thds设备探测技术统型

1111THDS设备探测技术及应用（统型）

2015年11月广汉1212

1.公司及产品发展概况2.THDS设备系统构成及原理3.THDS设备全程采样技术的应用4.THDS设备信号流程5.THDS设备电源流程6.THDS探测站技术应用7.THDS热轴预报模型8.THDS波形分析9.THDS设备故障诊断13131.公司及产品发展概况广汉科峰电子有限责任公司隶属于成都铁路局多元集团。公司始建于1968年，原名成都铁路局广汉电务修配厂，1986年更名为成都铁路局广汉通信信号工厂，2000年作为成都铁路局工业企业改制试点单位，改制为两元投资的股份制企业，并更名为广汉科峰电子有限责任公司。1.1公司发展概况141977年自主研制：HZT-1A型红外线轴温探测器1979年自主研制：HZT-1B型红外线轴温探测器1991年自主研制：HZT-II9012型红外线轴温探测系统

2000年自主研制：HZT-2000型红外线轴温探测系统

2003年自主研制：HZT-2000+型红外线轴温探测系统

2007年自主研制：THDS-A型红外线轴温探测系统

2010年联合研制：THDS-B型红外线轴温探测系统1.2产品发展概况15中科院上海技术物理研究所中科院成都光电技术研究所电子科技大学

西南交通大学

1.3技术合作单位162.THDS设备系统构成及原理2.1红外线轴温探测系统发展史

70年代初,第一代红外线轴温探测仪采用单机、单点、描笔记录、人工判别模式进行热轴预报。80年代中后期,第二代红外线轴温探测系统，利用计算机自动采集和判别技术，采用点对点模拟传输的通信方式进行热轴预报。二代机发展到近期，可以自动向行车调度传输热轴信息，同时可以通过网络向全路联网系统传输数据，实现了预报热轴的自动、及时和大量数据信息的积累、统计。

1717

三代机向智能化、标准化、数字化、信息化向发展，探测站使用了全程采样、双探以及工控等先近技术。监控中心采用数据库、WEB网页浏览。探测站与监控中心采用TCP/IP通讯协议，利用宽带技术拓展信息通道，速率达到64kbps-2Mbps,实现大容量数据通讯。利用高性能服务器通过高速网络与5T中的TADS信息和TPDS信息，以及AEI信息、HMIS信息、DMIS信息实现数据共享。目前，运用于各路局的三代机包括THDS-A和THDS-B两种型号。182.2THDS的定义红外线轴温探测系统（简称THDS）是发现车辆热轴、防止热切轴的安全保障设施，是确保铁路运输安全的重要设备。红外线轴温探测系统综合运用了自动化控制技术、红外线辐射探测技术、光机电一体化技术、网络通信技术和计算机智能化技术，具有在列车运行状态下计轴计辆、智能跟踪、测量轴箱温度和自动预警故障热轴的功能，实现了“分散探测，集中报警，联网运行，信息共享”。19192.3THDS的构成THDS由铁道部查询中心、铁路局监测监控中心、车辆段和列检复示中心及探测站组成。红外线轴温探测系统全路联网是铁道部查询中心的网络支撑，THDS所实现的“分散探测，集中报警，联网运行，信息共享”是铁路局监测监控中心保障行车安全运用的核心，车辆段和列检复示中心是运用的必要补充和系统维护的基地，探测站是THDS的神经末梢，是THDS构成的基础。1101102000型通讯管理机1…n2000+监测中心2000+通讯管理机1…n部联网中心局间互传段复示中心1…n2000+行调管理中心2000+行调终端1…n98版监测中心2000+数据部联网中心2000数据探测站1…n图

二代机THDS系统网络图111111通讯管理机(2000、2000+、多功能网络管理机)1…nTHDS-A通讯数据服务系统(分为两台：一主一备，主要用于通讯、数据处理)部联网中心局间互传THDS-A监测中心（可做段复示中心和列检复示）THDS-A车辆运行监控系统(大屏，选配)THDS-A行调终端1…n数据库服务器Web服务器THDS-A列车信息管理分析系统THDS探测站1…n图

统型机THDS系统网络图112112

·THDS探测站室内外设备构成示意图

113113

·THDS-A探测站室内设备构成图

THDS-A型系统主机箱THDS-A型系统远程管理箱THDS-A智能跟踪装置THDS-A型系统电源箱探测站显示器THDS-A型系统控制箱（上行）信号电涌保护箱THDS-A型系统控制箱（下行）114114·THDS-B探测站室内设备构成图THDS-B探测站室内由主机箱、控制箱、电源箱、车号箱、远程管理箱、通信设备箱、信号防雷箱等组成。1151152.4THDS设备技术参数·探测站采用光子探头与热敏探头相结合的双下探方式，自动探测客、货车辆的热轴；·自动识别机车、客车、货车；·自动测速；适应车速：客探5～360公里/小时；货探5～160公里/小时；·系统测温精度：静态标定在温升40℃时，误差不大于±2℃，温升70℃时，误差不大于±3℃；动态检测中低温区误差不大于±3℃，中高温区误差不大于±4℃；116116·计轴计辆精度：计轴误差＜2×10-6；计辆误差＜2×10-5；·具有双向同时接车的功能，可探测最大编组为400辆的列车；·探测站主机存储容量：保存不少于30天的原始列车数据；保存不少于30天的设备自检故障信息；·自动采集车号信息，准确跟踪列车，对热轴进行智能跟踪和预报；·在线读取设备编号，实时更新系统中的设备管理信息；·具有音频专线、音频拨号、宽带网络及无线传输通信接口；117117·探测站设备可维护性：机械部分＜10分钟；电气部分＜3分钟；·探测站设备可靠性：平均无故障时间机械部分＞1×104小时；电气部分＞5×104小时；·探测站工作环境：室外温度-40～+60ºC；室内温度：0～+40ºC；室外相对湿度：＜85%；室内相对湿度：＜95%。1181182.5THDS设备热轴预报规范THDS可动态探测客车、货车的各类轴箱的温度，并智能化处理轴温信息，通过智能跟踪、结合5T信息进行热轴预报。THDS分三个级别进行热轴预报：微热、强热、激热。微热：监护运行。强热：前方站停车。激热：立即停车。1191192.6THDS设备自检规范THDS具有完备的自检功能，可对设备自身的工作状态进行检验，在设备出现故障时可及时进行警示。按照故障对THDS工作影响的程度，设备故障可分为一般故障、严重故障和紧急故障三个等级。设备出现一般故障时，不影响设备的正常探测，可安排在最近一次的周检中处理解决；设备出现严重故障时，系统经自动调整，仍可以维持正常的探测，需要在24小时内处理解决；设备出现紧急故障时，系统已经不能完全正常地工作，影响了行车安全，必须在6小时内排除故障。120120一般故障：磁头故障、环温故障、盘温（板温）故障。严重故障：大门故障、探头故障、热靶故障、调制盘故障。紧急故障：保护门故障、交流电故障、直流电源故障、通信故障。同时发生几个一般故障或多个严重故障时，在影响系统的探测功能的情况下，将提升故障等级。121121

2.7THDS设备工作原理·工作过程车轮传感器利用电磁感应元件在车轮经过时产生电信号，实现探测车轮位置的功能；利用热敏探头（双浸没热敏电阻）、光子探头（碲镉汞光子器件）探测轴承的温度；利用判辆模型、热判模型得出最终的预报结果；利用数字通道向监测中心传送最终结果，监测中心向各相关终端转发接车数据。122122·采用技术利用工控机平台搜集数据和处理数据。采用全程采样的设计思想。系统开机后，探头板、磁头、车号板单独采样。大量的数据汇集到工控机上进行综合分析处理。采用双探角度，排除干扰热源和设备故障造成的误报。增加4号磁头，减少磁头故障和干扰。1231232.8名词解释·轴箱温度：THDS系统所探测到的列车动态运行时轴箱表面的温度。轴箱温度简称轴温。·环温：THDS利用环温箱中的传感器所测量的探测站周围环境的大气温度。·轴箱温升：轴箱温度与环温之差为轴箱温升。轴箱温升简称温升。·轴温探头：轴温探头简称探头。轴温探头是利用红外敏感元件将所接收到的轴箱表面的红外辐射转换为电信号的轴温探测的部件，是轴温探测的核心部件，按测温元件不同划分如下两类：a)热敏探头——敏感元件采用双浸没热敏电阻；b)光子探头——敏感元件采用碲镉汞光子器件。124124按工作方式，划分为调制交流探头和直流探头两种。THDS-A光子探头、热敏探头均采用交流调制方式，THDS-B光子探头采用直流方式，热敏探头采用交流调制方式·板温：直流探头中挡板部件的温度（THDS-B）。·盘温：调制探头中调制盘的温度。·柜温：探测站机柜内的温度。·探测站主机：探测站主机由工控机、AD采集卡、数字IO卡及其它多功能扩展板卡组成，实现轨边设备控制、数据采集、数据处理和数据通信等功能。·THDS-B控制箱：控制箱具有调理传感器信号和控制轨边设备的功能。控制箱中配置检测板、测温板、制冷板、接口板、调制板、解调板、功放板。125125·THDS-A控制箱：控制箱具有调理传感器信号和控制轨边设备的功能。控制箱中配置磁头信号调理板、温度信号调理板、内外探信号调理板板、制冷温度控制板、调制电机控制板、功率控制板、电源信号检测板。·远程管理箱：远程管理箱具有响应远程命令、监控主机运行状态和自动启动探测站主机的功能，并且能传送图片。远程管理箱配置数字网络接口和拨号网络接口。·电源箱：为控制箱提供直流电源的设备。·车轮传感器：车轮传感器利用电磁感应元件在车轮经过时产生电信号，实现探测车轮位置的功能。车轮传感器简称磁头。126126·防雪除雪装置：采用了免维护的高压风机吹雪，防止探头光路被冰雪覆盖而影响采集轴温数据。·AD采集板：采集模拟信号并转换成数字量的电路板。·数字IO板：数字信号输入输出电路板。·测温板/温度信号调理板：实现测温传感器信号调理，包括零点调整、信号放大等功能的电路板。·检测板：磁头信号转接，以及电网电压信号、工作电压信号的调理等功能的电路板。·制冷板：实现对光子探头的碲镉汞器件的制冷控制功能的电路板。·接口板：完成左右侧板温转换及探头信号匹配，提供自检信号源供自检，并提供备用电路，当主电路自检故障时能够切换到备用电路进行继续工作。127127·解调板：实现2路热敏探头轴温信号的4阶带通滤波、线性相敏检波、包络还原；调制盘同步信号的整形，检测等功能的电路板。·调制板：实现对热敏探头调制电机控制功能的电路板。功放板：主计算机通过功放板，实现对一个探测方向的大门电机、挡板电机、调制盘电机、热靶、除雪装置等部件的电源控制。·器件温度：光子探头中碲镉汞器件的温度。靶温：轴箱扫描器中用于对探头进行自动标定的热靶的温度。·天空值：列车通过探测站后的瞬间，轴温探头探测天空时所输出的电压值。·双下探：在一个卡轨器内，兼容光子、热敏两种探头以内外探两种角度同时探测轴箱温度的探测方式。1281283.全程采样技术的应用HZT-2000+之前的红外轴温探测系统在轴温采集方面的原理是：系统接收到1号开机磁头信号时，主机向各采集组件发出开机信号，探头建立工作，车轮经过2号、3号磁头传感器时，系统算出列车速度、采样开始时间、采样结束时间，探头在这段时间内采集轴承分布波形。这种方式与工作原理的弊端是当磁头信号受到干扰时，会致使轴温采集出错。所以，在HZT-2000+研发阶段，采用了全程采样的新颖思想，这种方式解决了因计轴计辆引起的轴温采集异常。129129THDS-A/THDS-B在工作原理上继续沿用了这种方式，其工作原理是：当系统接收到1号开机磁头信号时，主机向各采集组件发出开机信号，系统工作建立，列车车轮经过2号、3号磁头时，轴温信号、磁头信号、车号信号全程独立采样，互不影响，主机将各种采集信号汇总后，形成接车报文上传局中心，原始数据存储于主机硬盘不少于30天，对于数据后期分析起到了支撑作用。4.THDS设备信号流程4.1THDS-A设备信号流程1301301#、2#、3#、4#磁钢

信号电涌保护箱

控制箱----磁钢信号调理板

控制箱----辅助信号插座控制箱IO插座控制箱AD插座主机箱上行IO板主机箱上行AD板·磁头信号131131热敏调制信号控制箱外探插座

控制箱外探信号调理板

控制箱AD插座主机AD板

热敏盘温信号

控制箱外探插座

控制箱温度信号调理板

控制箱AD插座主机AD板

热敏同步信号

控制箱外探插座

控制箱外探信号调理板热敏探头调制电机控制箱扫描器插座控制箱调制电机控制板热敏探头插座控制箱外探插座电源箱探头电源、数字电源热敏探头制热器控制箱外探插座控制箱功率控制板·热敏探头信号132132·热敏探头结构原理133133光子调制信号控制箱内探插座控制箱内探信号调理板控制箱AD插座主机AD板光子探头盘温及器温信号控制箱内探插座控制箱温度信号调理板控制箱AD插座主机AD板光子同步信号控制箱内探插座控制箱内探信号调理板·光子探头信号134134·光子探头结构原理1351351#、2#、3#、4#磁钢

信号电涌保护箱控制箱---检测板

控制箱----后面板JK3插座控制箱AD插座控制箱AD插座主机箱内探AD板主机箱外探AD板4.2THDS-B设备信号流程·磁头信号136136热敏调制信号控制箱外探插座控制箱解调板控制箱AD插座主机外探AD板热敏盘温信号控制箱外探插座控制箱外探板控制箱AD插座主机外探AD板

热敏同步信号

控制箱外探插座控制箱解调板·热敏探头信号137137·光子探头信号1381385.THDS设备电源流程5.1THDS-A设备电源流程控制箱----磁头信号调理板±15V控制箱----温度信号调理板±15V控制箱----内探信号调理板±15V控制箱----外探信号调理板±15V控制箱----制冷温度控制板±15V控制箱----电源检测调理板±15V

电源箱----模拟电源±15V热靶的靶温调理电路+15V环温调理电路+15V·模拟电源±15V139139·探头电源±22V140140控制箱----电源检测调理板+5V控制箱----磁头信号调理板+5V控制箱----温度信号调理板+5V控制箱----内探信号调理板+5V控制箱----外探信号调理板+5V控制箱----制冷温度控制板+5V控制箱----功率控制板+5V

电源箱----数字电源+5V控制箱----调制电机控制板+5V热敏、光子探头内部同步电路大门电机内部光耦电路主机AD板·数字电源+5V141141

·制冷电源+6V142142

·功率+30V+15V1431435.2THDS-B设备电源流程电源箱---探头电源板±22V±18V±12V到放大电路±5V到OP-07+15V到盘温电路±15V到前置放大电路±18V到热敏元件·探头电源144144

·信号电源电源箱---信号电源板±15V+15V到靶温调理电路±15V到控制箱解调板±15V到控制箱制冷板±15V到控制箱内探板±15V到控制箱外探板±15V到控制箱检测板±15V到控制箱接口板+15V到环温调理电路145145·功率电源电源箱---功率电源板+15V到调制板+5V+6V到校零电路到制冷板到功放板1到功放板2到调制板到检测板到接口板到解调板到内探板到外探板到外探同步信号电路146146+30V到功放板2内外探热靶加热控制到功放板2上电控制到功放板1挡板控制到功放板1吹雪控制到功放板1大门控制到功放板1上电控制147147·制冷电源电源箱---制冷电源板+7V到制冷板到功放板2外探制热控制1481486.THDS探测站技术应用6.1轴温计算算法轴温计算需要几个参数：热靶曲线、探头输出电压、探头系数、探头温度补偿值。首先得到热靶曲线上各个温度点的探头系数。系统标定得到三个温度点下的探头系数，分别是板温+20度、板温+40度和板温+70度。采用线性插值的方法得到温度点内部的各点的探头系数，对于高温部分采用板温+70度的探头系数，低温部分采用经验公式进行系数校正。149149根据探头系数对热靶曲线进行校正。校正公式：C=Vr/Vh*100。探头系数C已知，Vr是热靶曲线上的电压，据校正公式，可以得出Vh，得到新的热靶曲线，新热靶曲线上的电压为Vh，温度不变。将探头输出电压到新热靶曲线上线性插值即得到温度T。温度T加上探头温度补偿值即为最终的轴承温度。1501506.2内外探曲线标定算法曲线标定即热靶标定算法。热靶标定分为软件自动进行的标定和用户手动进行的标定，二者得到的结果没有区别。软件内部对于光子探头存储100条历史热靶曲线。这些曲线之间没有区别。过车时软件会根据当前的器温和板温到历史热靶曲线中选择一条最接近的用来进行温度计算。过车时搜索曲线方法：第一遍找器差0.4度且板温差3度以内的，箱温最小差值曲线。如果第一遍没有找到，放大到寻找器温差0.8度且板温差3度以内的曲线，如果存在则使用该条曲线。如果两次遍历都没有找到合适的曲线，则使用最近的热靶曲线。1511516.3黑体标定算法黑体标定的目的是得到探头的探头系数，并且验证系统的测温精度。系统对于每个探头都使用三个探头系数参数，分别对应于板温+20度、板温+40度和板温+70度。

探头系数公式：C=Vr/Vh*100。标定流程：做热靶标定得到热靶曲线W，设定黑体温度Th，根据软件提供的界面，得到黑体温度Th下的探头输出电压Vh，到热靶曲线W上线性插值得到电压Vr。据此得到该温度点的探头系数C。得到三个温度点下的探头系数。1521526.4光子探头工作原理探头上电5分钟内，处于不稳定状态，禁止接车。制冷电流在500mA~900mA范围内，探头正常工作在恒温状态。超出900mA，探头将工作在恒流状态；低于500mA，探头输出灵敏度下降。探头只有在恒温状态下才能稳定工作。制冷电流低于600mA或高于800mA时，要及时发调整命令。探头在调整制冷电流期间，探头输出波动大，禁止接车。探头元温在-35度到-85度范围内工作正常。1531536.5光子探头曲线标定条件组条件检查，如果满足则校曲线。条件1：时间检查，跟上一次校曲线的时间间隔小于30min。则不校曲线。条件2：温度检查，工作环境跟现有曲线的箱温及内核温度作比较，如果存在内核温度在0.4度以内，箱温在2度以内，并且曲线时间在7天以内的曲线，则不校曲线。否则如果以上条件都不满足，则校曲线。校曲线后更新曲线时间为下一次校曲线作准备。条件3：软件启动时间或控制箱上电时间小于60秒不做热靶标定。条件4：检查靶温、盘/板温是否正常，如果异常，那么不做热靶标定。条件5：向制冷板发送了调整命令，时间小于5分钟，不做热靶标定。1541541551556.6热敏探头标定条件条件1：软件启动时间或控制箱上电时间小于60秒不做热靶标定。条件2：检查靶温、盘/板温是否正常，如果异常，那么不做热靶定。条件3：与上一个热靶标定时间小于6个小时。1561566.7探头的现场标定（1）确认保护门、热靶、黑体、点温枪工作正常。（2）用酒精棉球擦拭内探、外探的镜片。（3）在主机上分别运行内探、外探的热靶自动标定程序，查看标定曲线和表格。

探头的最佳信号输出，对应温升70℃，内探信号应在1000mv—2000mv，外探信号应在1000mv—1100mv。若探头信号不在最佳范围内，可在天窗时间，分别调节控制箱内探调理板、外探调理板的信号电位器，再进行热靶标定，使信号达到最佳要求。

手动热靶标定时，同侧靶温应不高于同侧背温5℃。若靶温过高，有可能标不出曲线或曲线不正确。

157157(4)在三个温度区段标定探头系数，并存盘。（5）在高、低、中三个温度段设置黑体温度，进行黑体标定。若系统测出的黑体温度与黑体的实际温度有误差超标，用主机“参数”菜单进行修正，再进行黑体标定，直到温度误差小于±2℃。1581586.8探照点的校正（1）内探方位角检测车标准是第一点5至9为优秀，一二峰差值为7至12为优秀。外探3—6点为优秀，一二峰差值7—12。（2）内探采样延时在200毫米上下，外探采样延时在300毫米上下。（3）第一峰以7为中心点，当第一峰小于7时，减小采样延时，当第一峰大于7时，加大采样延时，一个点为18毫米。（4）一二峰差值以9和10为中心点，当差值偏小时，探照点向钢轨方向打，当差值偏大时，向钢轨外打。159（5）当检测车检测出探照点为优秀后，维修人员应在靶牌上标出点的位子，以后每次都把点校到标记的位子，并记录好探头的采样延时。（6）当现场更换磁头或悬挂支架时，应把换上的装到前一个的位子，以免影响第一峰值。（7）探测站更换探头和调整悬挂支架后现场维修人员要进行标定和校对探照点。1606.9动态检测车原理红外线动态检测车的功能是实现对红外线轴温探测设备的测温精度和探测方位的检测。161161动态检测车是用来对地面红外线轴温探测设备进行动态实时、快速检测的特种车辆。红外线检测车是一个综合了机械、热工、光学、自动控制、计算机、通讯及GPS定位等多项学科的复杂系统，能提供实时、准确、快速、全自动的检测。动态检测车在客车车体上按设计尺寸及位置加装模拟车轮、模拟轴箱、方位检测尺等检测装置；通过计算机对本系统一系列控制，来对地面的红外线轴温设备进行检测，测量数据通过探测站主机传到铁路局监控中心，同时通过无线数传传到检测车上，通过对数据的分析，判断地面探测站设备的测温精度和探头安装角度。162红外线检测车硬件由模拟轴箱、方位尺、模拟车轮、控制柜、工控机等组成。●模拟轴箱对地面红外线探测设备测温精度的检测是通过模拟轴箱来实现的。红外线检测车对模拟轴箱进行控温、测温，与地面红外线轴温探测设备测得的模拟轴箱温度数据进行比较，从而得到地面红外线轴温探测设备的测温精度。模拟轴箱悬挂在红外线检测车车体下面左右两侧，红外线探测系统根据红外线检测车上的模拟车轮确定探测模拟轴箱的时刻。经过探测站时，各模拟轴箱的设定温度不同，同一侧的四个模拟轴箱分别设定为低温、中低温、中高温、高温四个温度。模拟车轮还可以用来检验地面红外线探测设备的测速、测轴距功能。163图模拟轴箱164●方位尺新型红外线检测车不仅能检测探头对轴温探测的精确程度，同时还可通过其悬挂在2(或7)轴下面方位板来检测探头的角度，其原理是在一块能加热的黑体板上面覆盖一块隔热板，并在隔热板上面开一些槽把黑体露出，探头在扫描这些露出的黑体时会在波形上形成尖峰，通过判断这些尖峰在波形中的位置来评价探头探测角度的优良，因为对于同一角度检测的黑体槽来说有点象大写的“Z”字，故我们又称检测车方位板为Z字板，称其波形为Z字板波形。图Z字板波形165图Z字板峰点扫描轨迹166166红外线探测设备对每辆车的每个轴头采集32点，采集距离450mm，Z字板波形的第一峰用来检测探头45度仰角，第二峰与第一峰的距离(简称峰峰)检测探头与钢轨6度夹角及探头中心距轨内侧的距离。当第一峰偏大时说明此时探头的45度仰角偏低，采集过早，当峰峰偏大时说明此时探头距离轨内侧距离偏小或6度夹角偏大，所以针对Z字板波形来调整探头角度可总结为一句话：一峰偏大增加延时向高调；峰峰偏大远离钢轨向外调。167167●控制柜、工控机图控制柜工控机控制柜、工控机安装于车上。测量的数据通过无线数传传到检测车上，工控机通过对数据的分析，判断地面探测站设备的测温精度和探头安装角度。1681687.THDS热轴预报根据铁道部运装货车[2008]587号和2635号文件“强化热轴预报管理，确保运输安全畅通。要求各铁路局与红外线设备生产厂家进行联合攻关，增强红外线设备对异常波形智能判断功能，逐步解决红外线设备运用中存在的强激热异常波形较多、对运输畅通干扰大、存在安全隐患的现状，进一步提高热轴预报的准确性和可靠性；降低热探比，提高兑现率，保障铁路运输次序和运输安全”精神，公司热判预报标准研究小组通过对现场热轴数据综合分析，对热判预报标准进行了优化。1691697.1专用术语解释同列比：该轴的电压幅值与该列同侧所有其他轴的电压幅值的平均值之比-1。同辆比：该轴的电压幅值与该辆同侧所有其他轴的电压幅值的平均值之比-1。温升：温升=根据电压幅值温度转换表所得温度﹢探头背温-主机所显示环温。温度：温度=温升+主机所显示环温。170？1707.2热轴预报●微一预报满足下列条件之一时预报微一

①同列比>3.5倍，同辆比>3.5倍，温升>50℃，温度>40℃

②

同列比>5.5倍，温升>50℃，温度>40℃

③

同列比>3.0倍，同辆比>5.0倍，温升>50℃，温度>40℃

④

同列比>4.0倍，同辆比>4.0倍，温升>40℃，温度>40℃

⑤

同列比>6.5倍，温升>40℃，温度>40℃171171满足下列条件之一时预报微二

①同列比>4.0倍，同辆比>4.0倍，温升>50℃，温度>50℃

②

同列比>3.5倍，同辆比>3.5倍，温升>70℃，温度>50℃

③

同列比>5.5倍，温升>70℃，温度>50℃

④

同列比>6.5倍，温升>50℃，温度>50℃

⑤

同列比>3.0倍，同辆比>5.0倍，温升>50℃，温度>50℃●微二预报172172满足下列条件之一时预报微三①同列比>4.5倍，同辆比>4.5倍，温升>55℃，温度>55℃②同列比>3.5倍，同辆比>3.5倍，温升>75℃，温度>55℃③同列比>5.5倍，温升>75℃，温度>55℃④同列比>3.0倍，同辆比>5.0倍，温升>75℃，温度>55℃●微三预报173173●强热预报满足下列条件之一时预报强热①同列比>5.0倍，同辆比>4.5倍，温升>65℃，温度>65℃②同列比>3.5倍，同辆比>3.5倍，温升>85℃，温度>65℃③同列比>5.5倍，温升>85℃，温度>65℃④同列比>3.0倍，同辆比>5.0倍，温升>85℃，温度>65℃174174满足下列条件之一时预报激热

①同列比>6.0倍，同辆比>5.0倍，温升>75℃，温度>75℃

②

同列比>3.5倍，同辆比>3.5倍，温升>95℃，温度>75℃

③

同列比>3.0倍，同辆比>5.0倍，温升>95℃，温度>75℃

④

同列比>5.5倍，温升>95℃，温度>75℃●激热预报175175图38检测板功能框图●热轴补充判别标准①温升>70℃，温度>60℃，预报微一②温升>75℃，温度>65℃，预报微二③温升>80℃，温度>70℃，预报微三④温升>90℃，温度>80℃，预报强热⑤温升>100℃，温度>90℃，预报激热176176●满足以下条件之一认为探头故障，屏蔽该探头预报的热轴①同一探头预报强激数大于等于10②同一探头预报强激数大于等于5且噪声大于160毫伏③同一探头预报热轴数大于等于201771777.3标定数据的识别及处理标定数据不进行二次热判且不上传部网

●THDS系统标定数据需同时满足以下几种情况：①单侧温升在40度以上；②该侧温差小或等于3度；1781787.4预报原则①异常热轴指因列车抱闸、设备异常、探头异常、波形异常的热轴；因设备异常、探头异常、波形异常产生的热轴只能降级不能升级；③因设备异常、探头异常、波形异常产生的热轴不能报激热。1791797.5异常热轴的识别及处理●抱闸车预报模型①货车抱闸车模型：HZT-2000+双探、THDS-A型、THDS-B型设备同时满足以下条件认为是抱闸车○内探预报○同一辆车内探温升大于40℃个数≧5○同一辆车内探预报热轴个数≧1○内探左右同侧最高温升辆比小于2.5倍○该辆外探左右侧平均温升小于等于40度且预报热轴对应外探温升小于50度或该辆内探左右侧平均温升大于该列其他同类型平均温升的2.4倍180180②客车抱闸车模型：HZT-2000+双探、THDS-A型、THDS-B型设备同时满足以下条件认为是抱闸车○车型为客车○同一辆车同一轴内探左右温升均大于30度○内探温升比该列其他同类型列车的左右侧平均温升高20度

若该车型为K且有车号,通过车号查询“踏面制动车辆数据库”，若不是踏面制动则正常预报，否则是抱闸车，无车号时，默认为踏面制动车辆。181181●抱闸车热轴处理办法：①激热降微三预报②强热降微二预报③微三降微一预报④微二微一降正常预报⑤监控终端提示“疑似热轮”

说明：抱闸车不再跟踪或进行故障判别，优先降级，若是内外探均预报，则正常进行双探结合预报，内探参与结合预报的热级为中心降级后的热级;

若外探正常，则无需再进行双探结合预报。1827.6热轴预报分析流程预报热轴热轴预报流程速度异常？轮距异常？温度异常？自检异常？波形异常？跟踪前方数据YYYYYNNNNN跟踪后方数据跟踪前方数据YN图

热轴数据分析流程图1831838.THDS波形分析8.1货车滚动轴承典型波形分类①无轴承挡件遮挡的典型波形：图

货车滚动轴承典型波形184184②

有轴承挡件遮挡的典型波形：图

货车滚动轴承典型波形1851858.2THDS异常波形

●阳光干扰波形（1）阳光干扰的成因

太阳是一个高温天体，阳光是自然界一种频谱范围很宽的光信号，在红外轴温探测的频谱范围内有能量分布。当阳光以直射、反射、折射等方式进入探头的光学系统后，有一部分光能量不能被探头的光学系统所滤除，通过探头的光电转换就产生了阳光干扰的电信号。红外系统若不能识别阳光干扰信号的特征，就可能引起热轴误报。

光子探头一般比热敏探头更容易受到阳光干扰。主要是由于现在采用的光子器件峰值响应波长是3um—5um，热敏器件的峰值响应波长是7um—13um，而阳光的频谱分布中，3um—5um波段的阳光能量较大，7um—13um波段的阳光能量较小。（2）现场阳光照射探头镜片现场阳光照射探头镜片，如图所示。186186图

现场阳光照射探头镜片187187图

阳光干扰波形1（3）阳光干扰的实例16月2日9：03，11082次，3辆左1强热，5辆左1微二，7辆左1微二。如图所示。188188图104阳光干扰波形2阳光干扰的实例27月6日15：52下行无车次，11辆左1微一，11辆左3微一，13辆左1微一；15：37下行19077次，3辆左1微一，21辆左1微一，43辆左1微一。如图104所示。189189阳光干扰热轴波形实例3190190阳光干扰热轴波形实例4191表3.12热敏探头主要技术指标序号项

目指标与偏差1适应车速0～/h2轴温信号输出范围－10V～＋10V3小信号△信噪比≥20dB（有效值）4静态输出噪声≤5mV（有效值）5动态输出噪声≤10mV（有效值）6振动基线漂移≤±20mV/5min7系统建立时间<3s8适应工作温度～9视场集中度40×2（距离为时≥0.8）191

波形特征：轴承波形起始点和结束点差值都在500毫伏以上；温差特征：内外探温升差值大于30℃；时间特征：与时间、季节、探照点的朝向有关；车型特征：厢车X、罐车G、矿石车K（轮距）；天空值特征：照天空值大于30℃。（4）阳光干扰的特征掌握了阳光干扰的以上特征，软件在进行热轴判别时，便可以自动识别出阳光干扰引起的误报，提高精度。192表3.13光子探头主要技术指标序号项

目偏

差1适应车速0～/h2轴温信号输出范围-10V～＋10V3小信号△信噪比≥20dB（有效值）4静态输出噪声≤10mV（有效值）5直流漂移≤100mV/5min6系统建立时间<1s7适应工作温度～8视场集中度Φ/Φ（距离为时≥0.80）192●尖峰波形（1）电磁干扰电磁干扰(ElectroMagneticInterference)是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音。任何电磁干扰的发生都必然存在干扰能量的传输和传输途径（或传输通道）。通常认为电磁干扰传输有两种方式：一种是传导传输方式；另一种是辐射传输方式。因此从被干扰的敏感器来看，干扰耦合可分为传导耦合和辐射耦合两大类。在红外线轴温探测系统中，通常意义上的EMI属于传导耦合类。193193（2）

EMC电磁兼容性（ElectromagneticCompatibility）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。红外线探测站设备处于一个比较复杂的电磁环境中，电气化牵引线路、轨道电路等设备工作时都会通过空间辐射、电网等途径对红外设备形成电磁干扰。红外线测温系统敏感元件或信号处理电路所受电磁干扰后，造成信号失真，测温精度下降，一般情况下对轴温的影响主要以下面几种波形形式存在。194194

○单尖峰波形195195○双尖峰波形196196○多尖峰波形197197磁钢故障引起的异常波形，如图所示

●设备故障异常波形（1）设备故障的成因

设备故障引起的异常热轴波形，主要是探头、磁钢等故障引起。当探头内部的敏感器件变质或内部电路故障时，会造成探头输出噪声变大和漂移变大，这些变化会使探头输出异常轴温波形。当磁钢故障时，不能输出磁钢信号或磁钢信号不正常，可能影响系统的计轴计辆，使系统对轴温波形的定位出现错误，产生异常轴温波形。（2）磁钢故障引起的异常波形198198图

磁钢故障引起的异常波形

原因分析：1#磁钢故障未开机，2#、3#磁钢补充开机，探头正在建立，系统处于不稳定状态，轴距异常，采集的轴温信号不是轴承真实的热分布信号，引起热轴误报。199（3）电磁干扰引起的异常波形电磁干扰引起的异常波形实例，如图所示。图

电磁干扰引起异常波形原因分析：磁钢信号受到电磁干扰，轴距异常，轴温信号定位错误引起异常波形。1100

探头故障引起的异常波形实例，如图所示。（4）探头故障引起的异常波形图

探头故障引起的异常波形原因分析：探头噪声超标，轴温信号不正常，引起异常波形。11019.THDS设备故障诊断9.1探头噪声大故障处理：1、采用替换法，更换探头，再进行检测。如确定为探头自身故障，再检测探头内部：探头内部热敏电阻，探头内部电源电路、放大电路，探头内部电机，探头内部同步电路。2、检测控制箱探头电机驱动板A、B相方波电压15V、频率300Ｈz是否正常。3、检测控制箱探头信号调理板的轴温信号的波形、频率、电压是否正常。4、检测电源箱探头电源板＋22V、－22V电压值及电源噪声是否正常。5、检测电源箱功率电源板＋30V是否正常。6、检测电缆及接插件，电缆的屏蔽皮是否接地不良或与芯线有短路，接插件是否接触不良。11029.2探头无输出故障处理：１、检测室外保护门是否正常，如保护门不正常，按保护门的故障进行处理。２、检测电源箱的探头电源板＋22V、－22V是否正常。３、检测电源箱功率电源板＋30V是否正常。4、检测电源箱数字电源板＋5V是否正常。5、检测控制箱的电机驱动板Ａ、Ｂ相方波电压15V、频率300Ｈz是否正常。6、检测控制箱的模拟电源板＋15V、－15V电源是否正常。7、检测探头是否正常，可用替换法，更换探头，再进行检测。如确定为探头自身故障，再检测探头内部：探头内部热敏电阻，探头内部电源电路、放大电路，探头内部电机，探头内部同步电路。8、检测探头电缆或接插件是否正常。9、检测控制箱探头信号调理板是否正常。11039.3防护装置大门故障故障处理：１、检测控制箱的功率控制板的光耦、继电器等是否正常。2、检测电源箱功率电源板+30V是否正常。3、检测主机箱的IO板是否能发出正常的开关门控制信号。4、检测大门电机的绕组是否开路、短路。5、检测大门机械结构是否正常，是否有异物阻碍。6、检测大门电机的电缆是否开路、短路。11049.4计轴计辆出错

故障处理：１、调阅列车最低速度、平均速度、最高速度，调阅列车详细数据中的速度选项，查看速度曲线，分析是否为列车通过探测站速度过低或列车通过探测站时停车等非设备原因引起的故障。２、检测探测站２＃、３＃磁钢的安装位置、相互距离、接线极性是否符合要求。３、检测探测站２＃、３＃磁钢的电气性能是否符合要求。４、检测探测站２＃、３＃磁钢的电气绝缘是否符合要求。５、检测控制箱的磁钢板的技术指标。可以适当调整信号的门槛电压大小，再比较接车数据。11051105故障处理：１、检测探测站的AC220V电源是否正常，排除停电引起的通讯故障。２、检测探测站主机是否处于运行状态，排除主机死机引起的通讯故障。3、检测探测站主机远程通讯板是否正常。4、检测监测站远程通讯板是否正常。5、检测铁路局监测站的通讯电缆是否开路、短路、绝缘不良。6、检测铁路局监测站的通讯防雷箱的防雷器件是否被击穿短路或绝缘不良。7、检测探测站主机与铁路局监测站的通讯线路上是否有干扰。

9.5探测站与铁路局监测站通讯故障11069.6测温精度失格故障处理：对系统进行重新标定，处理步骤如下：1、确认保护门、热靶、黑体、点温枪工作正常。2、用酒精棉球擦拭内探、外探的镜片。3、在主机上分别运行内探、外探的热靶标定程序，查看标定曲线和表格。4、探头的最佳信号输出，对应温升70℃，内探信号1000mV～2000mV，外探信号900mV～1100mV。若探头信号不在最佳范围内，可在天窗时间，分别调节控制箱内探信号调理板、外探信号调理板的信号电位器，再进行热靶标定，使信号达到最佳要求。5、黑体温度设定为Δ70℃，即环温+70℃。6、内探、外探的黑体标定。黑体对准要标定的探头，其余探头要遮挡。在主机上分别运行内探、外探的黑体标定程序。

7、若系统测出的