5-1 铁道车辆运行品质轨旁动态监测系统应用

铁道车辆运行品质轨边动态监测系统应用铁道车辆动态检修

TPDS认识

TPDS作为车辆运行安全监控体系的重要组成部分，利用安装在轨道上的测试平台，以轮轨力地面连续测量为基础的方法，实时监测运行中车辆轮轨间的动力学参数，并在联网分析处理基础上，对车辆运行状态进行联网综合评判，同时监测车轮踏面损伤和货物超偏载状态等情况，在车辆运行安全保障中发挥了重要作用

铁道车辆运行品质轨旁动态监测系统TPDS系统介绍TPDS探测站构成TPDS测试原理TPDS运用与故障报警主要内容一、TPDS系统介绍

TFDS发展经历12010年之前，随着铁路的提速，空载车辆脱轨事故频繁发生，货车超偏载现象严重，则中国铁道科学研究院研制了“货车运行状态地面安全监测系统”，重点防范货车脱轨事故及车轮踏面损伤等行车安全隐患。

2014年起，铁路客车配备电子标签后，实现了客车车辆自动追踪识别的信息化，使跟踪监测客车车辆运行品质成为可能。

针对客车80～160

km/h运行速度，客车蛇形失稳主频在4～5

Hz，在既有TPDS上，设计出客货共用TPDS即可实现对客车车辆运行品质的监测，即TPDS-KH，成功解决了TPDS因抗电磁干扰能力、测区设置、车号系统、踏面损伤评判模型、运用软件等方面无法完全满足客车运用要求的问题。1）对轮轨间垂直力和水平力进行连续检测和分析。2）监测车辆总重、轮重，识别车辆超载、偏载、偏重、前后转向架架重、轴重。3）有效捕捉车轮踏面损伤，包括车轮擦伤、剥离、局部凹入、碾堆、多边形轮对、动不平衡等。4）统计轨道负荷当量通过总重。5）完成数据采集、处理、分析、分发等工作。6）储存原始数据时长达一年半。7）探测站运行状况可进行远程监控和管理。

一、TPDS系统介绍

TPDS主要功能2

TPDS联网与数据传输3一、TPDS系统介绍TPDS探测货车联网运用系统由探测站采集信息，基层监测中心（站段）、铁路局监控中心、国铁集团查询中心三级车辆安全监控中心组成，并在列检所设监控复示终端；各级中心间通过接入同级机关局域网，利用TMIS主干实现互联，与探测站、列检所间通过铁路通信网络相联。TPDS探测客车联网运用系统以TPDS为基础，采用计算机网络和信息处理技术，在国铁集团、铁路局、客车段建立三级车辆运行安全监控中心。TPDS探测客车监测和报警信息，与客车管理信息系统（KMIS）客车开行信息进行匹配，获得监测车辆的配属、担当信息，并推送至担当铁路局车辆运行安全监控5T系统服务器进行统一存储、管理。

TPDS分为探测站设备和信息网络系统两部分

TPDS系统总体构成1二、TPDS探测站构成

客货TPDS探测站设备主要有：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，以及测试间内的监控机柜、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、隔离电源、雨量计等。

TPDS探测站构成2二、TPDS探测站构成

二维板式传感器能够测试轮轨作用的垂直力和横向力。

剪力传感器用于测量钢轨在轮载下所受的剪力。1）轨边室外设备

TPDS探测站构成2二、TPDS探测站构成

机柜设备配置：测点服务器、测试工控机、传感器信号调理单元、KVM切换器、数据远传单元、雨量计主机、车号识别主机、不间断电源等。2）轨边室内设备2二、TPDS探测站构成

TPDS探测站构成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）车轮踏面擦伤识别：通过踏面擦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。4）当量累计通过总重：通过列车总重与累计通过列车总重累加得到。

TPDS各项功能实现方法1三、TPDS测试原理

移动垂直力综合检测方法的基本原理是在两剪力传感器之间设置若干个轨下垂直压力传感器，组成一个个综合检测区，这一方法彻底打破了常规检测装置检测功能单一的局面，使得同时测量车轮踏面损伤、车辆超载、偏载、平均轴重、通过总重等成为可能。探测站测试原理2三、TPDS测试原理1）垂直力测试原理

TPDS监测系统充分利用框架式轨道测试平台的结构特点，并考虑轮轨横向荷载在轨道部件间的传递特性，借用测试轮轨垂向荷载的基本方法，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。探测站测试原理2三、TPDS测试原理2）横向力测试原理

车辆运行状态可以通过轮重减载系数、轴横向力/垂直力比值、轴横向力大小及变化特征实现。

TPDS检测系统主要由二维板式压力传感器、剪力传感器、多路高速数据采集仪、工业控制计算机和测试软件组成，将传感器检测到的轨道力学信号按比例转换成电压信号传送至数据采集仪，数据采集仪对信号进行放大、滤波以及模数转换，并输出数字信号到计算机，通过测试软件完成对监测车辆运行品质的判别和数据处理。

TPDS检测电器控制3三、TPDS测试原理TPDS动态检查作业1四、TPDS运用与故障报警1）接车作业

（1）实施监控；（2）预警监控2）信息预报

（1）列检集控平台下发预报；（2）人工预报3）运行品质不良预报及处理过程

TPDS预报等级及分类2四、TPDS运用与故障报警1）TPDS货车踏面损伤报警等级

2）TPDS货车超偏载监测标准