动车组运行故障图像检测系统（TEDS）运用研究与思考

刘彬

（中国铁路总公司，北京 100844）

动车组运行故障图像检测系统（TEDS）运用研究与思考

刘彬

（中国铁路总公司，北京 100844）

动车组运行故障图像检测系统（TEDS）是动车组运用安全保障的重要辅助设备。介绍TEDS设备特点及具体联网技术方案，从设备自身方面和现场运用方面具体分析TEDS存在的问题，并提出下一步工作建议。

动车组；TEDS；故障检测；故障报警

动车组运行故障图像检测系统（Trouble of moving EMU Detection System，TEDS）是动车组运用安全保障的重要辅助设备，利用轨边高速摄像头对运行动车组车体底部、侧部裙板、车端连接及转向架等部位进行图像采集，通过数据传输、集中处理、自动识别等信息化技术手段，将动车组检测图像数据实时传输至铁路局监控中心[1]，进而对动车组底部及侧下部运行技术状态进行实时检查分析，对异常情况进行及早判断并处理。

1 TEDS设备组成

TEDS由探测站设备、监控复示中心设备和网络传输设备3部分组成，其设备组成示意见图1。

1.1 探测站设备

探测站设备主要包括轨边设备和机房设备。

（1）轨边设备分别安装于轨道轨内及轨外，用于对动车组运行信息及图像进行采集，结构布置示意见图2。动车组通过时，由高速摄像头对动车组车底及两侧进行图像采集，工作示意见图3。

（2）机房设备安装于轨旁机房内，主要用于对轨边设备采集的图像进行识别、增强及处理工作，形成动车组两侧及底部检查图像信息、过车信息和检测设备本身状态信息等（见图4）。

1.2 监控复示中心设备

图1 TEDS设备组成示意图

图2 轨边设备布置示意图

图3 图像采集示意图

图4 TEDS成像图

监控复示中心设备安装于铁路局动车（车辆）段监控中心，通过网络传输设备将探测站采集、处理数据传输至监控复示中心运用管理平台，分析人员通过对所辖TEDS监控图像数据进行人工分析判别，并将经复核确认的异常问题通过系统向上级部门报告并进行处置。系统具有完整的监控流程，实现动车组故障的报警跟踪、联动响应；同时通过与动车组管理信息系统等外部系统建立接口，和动车组运用检修工作有机结合，将问题报警信息共享至配属铁路局动车（车辆）段，实现TEDS问题报警信息的有效复核及闭合管理；此外，系统还具有完善的数据统计和分析功能，可对过车数量、作业情况及系统本身数据进行统计分析。

1.3 联网技术方案

单机TEDS设备在加强综合联动监控、提高故障实时监测与处理方面表现略显不足。为使全路各TEDS作用发挥最大化，加强TEDS数据集中统一管理，在统一各型TEDS设备接口、应用界面和预报处置流程的基础上，中国铁路总公司（简称总公司）对全路TEDS设备进行联网应用、集中监控，建成了总公司、铁路局、动车段监控中心三级联网监控平台，形成了集检测、监控、管理决策于一体的动车组行车安全监控系统。系统联网技术方案见图5。

2 TEDS运用存在的问题

TEDS自2013年底投入使用以来，在保证动车组运用安全方面发挥了重要作用，为运行情况下的动车组状态监控提供了又一有力技术手段，进一步强化了动车组运行安全控制保障能力。经过3年多的发展，TEDS从无到有、从试验验证到联网运用，其设备性能和现场运用都得到了不断改进和提高，但还存在一些问题值得进一步深思和改进。

2.1 设备方面

2.1.1 探测站设备

为加强TEDS设备管理，总公司印发了《动车组运行故障图像检测系统（TEDS）探测站设备暂行技术条件》（铁总运〔2015〕242号），对探测站设备组成、功能、技术参数、结构性能及安装条件进行规范[2]。但从现场使用情况来看，仍存在图像曝光、光分布不均，探头位置不正确，图片色泽泛白（过黑）及图像失真、拼接错误等问题（见图6），虽然此类问题所占比例较低，但仍给及时发现动车组运行安全隐患造成一定阻碍。此外，也不同程度存在设备系统故障死机、车号无法识别及雨雪天气对轨边探头影响导致图片拍摄效果欠佳等问题。

2.1.2 故障自动识别报警

为降低铁路局现场TEDS作业分析人员工作量，总公司组织开展了TEDS故障自动识别报警功能研究，按照动车组车体底部、侧部裙板、车端连接及转向架4个部位分车型分别组织进行数据建模、试验验证、结构改进。通过不断总结优化，TEDS故障自动识别报警功能研究取得较大进展。从目前试验验证结果分析看，尤其是在车端连接部位和侧部裙板部位的故障识别准确率研究方面取得较大进展，但车体底部和转向架部位还有较大上升空间；同时故障报警准确率研究也需进一步优化，还应进一步改进优化故障识别模型，在确保故障识别准确率达到100%的基础上，不断提高故障报警准确率，并及早投入现场运用，以达到实现降低分析人员工作量的目的。

图6 TEDS成像问题示例

2.2 运用方面

2.2.1 人员配备

为能够及时发现TEDS探测安全问题，总公司在《动车组运行故障图像检测系统（TEDS）运用管理办法》（铁总运〔2016〕62号）中规定，分析人员的配备必须“保证通过TEDS动车组监控数据15 min内完成分析确认”[3]。但由于动车组通过TEDS探测站时段分布不均且铁路局监控中心所辖探测站数量不固定，造成不同时段作业量分布不均。据统计，个别铁路局监控中心在动车组密集通过TEDS探测站时间段时，同一时段作业车组数有时达到20组左右，给现场分析人员合理配备带来困难。

2.2.2 人员培训

由于动车组运行里程长、运行区域范围较大，且根据实际运行情况铁路局所配属的动车组车型并不一致，造成铁路局监控中心分析数据可能存在并非本局配属的动车组车型，分析人员不熟悉检测车组基本构造，易造成作业漏检，无法有效杜绝动车组运行安全隐患。同时，如果分析人员对现场动车组部件加改和结构改进未能及时掌握和了解，也易造成错判、漏判。

2.2.3 预报方式

目前通过TEDS分析发现安全隐患的车辆位置预报方式主要有以线路中车辆运行方向位数为基准和以《铁路动车组运用维修规则》中规定现车位数为基准2种方式，且由于预报简单便捷的原因，现场更多使用第1种方式。但采用第1种预报方式同时也存在一定弊端，即当动车组列车经过换端、折返后，随车机械师在核查TEDS预报故障时易弄错车辆位置，造成已预报的安全隐患无法及时被发现，这种问题尤其在需要频繁换端的城际动车组列车中更为明显，因此建议现场运用中尽可能采取第2种预报方式。此外，TEDS系统故障库故障名称尚需进一步完善，致使分析人员预报故障时主观性占据主导位置，可能出现同一故障但预报名称不同的情况，不便于后续数据的统计分析。

3 下一步工作建议

3.1 完善设备功能

进一步组织研究完善TEDS设备功能，彻底解决图像曝光、失真、错位等问题，并进一步加强设备抗环境干扰能力，提高雨雪天气图像拍摄质量。同时加快推进TEDS自动报警功能验证，对侧部裙板、车端连接处自动识别准确率较高的部位可优先开展，待运用成熟后再进一步推进转向架和底板部位的自动报警功能研究验证。在此基础上，结合高铁路网完善，进一步优化TEDS设备布局，实现“设备配置最优、作用发挥最大”。

3.2 加强设备运用管理

（1）业务培训方面。针对新车型、新技术、新工艺定期组织TEDS分析人员进行培训，要定期、定量组织TEDS分析人员到作业现场进行学习培训，做到理论结合实际。同时，建议编制各型动车组TEDS图册，按作业界面图示列出各部位TEDS图样及重点部位和典型故障图示，使分析人员有所对比掌握。

（2）预报处置方面。从车辆位置、故障类别、故障名称等方面进一步进行统一，并加强故障预报联动机制管理，发现隐患后各铁路局相互协作、跟踪处置，力争将安全隐患消除。此外，《动车组运行故障图像检测系统（TEDS）运用管理办法》对不同部位典型问题预报处置方式进行了逐项明确，建议在今后工作中对各类预报问题及其处置方式进行定期总结、增补和删改，不断完善TEDS发现隐患预报处置工作。

（3）作业方式方面。组织开展人机分工可行性研究，减少TEDS分析作业和现场检修作业重复部分，进一步优化一级检修作业内容，降低现场作业人员劳动强度，实现在确保安全的前提下效益最大化。

3.3 强化数据统计分析

优化报警故障库，规范故障预报名称，将TEDS故障预报和动车组系统分类、故障字典有机结合；同时基于TEDS检测大数据，做好密集作业时间段及故障发生部位、时期、运行区段等数据内容的统计分析，重点做好故障发生概率统计，明确什么时段什么线路易出现什么类别故障隐患问题，并提前提出预警，做到真正服务于现场生产运用。此外，通过作业时段统计分析进一步优化TEDS分析人员配备，不断优化解决TEDS分析作业工作量分配问题。

4 结束语

随着我国高铁的不断发展，作为动车组运用安全保障技术手段之一的TEDS也将发挥更大作用，要不断优化设备系统布局、改进设备性能结构、加强设备使用管理，最终实现动车组运行质量全面自动检测，切实确保动车组安全、稳定、高效运行。

[1]马千里．中国铁路车辆运行安全监控系统建设规划研究[J]．中国铁路，2015(10)：1-7．

[2]铁总运〔2015〕242号 动车组运行故障图像检测系统（TEDS）探测站设备暂行技术条件[S]．

[3]铁总运〔2016〕62号 动车组运行故障图像检测系统（TEDS）运用管理办法[S]．

Research and Thought on Trouble of moving EMU Detection System（TEDS）

LIU Bin
（CHINA RAILWAY，Beijing 100844，China）

TEDS is an important auxiliary equipment to safeguard EMU operation. In this paper, the characteristics and detailed networking plan of TEDS equipment are explained, problems existed are analyzed in two aspects as equipment and fi eld application, and suggestions are put forward for the coming works.

EMU；TEDS；failure diagnosis；failure alarm

U279.2

A

1001-683X（2017）12-0061-05

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.12.061

刘彬（1981—），男，工程师。

E-mail：liubin@china-railway.com.cn

责任编辑 高红义

2017-11-01