《铁道车辆动态检修》 课件汇 5-1 铁道车辆运行品质轨旁动态监测系统应用-8-2 TEDS-3D设备小修

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

3）TPDS货车运行品质预警

根据货车有效通过全路TPDS探测站的运行状态积分和作为该车运行状态联网积分进行综合评判，积分达到规定标准时，报警该车为运行品质不良。

感谢观看！请批评指正！TPDS探测站设备

双月检铁道车辆动态检修TPDS设备双月检作业流程图TPDS设备双月检作业前准备TPDS设备双月检室内设备检查TPDS设备双月检室外设备检查主要内容一、TPDS设备半月检作业流程图作业流程图二、TPDS设备半月检作业前准备三、TPDS设备半月检室外设备检查四、TPDS设备半月检室内设备检查交流电源检测、电源电涌保护箱检测、信号电源保护箱检测、地线检测等项目都和ATIS设备半月检检修中相同，不再赘述。感谢观看！请批评指正！

客车运行安全网络监控系统应用铁道车辆动态检修

客车运行安全监控系统是覆盖客车、客列检、客整所（整备所）、车辆段、铁路局、国铁集团的计算机网络信息系统。其具备强大的监测功能，能重点对客车轴温、制动系统、转向架安全指标、火灾报警、客车供电、电气及空调系统的运行状况进行检测，可有效防范客车热轴事故、火灾事故，以及走行部、制动部、供电、电器及空调等部位出现故障。客车运行安全网络监控系统

TCDS认识TCDS各系统构成TCDS车载实时监测报警分类TCDS监测诊断原理TCDS地面用户软件CR200J动车组TCDS监控主要内容1）保证客车的安全运行；2）提高客车的检修效率；3）建立完善的车辆管理体系一、TCDS各系统构成

TCDS建设目的1TCDS主要由车载实时监测诊断系统、车地无线传输系统（通信系统）、地面数据接收及地面专家系统组成，其总体构架如图6-1-2所示。TCDS的监测诊断主要在车载部分完成，然后通过无线传输链路，将数据下载至地面应用系统。一、TCDS各系统构成

TCDS总体构成2车载实时监测诊断系统3一、TCDS各系统构成

本系统包含车厢级和列车级。

车厢级功能监测诊断子系统是基本监测诊断单元，只担负本车厢某一部件或者功能的监测和诊断。

列车级主机具有数据存储功能，它可以将全列各车厢的功能节点的事件信息和故障信息进行存储。

列车运行中通过无线移动通信（GPRS/GPS）实时与客技站/车辆段地面监测终端通信，监测结果显示在实时监控网页上。同时，列车进站时，通过无线局域网将系统运行监测诊断的事件信息、过程数据自动下载到客技站/车辆段地面数据库与专家系统。车地无线传输系统4一、TCDS各系统构成

TCDS车载实时监测系统到站时将记录的报警事件和大量过程数据通过WLAN下载到地面专家系统（即地面系统），地面系统对下载的数据进行解析存储、智能决策、故障确认、事件分析和打印报表。

地面数据库与专家系统5一、TCDS各系统构成

一级报警事件是严重性故障，比较确认并可能影响运行安全的故障。

二级报警事件是关注性故障，出现报警部位性能严重下降，有可能影响运行安全，需要跟踪观察，在库检作业时重点检查。

三级报警事件是一般性故障，出现报警部位性能下降，是列车运行过程中偶尔发生的故障，不影响运行安全。

列车运行中，发生故障全部报警上传和记录，其中1级报警：上传国铁集团、铁路局、车辆段；2级报警：上传铁路局、车辆段；3级报警：上传车辆段。二、TCDS车载实时监测报警分类一、TCDS监测诊断原理25T型车TCDS功能子系统主要有：供电系统、空调系统、车下电源、车门控制器、烟火报警器、轴温报警、防滑器、制动系统、转向架系统。三、TCDS监测诊断原理转向架监测子系统1

可实时监测诊断转向架的轮对、空簧、构架横向稳定性等故障。由转向架一端和转向架二端两个节点完成，在转向架和车体上均安装了加速度传感器，分别监测转向架垂向、横向振动状态和车体垂向、横向振动状态。加速度传感器内部的信号调节器输出与施加加速度成比例的模拟输出电流信号。三、TCDS监测诊断原理

转向架监测子系统实时采集车辆构架与车体的横向、垂向振动加速度信号，经过一定的信号处理与统计学分析之后，再基于上述模型的参数辨识，可以由已知的列车振动运动状态倒推一系、二系悬挂部件运行性能，进而实现指导转向架检修的目的。转向架监测子系统1三、TCDS监测诊断原理制动监测子系统225T型客车制动监测子系统安装了两只压力传感器：列车制动管压力传感器（安装在截断塞门与分配阀间的管路上，用于监测列车制动管压力）和制动缸压力传感器（安装在制动缸排气塞门与防滑排风阀间的管路上，用于监测制动缸压力。三、TCDS监测诊断原理车电应用监测子系统31）轴温报警子系统2）防滑器工作状态监测子系统3）车电监测子系统4）车门、火灾险情监测子系统四、TCDS地面用户软件TCDS地面用户软件是用户进行数据查询、分析的软件，是提供用户查询和分析下载数据的接口，主要包含客车运行安全监控系统（Web网页查询）、电子地图实时监控软件和地面专家系统三个软件。四、TCDS地面用户软件三个软件的用户查询等级划分为：车辆段：电子地图、TCDS-WEB查询（3级）、地面专家系统铁路局：电子地图、TCDS-WEB查询（2级）国铁集团：电子地图、TCDS-WEB查询（1级）（1）车厢级制动监测功能增强，增加副风缸压力变化监测，增加冗余制动缸压力变化监测，提高制动故障判定的准确程度。（2）车厢级报警显示终端增强，改为7寸液晶触控显示屏，具备显示、设置、报警功能。五、CR200J动车组TCDS监控

TCDS改进功能1感谢观看！请批评指正！TCDS装置动、静态技术检查铁道车辆动态检修TCDS装置动、静态检查注意事项TCDS动、静态技术检查作业流程主要内容一、TCDS装置动、静态检查注意事项1）作业前后，按《防护信号设置指导书》进行防护信号设置。2）按规定穿戴劳保用品（具有反光标志服装），带好作业工具。3）确认全列停止供电，办理禁止供电手续，禁止带电作业，禁止带电处理故障。4）电路检查时须断电，当心触电。请勿使用未绝缘处理的金属工具。请用绝缘带绝缘处理。5）测试漏电报警器功能，严禁使用短连线或导体将电源直接接地。6）雨雪天气时，当心滑倒。7）现场作业时，不得侵限。8）通过股道（平过道）时，要“一站、二看、三确认、四通过”，执行“驻足、手比、眼看”规定。二、TCDS动、静态技术装置检查作业流程TCDS装置先进行静态检查，再进行动态检查。三、TCDS装置动、静态技术检查工具清单感谢观看！请批评指正！

客车故障轨旁图像检测系统应用铁道车辆动态检修

TVDS认识

TVDS利用轨旁安装的线阵图像采集装置，采集传输客车车体底部、侧下部、连接装置、转向架、车体顶部（可选）等可视部位外观图像，实现对客车可视部件状态监控。系统组成包括探测站设备、车辆段动态检车中心设备、铁路局监控中心设备、国铁集团查询中心设备及网络传输设备等。

客车故障轨旁图像检测系统TVDS介绍TVDS构成TVDS探测站设备工作流程TVDS动态技术检查作业过程主要内容1）改善列检作业环境：TVDS的使用可降低检车员劳动强度，提高检车员业务素质，使检车员逐步从室外转向室内，实现“检”“修”分开。2）提高列车质量的可控度：检车员的作业状况，易受其责任心、业务素质、身体状况、外部环境等因素的影响，检修质量难以保证；检修的质量情况可追溯性差，使现场作业控制难度大；TVDS不受外界环境的制约，可大幅度提高列车质量的可控度。3）便于作业质量状况的追溯：检车员作业完毕，一般不会复检，技检是否到位，无法“考证”，导致车辆发生事故后，难以分清责任，容易造成漏判、错判，不利于查找事故产生的原因。TVDS具有对采集数据保存的功能，便于对列车质量状况进行查询。

一、TVDS介绍

TVDS设备用途1一、TVDS介绍

TVDS设备特点及功能21）车辆信息采集功能2）线阵图像采集功能3）车号识别功能5）自检及远程维护功能6）抗雾雨雪、沙尘及阳光干扰功能7）拍摄客车顶部

TVDS整体构成1二、TVDS构成TVDS主要由探测站设备和动态检车中心设备两部分组成，通过铁路光纤网络连接，如图7-1-2示。

主要由底箱、侧箱、分线箱、车轮传感器、AEI车号天线组成。

TVDS探测站室外设备2二、TVDS构成

车轮传感器又称为磁钢，在TVDS设备中，需要成对使用，用于检测列车的到达和通过，同时采集列车的车速、轴距等信息，如图7-1-4所示。TVDS探测站车轮传感器安装标准如下：（1）1#、2#车轮传感器安装在距底箱（来车方向）120m以外处，两传感器之间距离为270±2

mm。（2）3#、4#车轮传感器安装在探测站沉箱来车方向一侧的钢轨上，两传感器之间距离为270±2

mm。

TVDS探测站室外设备2二、TVDS构成TVDS探测站车轮传感器安装标准如下：（1）1#、2#车轮传感器安装在距底箱（来车方向）120m以外处，两传感器之间距离为270±2

mm。（2）3#、4#车轮传感器安装在探测站沉箱来车方向一侧的钢轨上，两传感器之间距离为270±2

mm。（3）车轮传感器安装需用卡具固定在钢轨内侧，并且根据钢轨的型号使用相应的卡具。车轮传感器安装尺寸应保证车轮传感器顶面与轨面距离满足：50

kg轨为35±2

mm；60

kg轨为37±2

mm；75

kg轨为45±2

mm。

TVDS探测站室外设备2二、TVDS构成

主要包括主机柜、服务器机柜、UPS不间断电源、防雷箱以及给机房散热的空调设备等，如图7-1-6所示。

TVDS探测站室内设备3二、TVDS构成TVDS动态检车中心设备组成包含硬件和软件，如图7-1-7所示。硬件：应用服务器、接口服务器、数据库服务器、磁盘阵列、网络传输设备、大屏幕、监控浏览终端、激光打印机等。软件就是用于实时监控列车运行状态，所使用的TVDS客车运行故障图像监控系统。

TVDS动态检车中心4二、TVDS构成TVDS探测站设备工作流程1三、TVDS探测站设备工作流程1）设备开机、等待接车状态。2）列车经过时，收到远端磁钢信号，设备开始计轴计辆、测速、判断车型，车型匹配成功后，开始接车。3）距离设备约30m，打开风机、保护门、补偿光源。4）列车经过近端磁钢，车辆采集软件计算轴距及车速，根据车速确定线阵相机扫描频率，同时根据车型及拍摄部位确定变频时机，控制相机扫描拍摄。5）图像采集计算机采集图片，进行压缩并传送至服务器。6）车辆信息采集计算机同时上传车辆信息至服务器。7）服务器将图片及车辆信息入库，并上传报文至集中监控中心接口服务器。8）浏览终端显示车辆信息以及图像信息。9）最后一辆车通过近端磁钢后超过延时时间，系统认定过车完毕，停止拍摄，关闭补偿光源、除尘风机、保护门等设备。10）重新进入等待接车状态。

TVDS监测数据传输2三、TVDS探测站设备工作流程TVDS的图像监测数据及过车信息，由探测设备采集处理后传给TVDS监控中心服务器；监控中心服务器按照统一的文件命名规范存放在约定的目录下，等待进一步处理；处理后图像数据同时存储在探测站服务器及监控中心服务器上；监控中心对该数据进行综合运用。

四、TVDS动态技术检查作业过程感谢观看！请批评指正！TVDS探测站设备

巡检铁道车辆动态检修TVDS设备巡检作业流程图TVDS设备巡检作业前准备TVDS设备巡检室内设备检查TVDS设备巡检室外设备检查主要内容一、TVDS设备巡检作业流程图作业流程图二、TVDS设备巡检作业前准备三、TPDS设备半月检室外设备检查四、TVDS设备巡检室内设备检查交流电源检测、电源电涌保护箱检测、信号电源保护箱检测、地线检测等项目都和ATIS设备半月检检修中相同，不再赘述。感谢观看！请批评指正！

动车组运行故障图像检测系统运用（TEDS-3D）铁道车辆动态检修

TEDS-3D认识

TEDS-3D利用轨边摄像装置采集、传输运行动车组车体底部、侧部裙板、连接装置、转向架等可视部位图像，采用线阵图像采集、3D成像、图像识别等技术，自动对比分析，发现故障并报警，实现对动车组底部及侧部可视部件状态监控。

动车组运行故障图像检测系统TEDS-3D系统构成及功能TEDS-3D系统应用及管理CR300BF动车组TEDS图像分析主要内容1）2013年，中国铁道总公司正式启动TEDS全国性建设，在主要高铁干线部署轨边监测设备。2）2015年系统引入线阵相机与面阵相机组合。3）2016年统一了设备接口、数据格式与故障判别标准，建立“探测站-动车段-铁路局-总公司”四级监控平台。4）2018年至今，TEDS实现了智能化升级与功能拓展。综合以上技术特征和应用时间线，可认为TEDS至少包含基础版TEDS和升级TEDS-3D两个主要阶段。

一、TEDS-3D系统构成及功能

TEDS发展历史1

TEDS-3D系统构成2一、TEDS-3D系统构成及功能

和货车TFDS、客车TVDS结构一样，TEDS-3D系统组成也包括探测站设备、动车段（车辆段）监控中心设备、铁路局监控中心设备、国铁集团查询中心设备及网络传输设备等。

TEDS-3D系统功能3一、TEDS-3D系统构成及功能1）通过采集车轮传感器信号，实现自动计轴计辆、测速，形成完整的动车组车辆信息。2）能够对动车组底部及侧部可视部件进行线阵图像采集。3）能够对动车组底部及侧部可视部件进行3D数据采集，形成列车可视部件的3D数据模型，并可对3D数据模型进行多角度查看。4）能够分别按转向架、车体裙板、车体连接处和底板四个部位对