铁路车辆运行安全监控系统建设研究

刘彦飞

（神华铁路货车运输有限责任公司包头车辆维修分公司，内蒙古 包头 014060）

铁路车辆运行安全监控系统建设研究

刘彦飞

（神华铁路货车运输有限责任公司包头车辆维修分公司，内蒙古 包头 014060）

铁路运输企业是铁路行业中的重要组成部分，随着铁路运输事业的不断发展，铁路车辆越来越多，运输规模也越来越大，铁路车辆运行安全受到的关注程度越来越高。铁路车辆运行安全监控系统建设是铁路车辆安全运行的基础和前提，在铁路车辆运行过程中要加强对安全监控系统的建设，实现自动化监控，及时对故障进行处理，提高铁路车辆运行安全性。本文对铁路车辆运行安全监控系统的建设问题进行分析。

铁路车辆；运行安全管理；监控系统；建设

随着我国经济水平不断提升，我国铁路行业近几年来得到了飞速的发展，尤其是列车的不断提速，铁路运行水平有了很大程度的提升，但铁路运输过程中的安全问题明显越来越受到重视。铁路货车主要是用于货物运输的铁路货车，为了提高铁路运输水平，铁路运输企业会加强货车设备的配置，作为主要的货运方式，货车的承载重量越来越大，对货车的安全性和稳定性的要求也越来越高。在铁路货车运行过程中，往往可能会出现一些突发故障，对铁路运输事业的安全性带来影响，而且还会导致货物运输被耽误。对铁路车辆运行安全进行监督和管理是当前铁路运输过程中的一个重要内容，有的铁路运输企业在日常运营过程中还存在一些问题，例如安全管理意识不强、维修维护工作不及时等，导致铁路运输安全问题时有发生，车辆设备的故障得不到及时处理，带来极其严重的后果。因此在铁路事业的发展过程中必须要加强铁路运输安全管理的力度，提高铁路运输安全管理意识，要建立完善的铁路运输安全管理体系，对铁路车运行安全监控系统进行建设，并且要实现自动化监控，可以加强专家诊断系统的应用，系统可以及时响应，并且自动处理一些基本的故障问题，以此提高铁路运输安全水平。

1 铁路车辆运行安全监控系统建设的必要性

我国铁路车辆的运行速度不断提高、行车密度不断增大，因此要消除铁路运输的安全隐患。铁路车辆运行过程中信号设备易出现故障。铁路信号检测设备是确保铁路正常安全运行的各种设备，由各种信号显示装置、车站的电气设备、铁路一些主要的设备以及保证这些设备正常运行的设备共同组成，例如信号继电器、电源、控制设备、轨道电路等，信号设备会对列车的运行状态进行实时监控，一旦发现有任何异常情况，都会发出警报信号，便于技术人员对故障进行解除，提高列车运行安全性。当信号设备出现故障的时候，对车辆设备的运行效率、准确性等都有重要影响，进而可能会导致传输信号不准，不能及时反应出铁路车辆的运行状态，产生安全事故。当前铁路车辆运行过程中产生故障的原因主要有以下几个方面：第一，铁路车辆的质量差。车辆硬件以及软件设备是铁路车辆安全运行的基础，但是有的车辆在长期使用过程中出现硬件老化、软件系统反应不灵敏、信号设备反应不及时等，严重的老化、磨损等现象，会导致车辆设备故障越来越严重。第二，违章操作。在铁路系统中有规范的操作要求，技术人员在进行工作的时候没有按照相应的规章制度进行操作，因此导致各种故障问题出现。第三，其他外界因素。铁路车辆大多是暴露在室外的，因此外界环境条件对铁路车辆的运行也产生很大影响。例如雷击事故就可能导致铁路车辆烧毁，进而对整个铁路系统的运行造成安全隐患。

当前关于铁路车辆故障的检测一般都是利用计算机实时检测，构成一个网络系统，但是这种系统对于铁路车辆运行过程中的很多异常情况都不能及时发现，因此难以监测得到准确的数据。所以，建立一个自动化、智能化的铁路车辆运行安全监控系统对于铁路车辆的安全运行具有十分重要的意义。

2 铁路车辆运行安全监控系统建设

2.1 铁路车辆运行安全监控设备现状

（1）红外线轴温探测设备，车辆轴温智能监测系统主要是在铁路两侧安装红外线轴温探测设备，通过该设备可以获取车辆运行过程中的轴承温度，并且通过与信号设备的结合，获得更精准的温度测量值和热轴预报精确率，为热切轴故障的防范提供依据。

（2）高速摄像设备。摄像设备是对铁路车辆运行过程中的情况进行监测的重要设施设备，包括货车故障轨边图像检测系统、客车故障轨旁图像检测系统、动车组运行故障图像检测系统三个部分，主要利用轨道边设置的高速摄像头对车辆运行过程中的侧面以及底部的画面进行实时拍摄。在该系统中集成了图像自动识别系统，一旦发现任何安全故障，都可以自动化报警，给技术人员提供维修依据。

（3）力学监测设备。力学监测设备是利用轨道测试平台对运行过程中的铁路车辆设备的轮轨之间的动力学参数进行动态监测的设备，可以自动识别车辆的运行状态，并且能够对异常的情况发出警报，追踪异常情况的变化。

（4）声学诊断设备。声学诊断设备是安装车辆滚动轴承故障轨的设备，其中的主要部件是声学传感器，通过传感器可以采集车辆运行过程中轴承的振动声音信号，从而实现对轴承故障类型以及故障程度的分析。

（5）车载安全监测设备。安全检测设备是一种全面监测系统，主要对车辆运行过程中的热轴事故、供电故障、制动系统故障等进行处理。

2.2 铁路货车运行安全监控系统的完善

2.2.1 车辆TFDS图像自动识别系统

图像自动识别对于铁路车辆的故障处理有十分重要的意义，当前有的铁路运输企业采用人工检测的方式，由检测人员对车辆运行过程中的图像进行识别、分析，从而查找出故障部位以及故障原因，这种方式导致技术人员的工作量很大，而且人工识别方式会导致工作效率和准确性降低，难以有效保障作业质量和效率。因此，为了提高动态检测的效率以及质量，在铁路运输企业中可以加强对TFDS图像自动识别系统的应用。TFDS是地面安全监测系统的简称，TFDS的应用能够自动报警，并且提示出故障的部位，有效地提高了车辆运行过程中的故障识别效率以及精准度，为车辆设备的维修提供了准确的信息数据。针对当前TFDS图像自动识别系统的应用现状，还应该要加强对主要车型及重要部位的自动识别试用验证，验证合格之后就可以实施设备自动识别与动态检测员分工作业模式，真正降低传统的人工作业的工作量。

2.2.2 货车TWDS建设

TWDS又叫做货车轮对尺寸动态检测系统，在传统的人工检测以及故障处理过程中，对于一些载货量较大的货车车轮的磨耗以及车轮圆周的磨损情况并不能准确而且及时地反映出来，货车轮对尺寸动态检测系统能够动态检测铁路货车的车轮外形的几何尺寸，在运动过程中就可以开展检测工作，包括对车轮直径、车轮轮缘厚度、轮缘高度、轮缘垂直磨损等方面的检测，实现对车轮轮对的及时监控。在铁路车辆设备运行过程中加强对货车轮对尺寸动态检测系统的建设，要注意几个问题，第一，要进行整体布局，在系统建设过程中要将同线同向间距控制在800～1000km之内，全面布局整个铁路干线，形成全路闭环的TWDS检测网络。第二，TWDS探测站的选址应尽量与TPDS探测站保持一致，从而降低系统建设的成本。第三，TWDS一般设置在有站修作业场的路网性、区域性编组站前方最佳。

2.2.3 铁路车辆TADS、TPDS的协调

TADS是货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的简称，在铁路车辆设备的运行监测过程中，声学设备以及力学设备的应用已经十分广泛，而且发挥了重要的作用，但就当前的应用情况来看，铁路运行监测系统中的TADS与TPDS两个系统之间还没有形成全路闭环的监测网络，所以导致车辆设备运行过程中的检测不够全面。对此，需要加快TADS、TPDS全路闭环监测网络的规划建设，满足当前时代对货车运行的安全要求。TADS与TPDS系统的整合建设要注意三个问题：第一，要全面覆盖铁路车辆运行的主干线路，并且要进行联网识别，提高车辆监控水平。第二，要规划好主要干线入口，把住提速区段入口关。第三，要消除一般干线中的探测盲点，实现对干线的全面监控，并且强化其他干线的入口监测，防止监测遗漏现象出现。

2.2.4 专家诊断系统系统

专家诊断系统不仅可以实现对铁路车辆设备的运行监测，还能实现故障处理，是未来铁路企业发展过程中的一个重点建设内容。专家系统结合了人工智能、计算机程序设计、数据库、计算机网络等相关技术，也是人工智能在各个领域实践产生的系统。通常认为专家系统主要包括五个部分，知识库、推理机、人机接口、解释器和事实获取系统。专家系统与铁路车辆设备故障诊断的结合，是提高铁路车辆设备故障诊断和处理水平的重要途径，可以及时发现各种车辆设备故障，为技术人员的维修提供支持和帮助。

3 结语

在铁路运行过程中，车辆设备是十分重要的基础设施，随着铁路运输安全性要求越来越高，铁路车辆设备也必须要满足一定的要求，车辆设备在发生故障时，应该要具备完善的应急措施，能够启用备用设备，确保列车稳定、安全运行。加强铁路车辆运行安全监控系统的完善是铁路企业发展过程中的重要任务，要结合当前铁路运行安全监控系统现状，对系统功能进行完善，提高系统工作性能。

[1]段乐．关于铁路车辆运行安全监控系统建设的思考[J]．中小企业管理与科技旬刊，2016（05）．

[2]张志建．铁路车辆运行安全监控体系建设分析[J]．中国铁路，2015（06）．

[3]郝庚熙．铁路车辆运行安全监控体系建设分析[J]．工业c，2016（06）．

U298

A

1671-0711（2017）10（下）-0170-02