THDS故障分析与对策思考

金海军 中国铁路上海局集团有限公司车辆部

1 简介

车辆轴温智能探测系统(THDS)是实时检测运行车辆的轴承温度，进行跟踪报警，发现车辆热轴、防止燃切轴，确保铁路运输安全的重要设施。经THDS探测站设备采集到的轴温信号，通过铁路通信网快速传输至集团公司车辆运行安全监测站。

截止2018年12月底，上海局集团公司管内(不含金温公司)共有THDS设备501套(单方向)。其中：普速线路401套、高速线路100套，三年内新增36套。

2 故障统计分析

经过统计2016年-2018年集团公司车辆运行安全监测站记录的故障信息，管内THDS发生车辆部门设备各类故障1 160件、影响时间23 842.9h(停机类故障 528件、10 141.8 h)，通信部门故障6 032.7h，供电部门故障2 099.4 h。

2.1 车辆部门故障

2.1.1 按周统计分析

三年中，每年因车辆部门设备原因造成的各类故障分别为404件、372件、384件。由于探测站沿线设置距离远、天窗作业限制、故障处理迟缓、备品备件不足等原因，导致故障影响时间较长。从周故障数量分布图可看出(如图1)，低温季节故障相对较少。高温季节故障较多，主要由雷击和工控机(主机箱)死机造成。设置在铁道线的探测站、不少又在山区，容易受到雷击影响。高温季节探测站室内温度高、机箱内灰尘较多等因素，容易造成工控机(主机箱)死机；电压波动较大也会影响设备的稳定。

图1 周故障数量分布

2.1.2 按部件统计分析

（1）室外部件

列室外故障部件前三位是：大门档板(热靶)类160件、占51.9%，板环温67件、占21.8%，磁钢48件、占15.6%(见表1)。板环温故障中：更换环温头26件，其中17件发生在6-9月份。磁钢故障中：磁钢线断10件、磁钢性能下降更换10件、工务施工损坏7件、干扰等21件。轨边环境，容易造成磁钢性能下降或电缆老化，部分磁钢使用时间过长；1号磁钢安装在距机房50(或80)m外远，工务部门维护线路时易忽视、车辆部门维修人员疏于检查、维护原因，导致故障较多。同样，安装在轨边的探头也易发生故障，三年共发生探头故障26件，更换探头16个。

表1 室外故障部件分布表

室外故障部件中，最多的是大门档板(热靶)类。其中：大门异常自行恢复58件、占36%，更换大门(热靶)40件、占25%，更换大罩32件、占20%等 。包括多数更换大罩也是因大门（热靶）组件故障原因，现场为达到快速抢修的目的而做了整体更换。由于大门需频繁的进行开闭动作，易出现因大门电机连杆变形卡滞而导致的大门故障。大门有时遭工务石渣打击，导致变形。热靶长时间高温加热会造成辐射面老化，温度传感器损坏等。大门异常自行恢复故障是由于：偶发性大门开启卡滞、关闭不到位，探头视场光路遮档导致采集轴温异常，以及热靶标定时因大门关闭不到位而引起探头无法采集到热靶温度导致热靶曲线异常。有的大门卡滞引发的故障，经列车震动等外界因素干扰后，自行恢复。

（2）室内部件

列室内故障部件前三位是：主机箱(工控机)及板卡409件、占48.0%，控制箱及板卡143件、占16.8%，其它133件、占15.6%(见表2)。控制箱及板卡中发生故障较多的是功放板32件、温控板28件、测温板17件。探测站电源故障92件，其中：机房配电箱电源跳闸69件。电源箱及板卡部件故障44件，其中：更换电源箱19件。电源箱及板卡故障发生概率相对较小，故障主要由雷击损坏造成。其它类故障主要是不明具体原因报异常后自行恢复的情况。

表2 室内故障部件分布表

在室内故障部件中，最多的是主机箱(工控机)及其板卡类。其中：死机重启209件、占51%，更换板卡84件、占21%，更换主机41件、占10%等。死机故障通常由于：高温、散热不足引起。工控机故障还包括长时间使用后，硬盘碎片积累过多、非正常断电产生坏道，致使系统存取数据异常、工作不稳定。A/D卡(采集板)是主机板卡故障中最多的一类，30件A/D卡故障中的15件是由厂家新配安装在机箱内不匹配造成。2018年4-5月份管内京九、京沪等多条线路，22台工控机遭受病毒攻击后死机。其它类有：重装系统、更换硬盘、插拔内存等。

2.1.3 电源、雷击故障分析

从电源、雷击故障周分布图 (如图2)，可看出每年夏季是此类故障的多发期，雷击易造成电源跳闸或部件损坏。探测站遭受雷击，经常受损坏部件较多，给故障原因判断和处理带来困难。例：2017年7月份宣杭线妙西站、2018年5月份合武线墩义塘站上行，因遭受雷击停机时间分别长达146.3 h和244.5 h。2018年第21周的22件故障中，10件是遭受雷击后探测站配电箱电源跳闸或部件损坏。杜绝雷击影响很难，但可以通过提高接地线质量、降低接地线阻值、采用综合防雷等减少。

图2 电源、雷击故障周分布

2.2 通信部门故障

集团公司管内501套 (方向)设备中，使用数字通道396套(方向)，使用模拟通道105套(方向)。记录显示，近三年来的通讯故障主要发生在使用音频通道传输的浦东铁路等探测站。由于音频通道在电气化区段受电磁感应、雷电等外界因素干扰，使得通道传输质量低，故障易发。且音频传输结构复杂，发现故障后需维修人员到机械室一段段检查，处理方式复杂，造成影响时间较长。2018年12月浦东铁路芦潮港、漕泾下行，均因通信线路原因造成通讯中断超过100 h。采用数字通道传输因抗外界干扰强、通讯状态稳定，极少发生故障。故障发生后，使用ping命令检测相关网关、IP地址，即可快速、准确地判断故障位置，故障处理时间大大缩短。

2.3 供电部门故障

因供电线路检修、故障等原因，造成贯通或自闭电或二路同时停电，而THDS探测站两路电未切换或UPS电源不能正常使用造成设备停机。THDS设备台帐显示，目前有多条支线的探测站使用一路外接电源配UPS供电。供电线路停电后，因UPS电池状态不良而导致设备停机情况较多。确保UPS设备能正常使用可避免或减少供电部门停电带来的影响。

3 对策思考

（1）建立设备预检预判制度。巡检作业前对设备运行数据分析预判不细、异常临界指标了解不足、检修重点不明、检修时简化作业，是造成设备检修质量不高、故障多发的重要原因。编制《设备运行数据分析指导》，作业前利用复示终端或远程登录查阅探测站设备运行状态，做好设备预检。在巡检时对预检发现的异常指标及隐性故障作为重点，进行检测、检修。

（2）规范故障处理过程、合理储备配件。利用集团公司车辆安全监测设备检修系统、配件管理信息系统，对故障处理情况和储备配件进行动态管理。定期对故障进行统计分析，合理储备配件类型和数量，避免因无备件故障不能及时处理的情况发生。

（3）加强对故障易发部件的检查、维护，提高部件可靠性。统计得知，大门(热靶)、温度传感器、磁钢、工控机等是故障易发部件。一是在日常巡检作业时，加强对这类部件的检查、维护，如工控机磁盘清理等；二是生产厂家对故障易发部件，通过改进工艺、技术改造等，提高部件可靠性；三是对热靶等消耗类部件建议实现寿命管理。

（4）进一步做好春季设备整修，应对高温、雷雨季节。春季整修时，加强对防雷设施的检查、检测，通过提高接地性能等进一步防范。针对高温季节死机多发的情况，在做好空调、风扇维护降低机房温度的同时，建议在春季整修时打开主机机箱除尘。加强轨边探头箱的清洁，降低阳光直射给箱内部件带来的影响。

（5）加强维修人员的技术培训，提高快速处理故障能力。组织建立常见故障处理案例，经常利用练功设备开展模拟故障处理、标准化巡检作业演练。

（6）增加硬件投入。通过模拟改数字提高传输通道质量；安装并充分利用好远程控制、视频监控协助分析、判断、处理故障；加强一路供电探测站UPS电池的检测、检修；易遭雷击的探测站改装综合防雷设施，提高防雷能力。

（7）安装防病毒软件、加强U盘管理，提高防范病毒能力，保障THDS系统网络、数据的安全。

4 结束语

THDS是保障车辆运行安全的重要设施。降低故障发生率、减少故障时间，确保设备高质量运行，除通过硬件投入外，更需从提升管理水平、维修人员技术能力等方面努力。使THDS在保障铁路运输安全方面发挥更大的作用。