关于大秦线车辆5T现代化检查技术对全路铁路货车运输安全所发挥的安全保障作用研究

刘崇涛

摘 要：大秦铁路作为煤炭运输重点线路，具有运输业务量大、运行速度快、间隔短、配属车辆车型相对单一、装卸地点相对固定等特点。针对目前大秦线已运行的计算机信息系统THDS、TPDA、TADS、TFDS、HMIS、车号识别系统、大秦线行走里程系统等，各系统虽都已正常运行，在各自的领域中发挥出积极的作用，但系统间综合应用、数据共享效率不高，尚缺乏一个集运用、检修信息为一体的综合应用平台，尚需建立一个以车号为主线绑定各信息系统检测、检修数据（含历史）的车号追踪库，尚需探索出符合大秦线运用规律的故障预报综合联判模型及集货车检修质量、配件厂家零部件质量综合分析的数学模型。

关键词：5T系统；大秦铁路；综合应用

中图分类号： U266.2，TP39 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）25-219-3

1 5T系统在大秦运煤铁路货车的应用现状

2003年，一个新名词出现在铁路车辆系统，它就是地对车安全监控系统，简称5T系统。5T系统的出现是计算机技术充分应用到铁路安全的重要体现，给铁路车辆系统带来革命性的变革，对铁路货车现代化检查技术的创新起到了推陈出新、关口前移的安全防范作用。为车辆检修体制的改革带来跨越式的发展，通过不断发展创新，全路建成了货物列车运行全过程、全方位的监控网络，形成了集声学、影像学、光学、力学多学科融为一体的货车综合检测安全屏障。

走进货车5T系统，我们发现，一所高科技的计算机数字化车辆医院在铁路货车系统孕育而生。传统的听、看、摸、捻等人工检查方法也将被数字化5T诊断数据替代。它包括有“轴承温度计”之称的THDS-红外线轴温智能探测系统；有“实时保健医生”TPDS-车辆运行品质轨边动态监测系统； 有“轴承B超”美誉的TADS-车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统；有号称“货车CT”TFDS-货车故障轨边图像检测系统；有“轮对听诊器”TWDS-车辆轮对故障、尺寸动态检测系统。货物列车动态检测5T系统是采用智能化、网络化、信息化技术，在铁路沿线建设5T系统探测站，实现地面设备对客货车辆运行安全的动态检测、数据集中、联网运行、远程监控、信息共享，车辆运输安全防范能力显著地提高。

针对目前大秦线已运行的计算机信息系统THDS、TPDA、TADS、TFDS、HMIS、车号识别系统、大秦线走行里程系统等，各系统虽都已正常运行，在各自的领域中发挥出积极的作用，但系统间综合应用、数据共享效率不高，尚缺乏一个集运用、检修信息为一体的综合应用平台，尚需建立一个以车号为主线绑定各信息系统检测、检修数据（含历史）的车号追踪库，尚需探索出符合大秦线运用规律的故障预报综合联判模型及集货车检修质量、配件厂家零部件质量综合分析的数学模型。具体表现在如下几个方面：

①THDS红外热轴预报，关联TP、TA信息确耦合度不高，预报信息缺乏HMIS相关配件型号、配件厂家、配件寿命年限、配件检修历史的信息支持。

②货车拦停后缺乏有效的数学模型支持运输决策，即停车等待救援、减速慢行前方站检修或原速前进等。

③货车装卸二端作业场得不到综合检测预报信息及运行故障追踪信息，无法在很短的技检时间内完成车辆的“检、修、扣”。

④对到达货车的组织扣修缺乏整体的预测模型保证检修的“均衡”生产。

⑤对检修货车得不到该车运行轨迹中的故障预报信息，无法达到预报指导检修。

⑥对重要零部件缺乏寿命质量追踪，无法对配件厂家进行评估，配件厂家也很难快速地参与到配件质量的跟踪管理中。

由此可见，如何缓解大秦线保安全和运输秩序的矛盾，确保大秦线安全、畅通，提高拦停准确率，强化装、卸二端的扣修；如何结合既有的信息化产品，进行数据共享建立一个科学、细致、有效率的列车运行故障检测系统，成为当前重要的课题。

2 5T综合检测技术在大秦铁路货车应用基础依据

5T综合检测技术涉及范围：

对象：服务于铁路列检作业场一线的作业人员，包括值班员，工长和检车员等；检修单位作业人员，包括预检员、车间工人和工长等；材料科和配件生产厂家。

实体：大秦线配属货车（C63，C76，C80），主要配件（轮对、制动阀、车钩、摇枕、侧架、缓冲器）。

数据：5T（THDS，TADS、TPDS、TFDS）系统综合预报信，AEI车号信息、HMIS列检作业信息、货车走行里程、货车定检信息、配件综合信息（配件使用时间、配件检修记录、配件走行里程）。

3 大秦铁路货车5T综合检测技术功能模块

3.1 运用部分

以大秦线安装的THDS、TPDS、TADS、TFDS计算机安全检测技术装备为基础，结合货车技术管理系统HMIS的技术履历信息、大秦线运行货车走行里程信息，沿途各列检作业场预报的故障追踪系统，结合5T预报故障按照统一的接口标准将大秦相关的安全监测数据、货车的技术履历数据等接入太原局5T系统双机群集服务器，以实现大秦线地对车安全检测监控系统的综合应用，为确保大秦线安全、畅通，提高拦停准确率，强化装、卸二端的扣修、检查提供综合信息支持。

3.1.1 单独报警需求

①当TPDS预报踏面损伤一、二、三级时，大秦线下行重车TPDS预报信息应跟踪至卸车站列检作业场；大秦线上行空车TPDS预报信息应跟踪复示至沿途有停车作业的列检作业场和装车站列检作业场。列检作业场鉴定后的信息需自动反馈给TPDS复示终端。

②当大秦线下行TADS自动弹出扣车预报对话框时，预报信息应跟踪复示至沿途有TFDS动态检查的列检作业场及卸车站列检作业场。列检作业场鉴定后的信息需自动反馈给TADS计算机复示终端。

③当大秦线下行重车TADS中某套单次或分别单次预报轴承一级故障时，预报信息应跟踪复示至沿途有TFDS动态检查的列检作业场及卸车站列检作业场。列检作业场鉴定后的信息需自动反馈给TADS复示终端。

④当同一轴承TADS有累计两次及以上预报二级或三级故障时，预报信息应跟踪复示至沿途有TFDS动态检查的列检作业场及卸车站列检作业场。列检作业场鉴定后的信息需自动反馈给TADS复示终端。

⑤当同一轴承在装车站与卸车站间运行过程中，有两个及以上探测站THDS均显示为该列车中同型号轴承最大值时，预报信息应跟踪复示至沿途有TFDS动态检查的列检作业场、有停车作业的列检作业场以及装车站、卸车站列检作业场。列检作业场鉴定后的信息需自动反馈给THDS复示终端。

⑥到达场红外线探测站预报的THDS热轴信息应跟踪复示到达场列检作业场。列检作业场鉴定后的信息需自动反馈给THDS复示终端。

3.1.2 综合报警需求

①当TPDS预报踏面一级损伤且TADS有一次一级或两次及以上其他级别预报时，预报信息应跟踪复示到沿途有TFDS动态检查的列检作业场及终到站列检作业场，确认后甩车换轮。列检作业场鉴定后的信息需自动反馈给TADS、TPDS复示终端。

②当到达场THDS预报热轴且TPDS对该位车轮进行过三级及以上预报或TADS对该位轴承进行过一级预报或扣车预报时，预报信息应跟踪复示到沿途有TFDS动态检查的列检作业场及终到站列检作业场。列检作业场鉴定后的信息需自动反馈给TADS、TPDS、THDS复示终端。

3.2 检修部分

由于各个段维修车间的技术水平有限，有些车辆重点部件诸如转向架、制动梁、轴承的检修是依靠人工判断决定其修理等级的，势必会造成大量的人力、物力、财力的浪费，或对一些安全隐患确得不到整治。因此充分利用既有车辆系统的各种信息资源，指导定检检测、检修，成为本课题的另一重点研究方向。

以太原局货车技术管理系统（HMIS）、大秦线运行货车走行里程信息为基础，结合大秦线THDS、TPDS、TADS、TFDS安全检测信息，将相关数据接入太原局HMIS服务器，实现以5T安全检测信息为指导，配件质量分析为龙头的检修过程闭环管理。为弥补诸如轴承退卸仅依靠人工判断等，提供科学的依据。

4 5T综合检测技术综合应用数据流程结构

4.1 运用数据在5T综合检测系统上的数据流程

①铁路局5T数据库、红外线数据中心、配件数据库与HMIS数据库在约定时间内将数据交互。

②AEI车号识别系统读取进入列检作业场的车号信息，并通过HMIS解析车号信息。

③列检作业场根据车号读取交互后的综合信息，内容有5T预报信息、红外线轴温探测信息、前方列检作业场累计的CT15故障信息、配件综合信息、货车定检信息和货车走行里程信息。

④列检作业场检车员对读取的信息进行判断，填写处理信息。

⑤列检作业场将处理信息逐级反馈至路局HMIS数据库。

⑥铁路局HMIS数据库在约定的时间与5T数据库、红外线数据中心、配件数据库进行信息交互。

4.2 检修数据在5T综合检测系统上的数据流程

①铁路局5T数据库、红外线数据中心、配件数据库与HMIS数据库在约定时间内将数据交互。

②车辆段HMIS数据库读取铁路局HMIS数据库中交互后的综合信息，包括5T预报信息、红外线轴温探测信息、CT23故障信息、货车定检信息、货车走行里程及配件综合信息。

③检修车间对车辆进行检修作业，并产生CT22D、CT36、CT51C、更新后的货车定检信息、配件综合信息，并将信息反馈至车辆段HMIS数据库。

④车辆段HMIS数据库实时向铁路局HMIS数据库反馈上述信息。

⑤铁路局HMIS数据库在约定的时间与5T数据库、红外线数据中心、配件数据库进行信息交互。

5 5T综合检测系统应用的功能发挥

5.1 运用模块功能

通过对行车安全监控系统（5T）、HMIS系统及红外线轴温探测系统的数据在各单位之间交互和共享，可以为列检作业场技检作业提供依据，也可以作为行车过程中发现热轴故障的处理依据。

5.1.1 热轴处理

利用本系统，可以使货车在运行过程中接收到红外中心提示的热轴预警结合5T预报信息、货车走行里程、货车定检信息、配件综合信息制订全面的热判模型，根据热判模型做综合应用技术判断，提高红外线轴温探测设备预报故障的准确率。

5.1.2 列检作业场技检作业

根据大秦线煤炭运输任务重的特点，利用本系统可以实现货车运行过程中产生的5T系统预报信息、红外线轴温探测系统预报信息、各列检作业场人工检车累积未处理故障信息结合货车走行里程、货车定检信息和配件综合信息全程共享，合理利用列检作业场技检时间，提高作业效率。

5.1.3 故障信息

5.1.3.1 故障信息查询

在检车员手持机上展示列车运行至本列检作业场时累积的尚未处理的故障信息，包括累积未处理的CT15故障信息、5T预报信息、红外线轴温探测预报信息、定检到过期车信息，货车走行里程、配件使用时间、配件走行里程、配件检修记录的信息。

5.1.3.2 故障信息反馈

检车员通过手持机反馈5T预报信息、累积的CT15信息、红外线轴温探测预报信息、定检到过期车信息、货车走行里程、配件使用时间、配件走行里程、配件检修记录。

5.1.4 红外线预报故障判断

货车在运行过程中接收到红外中心提示的热轴预警结合5T预报信息、货车走行里程、货车定检信息、配件综合信息制订全面的热判模型，根据热判模型做综合应用技术判断。

5.2 检修模块功能

5.2.1 数据采集

采集列检作业场CT23信息及5T预报故障信息、红外线轴温探测预报信息、定检到过期车信息，货车走行里程、配件使用时间、配件走行里程、配件检修记录的信息

5.2.2 故障比对

比对检修作业中实际处理故障与采集到的故障。

5.2.3 信息反馈

向车辆段反馈处理故障信息，包括CT22D、CT36、CT51C、货车定检信息、配件检修信息、现车配件收入信息、现车配件支出信息。

6 大秦铁路货车5T综合检测系统应用技术网络部署

6.1 网络传输

数据量及用户量：

100×200×5K=100000K=100M

6.2 数据传输

数据传输有局内部数据库数据交互，路局与车辆段之间的传输，车辆段与列检作业场之间的传输，车辆段与检修车间的传输；局内部数据交换为30分钟发生一次，每次传输时间要在30分钟内完成，至传输增量数据；路局与车辆段、车辆段与列检作业场，车辆段与检修车间的数据传输为实时发生，传输时间要在2小时内完成。

6.3 系统结构

本系统的WEB服务器可建立在铁路局，通过铁路办公网络，使车辆段、列检作业场、检修车间直接访问使用客户终端；数据可分为5T数据服务器、HMIS数据服务器、红外线探测轴温数据服务器、配件数据服务器和AEI数据服务器，5T预报信息、红外线探测轴温信息、货车走行里程、货车定检信息、配件综合信息在局内部整合到新架设的数据服务器中， AEI报文经过HMIS解析后存放于车辆段HMIS数据库中对应数据表下。

7 结束语

如何缓解大秦线保安全和运输秩序的矛盾，确保大秦线安全、畅通，提高拦停准确率，强化装、卸二端的扣修；如何结合既有的信息化产品，进行数据共享建立一个科学、细致、有效率的列车运行故障检测系统，成为当前重要的课题，本文结合工作实际阐述了关于大秦线车辆5T现代化检查技术对全路铁路货车运输安全所发挥的安全保障作用研究。

参 考 文 献

[1] 铁路货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）原理及应用[M].中国铁道出版社，2005.

[2] 铁路货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）原理及应用[M].中国铁道出版社，2005.

[3] 铁路货车运行品质轨边动态监测系统（TPDS）原理及应用[M].中国铁道出版社，2005.

[4] 余明贵，陈雷编著.铁路货车运用与维修管理[M].中国铁道出版社，2010.

[5] 赵长波，陈雷.铁路货车现代化检查技术[M].中国铁道出版社，2012.