铁道车辆动态检测技术-货车运行状态地面安全监测系统(TPDS)

车辆动态检测技术简称为5T系统：红外线轴温探测系统（THDS）、货车运行状态地面安全监测系统（TPDS）、货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）、货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）、客车运行状态安全监测系统（TCDS）。如今，5T系统还扩充出动车组运行故障图像检测系统（TEDS）、客车故障轨边图像检测系统（TVDS）、轮对尺寸动态检测系统（TWDS）等。

车辆动态检测技术部分重点阐述5T系统的功能、原理、流程、设备、运用管理、报警内容和处置办法等内容。项目三车辆动态检测技术

项目三车辆动态检测技术

任务6货车运行状态地面安全监测系统货车运行状态地面安全监测系统组成1.2货车运行状态地面安全监测系统研发背景0102货车运行状态地面安全监测系统探测站接车流程04货车运行状态地面安全监测系统真实案例分析061.203货车运行状态地面安全监测系统故障预报等级标准与处置原则05货车运行状态地面安全监测系统工作原理一、货车运行状态地面安全监测系统研发背景

（一）TPDS系统介绍TPDS－货车运行状态地面安全监测系统，是针对货车空车直线脱轨问题而开发的一种轨边监测系统。

一、货车运行状态地面安全监测系统研发背景

它利用设在轨道上的检测平台，实时在线监测运行中货车轮轨间的动力学参数，并对其运行状态进行分级评判，在此基础上各TPDS探测站联网识别运行状态不良车辆。通过对运行状态不良车辆预警、追踪、处理，货车运行状态地面安全监测系统TPDS可以减少货车提速后空车脱轨事故的发生。TPDS还兼有货车超偏载报警和踏面擦伤报警功能。

1.货车提速要求为提高铁路系统的运输能力，满足国民经济日益增长的需求，必须在保障安全的前提下，大幅度提高货车的运行速度。2.货车提速面临的安全瓶颈：货车空车临界速度过低，一般在70km/h左右,状态不良的甚至在60km/h左右；主要有以下原因：转八A三大件转向架、空车抗菱刚度低、回转阻尼矩不足、踏面磨耗严重。（二）研制TPDS的目的

3.货车蛇行失稳表现（1）轮轨间横向相互作用明显增大；（2）左右轮有明显的增减载现象；（3）车体横向加速度大增；（4）轮轨横向力和车体横向加速度主频在2.5Hz左右；（5）蛇行失稳的波长在8～9米左右。4.货车蛇行失稳危害（1）增加了直线脱轨的可能性－1997年南津浦线连续空车直线脱轨7次，济南局不得不将列车速度限制在60km/h以下；（2）加剧车辆零部件的磨耗；（3）加剧对轨道结构造成的磨损；5.货车提速对安全设备的需求由于货车提速面临的问题，迫切需求一种实时在线的道旁监测设备，能正确监测、评定货车的直线稳定性，确定货车蛇行失稳以及评价失稳严重程度，以保障货车提速的安全。（三）TPDS的产生

1.国外技术发展美国TPDS于2000年在AAR的FAST试验线投入试运行，目前已在北美铁路推广安装16套，所有16套设备的测试数据均通过传输网络进入TTCI开发的InteRRIS信息管理数据库系统。（1）美国TTCI的TPDS主要技术特点：监测目的：监测铁路车辆运行稳定性，确切地讲是监测车辆通过曲线的导向性能；识别方法：通过测试车辆通过反向曲线时在两曲线区段和夹直线区段产生的轮轨垂直力、横向力及轮轨冲角AOA(Angleofattack)，主要依据FRA对车辆运行安全性指标进行评判，同时结合轮轨冲角大小识别安全性不良的车辆。测试手段：轮轨垂直力和横向力测量，无论曲线区段还是夹直线段，采用的都是在两根轨枕之间钢轨上粘贴应变片组成应变桥的测量方式，测试区间隔布置，属间断测量，连续有效测区较短（一般不超过0.3米），轮轨冲角测量同样采用应变片测试方法，精度不高。线路条件：设备安装在反向曲线及其夹直线，安装区段线路为平坡，两曲线长度以及夹直线长度均不小于500英尺，测力应变桥布臵在距缓和曲线后250英尺左右处，每处各两组测力应变桥，钢轨润滑条件一致，轨头断面无大的磨耗，线路几何状态满足FRA标准5级线路以上。（2）国内外TPDS比较监测目的不同：北美TPD监测目的，针对的是货车通过曲线的导向性能；国产TPDS监测目的，针对的是直线段货车的蛇行失稳；安装地点不同：北美TPD安装地点是反向曲线及其夹直线；国产TPDS安装地点是直线；其它不同：二者在系统构成、测试方法和原理、功能配置、设备安装、对线路要求、车辆评判等方面存在较大差异，但二者在信息网络传输、信息管理等方面有相似思路和实现方法。2.我国TPDS的产生（1）1995年京山线轨道负荷监测装置；（2）1999年12月～2000年1月TPDS环形道验证试验；（3）2000年7月～2001年8月沪宁线镇江南两套TPDS探测站安装、联网、调试；（4）2001年10月～11月沪宁线扣车验证试验；（5）2001年12月通过部鉴定；（6）2002年中国铁路运输局运装管验306号文公布了TPDS安装技术条件和联网业务方案；（7）2003年中国铁路在沪宁线的TPDS探测站推广至8套，并联网形成了京沪线的TPDS，构成了全路TPDS的雏形，奠定了全路TPDS建设的基础；（8）2003年中国铁路运输局运装管验505号文“关于建立全路车辆安全防范、预警系统的通知”，提出了建立全路TPDS的规划；（9）2004年部计划司安排进行TPDS等安全项目的工程可行性研究；二、货车运行状态地面安全监测系统组成TPDS网络拓扑图探测站列检复示探测站列检复示列检复示列检复示探测站探测站铁道部查询中心铁路局A监控中心铁路局B监控中心基层数据汇聚节点A1探测站列检复示探测站列检复示列检复示列检复示探测站探测站中国铁路查询中心A铁路局监控中心B铁路局监控中心基层数据汇聚节点An基层数据汇聚节点B1基层数据汇聚节点Bn

网络连接方案：1.中国铁路查询中心、路局监控中心和基层数据汇聚节点计算机接入各级机关局域网，中国铁路查询中心与铁路局监控中心、铁路局监控中心与所辖基层数据汇聚节点之间通过铁路计算机通信网主干网实现互联，并提供2M以上传输速率。

网络连接方案：2.在探测站系统中，测点与测点服务器连通，测点服务器与站段计算机房连通，通过车站局域网接入网络汇节点，速率要求128K以上。

运用车间与车站计算机房连通，通过车站局域网接入局基层汇聚节点服务器，速率要求128K以上。各级车辆主管部门浏览终端通过各级机关局域网与本系统相联。

网络连接方案：3.各探测站及各运用复示系统与所属基层汇聚节点间的广域网接入可根据实际情况，采用单模光缆、HDSL（专线MODEM）等不同接入方式与相临最近的车站通信机械室相联，构成TPDS监测网络的基层传输通道。但为确保探测站数据的可靠上报，各探测站与接入的通信机械室之间必须完全采用有线方式接入，不能采用微波等无线方式，且要求提供128K以上传输速率。

TPDS系统组成：（一）中国铁路查询中心1.接收路局监控中心上报的车辆运行监测数据，建立全路状态不良车辆数据库；2.对全路车辆运行状态进行实时监控，显示状态不良车辆信息，并对危险车辆自动报警,负责对全路各类状态不良车辆的跟踪监控；3.点综合评判，根据评判结果，自动生成危险车辆名单并逐级下发；4.提供监测数据查询，可根据时间、地点、车次、车号进行多角度的分类查询或组合查询；5.实现统计和报表自动化和智能化。6.利用地理信息系统技术，实现监控数据显示的直观可视化；7.接收TMIS确报、HMIS车辆定检等信息，与监测数据进行匹配，获得车辆装载货物情况和车辆运用记录。（二）路局监控中心/基层数据汇聚点1.接收探测站上报的车辆运行安全监测数据，建立基层汇聚节点/路局多测点状态不良车辆数据库；2.对基层汇聚节点/路局管内车辆运行状态进行实时监控，对危险车辆自动报警（声音、短信息、动态画面等）,显示报警类别、等级、来源和发生时间,负责对管内监控名单上危险车辆的监控；3.提供监测数据查询。（三）列检复示系统1.对相关探测站检测的车辆运行状态信息进行实时监控，掌握状态不良车辆信息，对危险车辆自动报警,负责对危险车辆重点检查，并将检查结果上报路局监控中心；2.提供监测数据查询，可根据时间、地点、车次、车号、不良车辆状态类别或等级等进行分类查询或组合查询；3.提供日常统计报表；（四）探测站1.测点服务器将测点数据加入数据库，根据评分标准进行评分；2.问题车辆数据上传（实时生成标准接口并自动传输）；3.一般通过信息上传(车次、测点、通过时间、车号、车型、速度、天气）。（五）TPDS联网的总体架构1.三级联网：探测站与基层数据汇聚点联网、基层数据汇聚点与路局监控中心联网、路局监控中心与中国铁路查询中心联网。2.四级复示：运用复示（重点检查、处理问题车辆）、车辆段复示（主要解决管理和设备维修上的问题）、车辆运行安全监测中心复示（及时掌握问题车辆情况，监督处理，对疑难问题给予技术支持）、中国铁路查询中心复示。3.

三级管理信息系统：中国铁路查询中心系统、铁路局监控中心系统以及铁路基层监测系统。（六）TPDS探测站构成探测站设备构成示意图

TPDS探测站设备主要由以下部分构成：测试平台与传感器、接线箱与接线盒、信号电缆、车号识别装置、测试间与监控机柜、传感器调理单元、监测工控机、测点服务器、不间断电源、数据远传单元、雨量计。室外部分：测试平台与传感器、天线、磁钢、接线箱与接线盒；核心检测部件为8对剪力传感器以及12只二维板式传感器；室内部分：车号识别装置、测试间与监控机柜、传感器调理单元、监测工控机、测点服务器、不间断电源、数据远传单元、雨量计。1.高平顺轨道测试平台

轨道测试平台由22根混凝土轨枕组成(其中A型轨枕6根，B型轨枕16根)。轨枕间距0.76m，台面总长16.27m，轨枕长2.6m，A型轨枕上装配二维板式传感器，B型轨枕上设承轨槽和锚固螺栓孔。1.高平顺轨道测试平台TPDS测试平台纵向连接图2、二维板式传感器2、二维板式传感器

（1）用起道机顶起钢轨，将橡胶垫板放在板式传感器的承轨槽内，用传感器替换铁垫板塞入钢轨与轨枕之间，使传感器正位，用普通扳手将高强度螺以150N.m的扭矩拧入轨枕。（2）安装传感器导线的保护罩，使用专用扳手将连接传感器与A型轨枕间的高强度双头螺栓拧紧，螺母拧紧力矩60~65kgf.m。2、二维板式传感器安装3、不打孔式剪力传感器3、不打孔式剪力传感器3、不打孔式剪力传感器安装定位安装过程4、车号识别设备天线与磁钢5.接线箱5.接线箱内接线板水平力接线板压力接线板剪力接线板6.雨量桶7.室内部分机柜设备配置显示器(KVM)测点服务器测试工控机键盘、鼠标数据采集仪数据远传单元雨量计主机车号识别主机不间断电源I型II型数据采集仪面板图前面板图后面板图（26通道）后面板图（32通道）前面板图（可调节零点）保险1A保险1A

数据采集仪完成传感器信号的调理放大、滤波、偏移纠正、信号A/D转换及与计算机通讯。信号放大、滤波和偏移纠正由电位器和集成电路芯片完成，电位器1可调整放大倍数，电位器2可纠正信号偏移。调理后的信号输入A/D转换器，信号A/D转换由板载DSP完成，并按EPP并口通讯协议与计算机通讯。

数据采集仪（七）设备电器原理图

TPDS采用两种传感器完成车辆与轨道相互作用的垂直力和横向力（分水平力和剪力）测试，即二维板式传感器（测垂直力和水平力）和剪力传感器（测剪力），两种传感器均为应变式、惠思登全桥自补偿测试电路。二者均为自主研制、国际领先、具有专利的产品。（七）设备电器原理图1、右轨道2、左轨道3、二维板式传感器4、剪力传感器5、放大器6、模数转换器7、接口电路8、计算机

（八）传感器编号原则：

1.以行车方向为准，左轨上的传感器以两位数表示，右轨上的以三位数表示。

2.编号的首数字代表传感器的类型。0－水平力，1－剪力，2－压力。

3.尾数代表列车通过传感器的顺序。通道标识信号线标号中文含义通道标识信号线标号中文含义lq111左剪力一rq1181右剪力一lq212左剪力二rq2182右剪力二lq313左剪力三rq3183右剪力三lq414左剪力四rq4184右剪力四lc121+22左压力一rc1281+282右压力一lc223+24左压力二rc2283+284右压力二lc325+26左压力三rc3285+286右压力三lh101左水平力一rh1081右水平力一lh202左水平力二rh2082右水平力二lh303左水平力三rh3083右水平力三lh404左水平力四rh4084右水平力四lh505左水平力五rh5085右水平力五lh606左水平力六rh6086右水平力六采集仪各信号通道的中文标识(26通道)

通道标识信号线标号中文含义通道标识信号线标号中文含义CH111左剪力一CH2181右剪力一CH312左剪力二CH4182右剪力二CH513左剪力三CH6183右剪力三CH714左剪力四CH8184右剪力四CH921左压力一CH10281右压力一CH1122左压力二CH12282右压力二CH1323左压力三CH14283右压力三CH1524左压力四CH16284右压力四CH1725左压力五CH18285右压力五CH1926左压力六CH20286右压力六CH2101左水平力一CH22081右水平力一CH2302左水平力二CH24082右水平力二CH2503左水平力三CH26083右水平力三CH2704左水平力四CH28084右水平力四CH2905左水平力五CH30085右水平力五CH3106左水平力六CH32086右水平力六采集仪

各信号

通道的

中文标

识(32

通道)

三、货车运行状态地面安全监测系统工作原理

TPDS利用设在轨道上的检测平台，实时在线监测运行中货车轮轨间的动力学参数，通过对轮轨垂直力和横向力的连续检测和分析，以及铁路货车运行状态综合联网评判，实现对运行品质不良铁路货车的识别、铁路货车装载超偏载、车轮踏面损伤的检测，并对其运行状态进行分级评判。其核心检测部件为8对剪力传感器以及12只二维板式传感器。(一)各项功能实现方法

1.车辆运行状态识别：通过轮重减载系数、轴横向力/垂直力比值、轴横向力大小及变化特征实现；

2.车轮踏面损伤识别：通过踏面损伤车轮引起的冲击荷载的大小识别；

3.超偏载检测：通过车辆各轮轮载、轴载、转向架荷载大小与分布实现；（二）工作原理

利用高平顺整体框架式测试平台，在测试平台上安装二维板式压力传感器、在钢轨轨腰处安装剪力传感器，组合成一个长度为4.8m的轮轨垂直力和横向力的连续综合测区，从而获得通过车辆各车轮在钢轨上产生的连续轮轨力及其变化特征。1.垂向力测试原理在两剪力传感器之间设置若干个轨下垂直压力传感器，组成一个综合检测区，两种传感器采集的数据通过计算机合成处理，从而得到测试区内的垂直力之和。

由于有较长的连续检测区，便能测得一段较长时间内车轮垂直力增减变化过程数据的平均值，而不是波动过程的某个瞬时值，这不仅提高了检测精度，还大大提高了适用的速度范围。2.横向力测试原理将钢轨视为传递轮轨横向荷载的载体，而在钢轨的支承点上测量钢轨受车辆作用施加在框架结构中轨枕上的作用力大小。根据轮轨作用横向荷载在钢轨上的受力影响线，通过标定获得钢轨支承点处实际承受横向荷载的比例，再依据车轮在测试区的位置，由钢轨支承点处承受横向荷载的组合而得到车轮在整个测试区连续横向荷载及变化情况。TPDS设备测试的轮轨作用力示例四、货车运行状态地面安全监测系统探测站接车流程压力和剪力传感器地面天线和车轮传感器轨边设备力学信息处理计算机监测中心显示报警系统不打孔剪力传感器双向压力传感器室内设备

1.自检（设备状态和通讯状态）。探测站设备上电启动后，对各模板进行通信联络，并显示结果。进入等待接车状态，并定时进行自检。与上级微机(复示中心，监测中心)保持通信联络，如有自检故障，发送故障信息。(一)货车运行状态地面安全监测系统探测站接车流程

2.判断来车。当有车轮传感器（开机磁钢）信号时，探测站计算机首先判断是车轮信号还是干扰信号，认为是来车信号，即停止自检和对上位机通信联络准备接车。3.准备接车。开机磁钢发送信号给室内RF射频装置，射频装置发送信号给地面天线，地面天线发送微波，准备接收标签信息，计轴计辆磁钢准备计轴判辆和测速。

4.开始接车。压力传感器测量垂直力和横向力（水平力），用于检测超偏载和品质不良；剪力传感器测量剪力，用于检测踏面损伤；地面天线开始接收车次车号等标签信息，计轴计辆磁钢开始计轴判辆，把以上信息传递给室内设备：压力和剪力传感器输出信号经分线箱传递给数据采集仪处理后由测试工控机处理三个力学信息，AEI主机处理标签信息和计轴判辆，然后形成报文通过通信网络传递给四级应用。

5.过车后。最后一辆车最后一根车轴经过关机磁钢（双向）或计轴计辆磁钢（单向），经过延时时间，认为列车通过完毕，关闭保护箱，停止接车，开始自检，等待下一轮来车。(二)货车运行状态地面安全监测系统探测站技术指标

1.检测范围：最大轴重25t；

2.识别车辆蛇行运动失稳：车辆运行速度不限；

3.识别车轮踏面擦伤：检测速度30～120km/h；

4.重车超载检测准确度：列车以40km/h及以下速度通过时优于5‰，40～60km/h速度通过时优于1％，60km/h以上速度时优于3％；

5.允许超载：为额定载荷的250%。

6.监测对象：符合铁路运输要求、轨距1435mm的各型铁路货车；

7.钢轨轨型：50kg/m、60kg/m、75kg/m；

8.线路条件：符合部颁“车辆运行状态地面安全监测系统设备安装技术条件”；

9.工作环境：仪表系统0℃～+50℃；湿度≤85%；测试平台-40℃～+60℃湿度≤95%

10.超载检测误差：30～40Km/h时≤0.5%,40～60Km/h时≤1%,60～120Km/h时≤3%；

11.电源：AC220V+15%（-20%）,50Hz；

12.功率消耗：不大于3KVA；(三)货车运行状态地面安全监测系统探测站安装技术

1.正常货车速度60km/h及以上的正线；

2.安装在直线段，设备前、后分别有400m、100m以上直线段，线路坡度不超过3‰；

3.设备前后（前400m、后100m）不得有道岔区、曲线、长大桥梁等；

4.设备及前后80米区段避开电化分相点、短梁、短涵、道口及易产生洪水、塌方、冻涨等地段；

5.宜采用60kg/m钢轨的无缝线路，测试平台区段钢轨没有接头、焊缝和擦伤；

6.供电、通信、巡视、防盗条件好。7.宜采用新轨，使用旧轨时其垂直磨耗小于5mm、侧磨小于6mm，无交替侧磨现象；8.铺设区段应为Ⅱ或Ⅲ型混凝土枕，无轨枕失效；9.应采用I级道碴、道床饱满清洁、道床两侧排水条件良好，无道床板结、道碴囊、翻浆冒泥等病害，道床不易被粉化物掩埋；安装区段及前后线路路基状态良好、边坡稳定，无路基病害；10.安装位置及前后线路应保证有良好的轨道平顺性、等同的轨道结构强度、刚度和承载力；11.安装时禁止在钢轨上焊接、打孔。(四)货车运行状态地面安全监测系统探测站标定程序

(1)监测系统标定由垂直力标定和横向力标定两部分组成，其中横向力标定采用专用横向力标定设备标定，垂直力标定由设备所属铁路局组织实施、生产厂家配合进行，垂直力标定需机车一辆、T6F砝码车一辆（配属各路局计量分站代管）。

(2)监测系统垂直力标定需“天窗”时间，标定工作在“天窗”时间内进行。

(四)货车运行状态地面安全监测系统探测站标定程序

(3)“天窗”时间由标定速度级和每速度级次数确定，标定速度级为40、70或75km/h，标定有效次数不少于3次，计不少于6个有效数据，“天窗”时间大约1小时。

(4)标定列车编组：机车+T6F砝码车，牵引方向为运营列车运行方向。

(5)标定列车每速度级通过监测系统测试区必须惰行通过，不得制动、加速，列车回推速度按“行规”规定处理，无特殊要求。五、货车运行状态地面安全监测系统故障预报等级标准与处置原则TPDS报警标准由车轮踏面损伤报警标准、超偏载报警标准和运行品质不良联网报警标准组成。报警等级使用颜色区分：一级为红色，二级为橙色，三级为黄色。（一）货车运行状态地面安全监测系统故障预报等级标准

1.车轮踏面损伤报警标准：根据车轮踏面损伤的当量值确定报警等级，按三个等级报警，由高到低分别为一级、二级、三级。具体报警标准如下：

2.超偏载报警标准：根据超载吨位、偏载尺寸、偏重吨数确定报警等级，按三个等级报警，由高到低分别为一级、二级、三级。具体报警标准如下：报警等级一级报警二级报警三级报警超载等于或大于铁路货车容许载重量10t等于或大于铁路容许载重量5t且小于10t等于或大于铁路容许载重量2t且小于5t偏载铁路货车（包括货物）总重心投影与铁路货车纵向中心线距离等于或大于150mm铁路货车（包括货物）总重心投影与铁路货车纵向中心线距离等于或大于100mm且小于150mm铁路货车（包括货物）总重心投影与铁路货车纵向中心线距离等于或大于75mm且小于100mm偏重铁路货车前后两个转向架架重之差等于或大于15t铁路货车前后两个转向架架重之差等于或大于10t且小于15t铁路货车前后两个转向架架重之差等于或大于8t且小于10t

3.运行品质不良联网报警标准：在探测站单次运行品质评分的基础上，实行运行品质不良联网综合评判。

探测站单次运行品质评分标准：根据铁路货车横向晃动或减载情况确定运行品质评分等级，分为1-6级。运行品质状态积分根据运行品质评分等级进行换算：1级30分，2级15分，3级10分，4级5分，5级及以下0分。

全路联网综合评判报警标准：TPDS从HMIS中取得铁路货车最近的厂、段修日期。从铁路货车最近的厂、段修日期开始，将铁路货车在空车状态下以50km/h以上的速度通过TPDS探测站定为有效通过，累计最近7次有效通过的单次运行品质评分，当累计评分大于或等于60分时，评判为运行品质不良。（二）货车运行状态地面安全监测系统故障处置原则1.TPDS运用标准

对运行状态不良联网一级预报货车，由现场检车员对车辆进行全面详细检查；对运行状态不良联网二级预报货车，由系统进行跟踪；对踏面损伤一、二、三级预报货车，由现场检车员对预报轮位进行检查确认；现场检车工长要对现场检车员认定无损伤或损伤不超限的一、二级预报货车进行复核。（二）货车运行状态地面安全监测系统故障处置原则2.TPDS预报处理

（1）对TPDS货车运行状态不良联网一级预报货车，动态检车员要立即将车次、车号、辆序等情况经动态检车组长向运用值班员报告，由列检值班员通知现场检车员，由现场检车员对车辆进行全面详细检查，要重点检查斜楔摩擦副、接触式旁承（非接触式旁承间隙）、承载鞍及接触件、枕簧和心盘螺栓状态；对存在故障的货车按有关规定办理扣车手续，并将检查结果向动态检车组进行反馈，由动态检车员录入TPDS。

（2）对TPDS踏面损伤一、二、三级预报货车，动态检车员要立即将车次、车号、辆序、轮位等情况经动态检车组长向运用值班员报告；由运用值班员通知现场检车员，由现场检车员对预报轮位进行检查确认；现场检车工长要对现场检车员认定无损伤或损伤不超限的一、二级预报货车进行复核；对超限货车按有关规定办理扣车手续，并将一、二、三级预报货车的测量结果向动态检车组进行反馈，由动态检车员录入TPDS。（三）货车运行状态地面安全监测系统实时监控程序1.对基层汇聚点/路局管内测点过车监测情况进行实时监控；2.对超过门槛值的车辆自动报警提示（声音、动画）；3.提供监测数据查询；4.提供多种数据分析，实现报表和统计自动化；；。5.对管辖范围内和相邻路局/汇聚点间重点车辆运行状态进行追踪监视；6.路局中心可以对探测站设备工作状态进行远程监视；7.运用车间可以对预报的运行状态不良车辆进行检查、登记。监控程序主界面状态栏处理结果标志，打”∨”表示已处理，无则未处理或不需处理

，超载车辆数左右偏车辆数前后偏车辆数踏面擦伤车辆数状态不良车辆数正常过车信息，颜色为黑色存在问题车辆的车次，颜色为红色实时监控程序－过车信息视窗标签车辆监测信息车轴监测信息功能按钮实时监控程序－超偏载车辆详细情况标签车辆监测信息车轴监测信息功能按钮实时监控程序－踏面擦伤车辆详细情况过车信息视窗－带报警提示框快捷按钮传感器探测站状态测点机探测站服务器雨量计抄车号装置主菜单A/D模块测点机与服务器网络连接探测站与分局网络连接UPS市电实时监控程序－探测站视窗A/D模块出现故障测点机出现故障板式传感器右侧横向力3发生故障行车方向实时监控程序－探测站视窗×测点设备运行状态监控车辆信息车轴信息实时监控程序－报警车查询输入查询量值选择运行状态级别输入查询车次输入车种车型输入擦伤当量输入查询车号车辆监测信息车轴监测信息实时监控程序－过车量值查询地址栏功能选择按钮登录信息Web查询程序（中国铁路查询中心）单选框下拉列表框文本输入框复选框标签页复选框基本查询操作子功能标签车种车型超链接，可以得到自重、载重信息单击车号超链接，可以查询车辆的历史记录报警评判条件当日信息浏览－最新报警车次当日信息浏览－报警车辆汇总过车总数超链接，可以得到该次列车所有过车报文信息运行状态超链接，可以得到该次列车所有车辆运行状态报警信息超载超链接，可以得到所有超载报警车辆信息踏面擦伤超链接，可以得到所有车辆踏面擦伤报警信息报警超链接，可以得到所有报警车辆信息当日信息浏览－过车信息汇总车种车型超链接，可以得到自重、载重信息单击车号超链接，可以查询车辆的历史记录过车报文信息选择分类标签选择统计范围选择时间范围选择查询范围指定排序字段单击按钮，可以查询满足条件的报警车辆选择查询分类报警车查询分类查询过车查询选择报警级别后，单击按钮可以得到不同分类的详细报表单击按钮可以生成EXCEL格式报表单击按钮，可以显示图形格式报表TPDS统计月报表车辆追踪－选择追踪条件探测站设备运行状态监控六、货车运行状态地面安全监测系统真实案例分析

被测对象：机车牵引试验车、15辆被试车（其中12辆蛇行失稳的车辆，另外扣了3辆地面安全监测系统判定运行状态良好的车辆作为试验的对比车辆）及两辆隔离重车。

装备和测试速度：地面的两套安全监测系统和车载车辆动力学测量系统对被试车进行了测定，速度级包括：60km/h、65km/h、70km/h、75km/h和80km/h。（一）TPDS品质不良验证与应用

1.车辆平稳性测试表明，15辆被试车中，只有作为状态良好的对比车P623131004在试验的所有速度级，达到了GB5599-85的合格标准，其余各车在稍高的速度级，均超过了合格标准，总体上状态不良被试车横向动力学性能较对比车差。如下表所示，状态不良货车N175042232的横向动力学性能，明显较状态较好对比车N175041729差。证明地面安全监测装置能正确判断车辆运行状态。2.车体横向加速度均值与TPDS横向轴力H均值相关性。车辆动力学测量系统在60km/h、65km/h、70km/h、75km/h、80km/h五个速度级测量的车体横向加速度的平均值与地面安全监测装置测得同一辆车的横向轴力平均值的相关性见下表，表明两者有很强的相关性，说明TPDS测定动力学横向参数正确反映了车辆的横向动力学性能。车体横向加速度均值与横向轴力H均值相关性3.评定车辆横向动力学性能的重要参数是车体的横向平稳性指标，而轴脱轨系数是地面安全监测装置评定车辆状态的重要参数之一。车辆动力学测量系统在60km/h、65km/h、70km/h、75km/h、80km/h五个速度级下，车载车辆动力学测量系统测量的车体横向平稳性指标的平均值与地面安全监测装置测得同一辆车的轴脱轨系数的平均值的相关性见下表。列表数据显示，二者最小的相关系数是N17G5053062的74.9%，最大的相关系数达99.7%，15辆被试车平均相关系数为92.8%，表明地面安全监测系统测得横向力/静轴重，与车辆动力学测量系统测量的车体横向平稳性指标有很强的相关性。车体横向加速度均值与轴力/静轴重均值相关性车体横向加速度均值与Pdynamic/Pstatic均值相关性4.对15辆车按段修标准进行分解检测表明：（1）车辆的磨耗程度与车辆的动力学性能有很强的相关性；（2）通过地面安全监测装置扣到的状态不良车辆大都磨耗严重；（3）通过地面安全监测装置扣到的状态较好车辆磨耗较轻。（二）TPDS踏面损伤验证与应用1.北美道旁踏面损伤检测设备的标准是根据冲击力的大小；2.我国TPDS是根据冲击力、速度、静轮重计算踏面损伤当量，根据损伤当量分级报警；3.列检对踏面损伤检测的标准是依据《运规》。4.同一踏面损伤在不同速度、不同轮重条件下对轨道的冲击作用是不一样的，而且簧上质量参与每次冲击的程度是无法确定的随机变量，因此同一踏面损伤对轨道的冲击作用实际上一定范围分布随机变量。踏面损伤几何形态与其对轨道的冲击作用并不是一个简单的线性关系。（二）TPDS踏面损伤验证与应用典型的踏面擦伤的波形的图片1-擦伤典型的踏面擦伤的波形的图片2-剥离典型的踏面擦伤的波形的图片3-碾堆典型的踏面擦伤的波形的图片4-轮对失圆1.车辆运行状态地面安全监测系统对车轮踏面擦伤复核车次：86011车号：1481284机后54位，3轴右；当量：23；擦伤深度：1.3mm车次：86029车号：4894057，机后40位，2轴右，当量：30；擦伤深度：1.6mm车次：86029车号：4943470，机后23位，4轴右，

当量：27；擦伤深度：2.2m

车次：86029车号：4902011，机后7位，1轴右，当量：24；擦伤深度：1.4mm车次：86029车号：4510812，机后1位，4轴左，当量：23；擦伤深度：2mm

特殊案例：踏面损伤多次一级报警，引起了大同局湖东车辆段有关部门的高度重视，多次派人重点现场复核，均未发现踏面擦伤或踏面剥落等典型故障。顶部踏面圆周磨耗13mm左右同车轮其它部位踏面圆周磨耗约6mm左右有明显碾边和缺失轮径较小处有明显砸痕及裂纹

不论是什么运行方向，该报警轮对均发生长时间大幅减载及有规律（等间隔）的强烈冲击（20吨左右），其过应为：单侧轮对腾空、砸下冲击，疑为严重轮对失圆所致。（0、90、180、270四个方向测量同一轮对）

轮踏面缺陷属局部失圆，最大踏面圆周磨耗达13.2mm,其余部位踏面圆周磨耗在7mm左右。

踏面局部失圆在运行中引起轮对对钢轨极大的冲击作用，空车时冲击力在20吨以上，对轨道结构和车辆结构危害极大。

TPDS稳定可靠地检测到这一非典型的踏面损伤形式，轮对局部失圆可能是制造过程中局部热处理不当所致。2.车轮踏面擦伤对燃切轴险性事故的关联（1）2005年1月15日大秦线热切事故；ƒ（2）2005年3月21日京广线怀化热切事故；（3）2005年9月5日京广线热切事；（4）2006年3月25日鸡西燃轴事故ƒ；（5）2006年4月24日石太线燃轴事故；（6）2006年6月3日京广线热切事故；ƒ（7）2006年7月24日成都局燃轴事故；（8）2006年8月13日成都局燃轴事故。（1）2005年1月15日大秦线热切事故；ƒ（2）2005年3月21日京广线怀化热切事故；（踏面擦伤0.8mm,剥离40mm）（3）2005年9月5日京广线热切事；（4）2006年3月25日鸡西燃轴事故ƒ；2006年3月下旬4301133在鸡西附近发生燃切轴险性事故，如下表所示，TPDS对其有大量踏面损伤报警。（5）2006年4月24日石太线燃轴事故；2006年4月4873119在石太线发生燃切轴险性事故，TPDS从2006年1月至2006年4月，对事故轮对的踏面踏面损伤一级报警达17次之多。（6）2006年6月3日京广线热切事故