集服务器，光纤转换器，交换机及光缆等组成。图片信息传输系统将图片信息采集系统采集的图片信息和AEI设备采集的过车信息通过处理后快速传至列检检测中心。

1.2.3 列检检测中心

列检检测中心由调制解调器，交换机、路由器，图片终端浏览计算机等组成。图片终端浏览计算机负责显示接收到的图片信息和过车信息，并把处理过的图片信息及处理情况等上传路局复示系统。

1.2.4 铁路局、铁道部复示系统

铁路局、铁道部复示系统由群集数据服务器，调制解调器、复示终端等组成。复示终端负责复示列检检测中心上传上来的图片检测信息和过车信息。

2 TFDS系统的实际运用

TFDS系统将采集的车辆图片信息经过处理后传输至客户终端浏览计算机，室内动态检车员通过人机结合方式对能够拍到的图片内容进行分析，可预防大部件断裂，配件弯曲、变形、脱落，列车分离等故障。运用管理人员还可根据不同的需要去定制系统检查范围和终端浏览计算机的数量，以满足列检运用的要求。

2.1 运用中存在的问题

2.1.1 硬件方面

（1）高速像机对像素的要求不高，拍摄的图片质量较差，不便于车辆配件裂纹等细小故障的检测。图片色彩为黑白色，不便于对疑似故障的判断，作业人员容易产生视觉疲劳，存在漏检隐患。

（2）补偿光源的亮度固定不变，不能随天气、环境等因素自动补偿；另外抗阳光干扰效果不佳，太阳光直射互钩差时图片产生曝光过度，图片质量较差，作业人员不能对图片进行分析处理。

（3）由于下雨天或者货物列车底部、车钩连接处漏水、漏油等，致使像机保护玻璃罩上面有水尘或水滴形成斑斑点点的水痕，高速像机阵列在动态拍摄时影响图片质量。

2.1.2 软件方面

（1）动态检车员作业只有看图时间的监控，没有对具体某车辆配件看图分析的监控，动态检车员看图分析的过程不能实时监控。

（2）在添加故障时，车辆配件类型复杂，名称较多，致使查找故障名称较慢，延长技术检查时间，工作效率达不到提高。

（3）TFDS运用软件平台缺少动态检车员月度工作量查询、统计功能，不便于运用管理人员对动态检车员检车作业质量的统计和分析。

3 改进措施及建议

3.1 硬件方面

（1）采用高像素高速数码彩色像机，以彩色图片的形式反映在终端界面上，这样可以得到直观、清晰的图像，图像的层次也比较细腻、丰富，便于动态检车员判断大部件疑似裂纹等车辆故障，同时也使检车员不易产生视觉疲劳。

（2）增添测光系统，根据天气或环境等外界因素的变化改变补偿光源的亮度，并且与高像素高速数码像机阵列同步作业。即类似于照像机闪光灯的测光系统，补偿光源相当于照像机的闪光灯，其补偿光源的光照度根据图片的需要，与测光系统相互配合，随外界环境的变化而发生改变，其好处是不仅保证了图片的准确曝光度，而且在一定程度上减少电力资源的浪费。

（3）图像的清晰度与像机镜头有直接关系，同时也受到玻璃保护罩的影响，为了清除玻璃保护罩的水滴油污等，目前的设备采用了压力空气风泵等装置，但效果不是很好。本文认为可以采用纳米材料制成的优质玻璃罩作为高速像机的保护罩。其特点是透光性好，水滴或油污等杂质滴落其表面自动凝聚成珠状物，当车辆运行至钢枕上侧时借助车辆的惯性产生的风力将珠状物吹掉，从而很好的保证了玻璃表面的光洁度，提高了图片质量。

3.2 软件方面

（1）在终端浏览软件上增加魔术笔和作业完成保存功能，这样动态检车员可以用鼠标按照铁道部运输局《关于公布〈TFDS-1列车动态检查范围和质量标准（试行）〉的通知》运装货车[2007]640号文件规定的检查方法及顺序执行（详见下图2所示），在重要的车辆配件及关键部位进行涂打标记，卡控动态检车员的作业过程，提高运用列车质量。动态检车员技术检查一列作业完成后点击“作业完成保存”按钮，系统自动将动态检车员技术检查涂打标记的图片另存为原文件副本，不影响原始图片信息，也便于原始图片的调阅和追踪查看。

图2：动态检车员检车顺序图示

（2）)对于故障添加方面，本文建议有必要将部分故障名称改为通用型，比如人力制动机链条、档键等故障名称，不详细区分类型，这样减少添加车辆故障时对故障名称的查找，从而达到提高工作效率的目的。

（3）建议在TFDS运用软件平台里增加动态检车员技术检查列车的列数、辆数、发现故障多少等查询、统计功能，这样便于查询、统计动态检车员工作量，便于运用管理人员对动态检车员检车作业质量的统计和分析，同时也提高了月度计算动态检车员工资分配工作的效率。

4 结束语

通过TFDS动态检车技术的运用，结合现场实际人工检车工作的劳动强度，经过对比分析可知TFDS系统的确在一定程度上减轻了室外检车员的劳动强度，提高了工作效率。从第一套TFDS系统开始投入运用到目前为止，经历了六年多的时间，随着时间的推移，技术不断更新，货车运行故障动态图像监测系统（TFDS）必将越来越完善，较终趋向于以机代人的目标。

参考文献

1. 地对车监控体系5T系统  陈伯施 2006
2. 铁路技术管理规程 2006
3. 货车运行故障动态图像监测系统安装维护培训材料 北京京天威科技发展有限公司

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