1、第十三章  貨車運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測系統(tǒng) 第一節(jié)  貨車運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測系統(tǒng)TPDS一 TPDS的原理     貨車運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測系統(tǒng)TPDS是針對貨車空車直線脫軌問題而開發(fā)的一種軌邊監(jiān)測系統(tǒng).利用設(shè)在軌道上的檢測平臺(tái)，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測運(yùn)行中貨車輪軌間的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分級評判,在此基礎(chǔ)上各TPDS探測站聯(lián)網(wǎng)識別運(yùn)行狀態(tài)不良車輛。通過對運(yùn)行狀態(tài)不良車輛預(yù)警、追蹤、處理，貨車運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測系統(tǒng)TPDS可以減少貨車提速后空車脫軌事故的發(fā)生.TPDS兼有貨車超偏載報(bào)警和踏面損傷報(bào)警功能.它能識別運(yùn)行狀態(tài)不

2、良的車輛;識別車輪踏面損傷;測量車輛裝載的超偏載狀態(tài)。TPDS是利用設(shè)在軌道結(jié)構(gòu)中的測試系統(tǒng)對過往車輛進(jìn)行輪軌力檢測，根據(jù)檢測結(jié)果判定車輛的運(yùn)行狀態(tài)、超偏載、車輪擦傷等.傳統(tǒng)輪軌力測試方法鋼軌剪力法，一般有效檢測區(qū)長度只有300400 mm，行車速度較高時(shí)，輪軌間垂直力和橫向力的檢測精度、車輪踏面擦傷的檢測率都很低.TPDS采用移動(dòng)垂直力測試、板式傳感器等新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了輪軌垂直力和橫向力的連續(xù)測試,再加上高平順測試平臺(tái)、狀態(tài)不良車輛識別技術(shù)、車號自動(dòng)識別技術(shù)等，不但大幅度提高了較高速度條件下垂直力的檢測精度，增長了測量區(qū)，還可對車輪全周長范圍內(nèi)的踏面擦傷進(jìn)行檢測，提高踏面擦傷的檢測率；最重要的

3、是增加了車輛橫向性能測試功能。該裝置安裝在直線段，可準(zhǔn)確地識別貨車是否蛇行失穩(wěn)及失穩(wěn)的嚴(yán)重程度.二 TPDS聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)傳輸TPDS采用分散檢測、集中報(bào)警、聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行、信息共享的運(yùn)行模式，所有探測站聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，構(gòu)成了由鐵道部查詢中心、鐵路局監(jiān)控中心、分局監(jiān)測中心，列撿所復(fù)示終端、探測站等組成的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò).TPDS的聯(lián)網(wǎng)充分利用了鐵路通信網(wǎng)既有網(wǎng)絡(luò)信道以及鐵道部、路局、分局、站段四級機(jī)關(guān)局域網(wǎng)，構(gòu)成了一個(gè)四級的樹型網(wǎng)絡(luò)，鐵道部查詢中心、鐵路局監(jiān)控中心、鐵路分局監(jiān)測中心通過接入同級機(jī)關(guān)局域網(wǎng)，利用TMIS主干網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián).傳輸速率在2Mbs以上.各探測站及各列檢復(fù)示終端與所屬分局中心間的廣域網(wǎng)的接入,根據(jù)實(shí)

4、際情況,提供64 kbs以上傳輸信道，與最近的通信機(jī)械室相聯(lián)。TPDS采用TCPIP通信協(xié)議，系統(tǒng)所有聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（中心服務(wù)器和監(jiān)控終端、列檢復(fù)示終端、探測站服務(wù)器和測點(diǎn)機(jī))均按照鐵道部統(tǒng)一的IP地址分配原則分配相應(yīng)的地址。TPDS聯(lián)網(wǎng)圖如圖131所示.全路TPDS的建設(shè)應(yīng)本著重點(diǎn)突破、干線先行、整體推進(jìn)的實(shí)施原則，先在四縱兩橫（京滬、京哈、京廣、京九、浙贛，隴海、蘭新)提速干線上實(shí)施,初步構(gòu)成覆蓋全路的網(wǎng)絡(luò)，布局上要求做到局間互控.在聯(lián)網(wǎng)形式上要充分體現(xiàn)“分散檢測、集中報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、信息共享”的基本要求，實(shí)現(xiàn)三級聯(lián)網(wǎng)、三級復(fù)示。三級聯(lián)網(wǎng)就是探測站與分局監(jiān)測中心聯(lián)網(wǎng)、分局與路局監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)、路局

5、與鐵道部查詢中心聯(lián)網(wǎng)。三級復(fù)示為列檢所復(fù)示、車輛段復(fù)示、紅外所復(fù)示.分局向上數(shù)據(jù)傳輸采用辦公網(wǎng)，車輛段到分局采用專線，上部線2M，下部線不低于56 k，充分利用既有的網(wǎng)絡(luò)資源。通過直接有效、布局合理、覆蓋全路的安全防范、預(yù)警體系的建設(shè)，勢必大大促進(jìn)車輛安全防范手段從傳統(tǒng)向現(xiàn)代、由人控向機(jī)控、由粗放管理向集約管理跨越。 圖13-1 TPDS聯(lián)網(wǎng)圖 三  貨車運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測實(shí)現(xiàn)方法與測試原理（一)貨車運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測實(shí)現(xiàn)方法1 車輛運(yùn)行狀態(tài)識別:通過輪重減載系數(shù)、軸橫向力/垂直力比值、軸橫向力大小及變化特征實(shí)現(xiàn)；2 車輪踏面擦傷識別:通過踏面擦傷車輪引起的沖

6、擊荷載的大小識別；3 超偏載檢測：通過車輛各輪輪載、軸載、轉(zhuǎn)向架荷載大小與分布實(shí)現(xiàn)；4 當(dāng)量累計(jì)通過總重:通過列車總重與累計(jì)通過列車總重累加得到.（二）測試原理1垂直力測試原理系統(tǒng)采用了“移動(dòng)垂直力綜合檢測的方法"（如圖13-2）進(jìn)行輪軌垂直荷載的測量，在現(xiàn)有超偏載裝置使用速度（低于40kmh)的條件下，可達(dá)到現(xiàn)有超偏載裝置的測量精度。在目前貨車正線運(yùn)行速度下，測重相對誤差低于3，作為超偏載安全報(bào)警裝置，其精度是足夠的.圖13-2垂直力測試原理圖2 橫向力測試原理    將鋼軌視為傳遞輪軌橫向荷載的載體，而在鋼軌的支承點(diǎn)上測量鋼軌受車輛作用施加在框架結(jié)構(gòu)

7、中軌枕上的作用力大小.根據(jù)輪軌作用橫向荷載在鋼軌上的受力影響線，通過標(biāo)定獲得鋼軌支承點(diǎn)處實(shí)際承受橫向荷載的比例,再依據(jù)車輪在測試區(qū)的位置，由鋼軌支承點(diǎn)處承受橫向荷載的組合而得到車輪在整個(gè)測試區(qū)連續(xù)橫向荷載及變化情況.車體橫向加速度均值與TPDS橫向軸力H均值相關(guān)。車輛動(dòng)力學(xué)測量系統(tǒng)在60km/h、65km/h、70km/h、75km/h、80km/h五個(gè)速度級測量的車體橫向加速度的平均值與地面安全監(jiān)測裝置測得同一輛車的橫向軸力平均值的相關(guān)性見下圖133，表明兩者有很強(qiáng)的相關(guān)性,說明TPDS測定動(dòng)力學(xué)橫向參數(shù)正確反映了車輛的橫向動(dòng)力學(xué)性能。 圖13-3 車體橫向加速度均值與橫向軸力H均

8、值相關(guān)性                                          3車體橫向平穩(wěn)性指標(biāo)均值與軸脫軌系數(shù)均值相關(guān)性 評定車輛橫向動(dòng)力學(xué)性能的重要參數(shù)是車體的橫向平穩(wěn)性

9、指標(biāo)，而軸脫軌系數(shù)是地面安全監(jiān)測裝置評定車輛狀態(tài)的重要參數(shù)之一。車輛動(dòng)力學(xué)測量系統(tǒng)在60km/h、65km/h、70km/h、75km/h、80km/h五個(gè)速度級下，測量的車體橫向平穩(wěn)性指標(biāo)的平均值與地面安全監(jiān)測裝置測得同一輛車的軸脫軌系數(shù)的平均值的相關(guān)性，部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)見圖13-4.試驗(yàn)表明地面安全監(jiān)測系統(tǒng)測得橫向力/靜軸重，與車輛動(dòng)力學(xué)測量系統(tǒng)測量的車體橫向平穩(wěn)性指標(biāo)有很強(qiáng)的相關(guān)性。圖13-4 車體橫向加速度均值與軸力/靜軸重均值相關(guān)性         圖13-5 車體橫向加速度均值與Pdynamic/

10、Pstatic均值相關(guān)性           第二節(jié) TPDS探測站一 探測站設(shè)備構(gòu)成主要構(gòu)成:測試平臺(tái)與傳感器、車號自動(dòng)識別裝置、測試間、監(jiān)測工控機(jī)、測點(diǎn)服務(wù)器、不間斷電源、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、雨量計(jì).其中關(guān)鍵部件板式傳感器。如圖136所示。1 測試平臺(tái)與傳感器：平臺(tái)一套（22根軌枕,A型軌枕6根，B型軌枕16根，間距760mm，臺(tái)面總長16。72m,軌枕長2。6m。）、傳感器一套（8只剪力傳感器，沒股鋼軌4只;12只板式壓力傳感器，分布在六根B型軌枕上）、接線箱與接線盒、信號電纜。2 車號識

11、別裝置：開關(guān)磁鋼、計(jì)軸測速磁鋼、天線、電纜.3 測試間與監(jiān)控機(jī)柜:機(jī)柜、傳感器信號調(diào)理單元、測試工控機(jī)、測點(diǎn)服務(wù)器、不間斷電源、車號識別工控機(jī)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳單元、防雷箱、隔離電源。 圖13-6 TPDS探測站示意圖二TPDS探測站具有以下功能     數(shù)據(jù)采集、處理、分析、分發(fā)等工作;自動(dòng)識別機(jī)車、車輛、車次、車號、通過速度等；對貨車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分級評判；識別車輪踏面擦傷；監(jiān)測車輛總重、輪重,識別車輛超載、偏載；儲(chǔ)存原始資料達(dá)一年半；探測站運(yùn)行狀況可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。三 設(shè)備技術(shù)指標(biāo)檢測范圍:最大軸重25t。識別車輛蛇行運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)：車輛運(yùn)行速度不限

12、。識別車輪踏面擦傷：檢測速度20120km/h.重車超載檢測準(zhǔn)確度：列車以40km/h及以下速度通過時(shí)優(yōu)于5，4060km/h速度通過時(shí)優(yōu)于1%,60km/h以上速度時(shí)優(yōu)于3%。允許超載：為額定載荷的250。輸出方式：原始數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析，可自動(dòng)報(bào)警、將各種超限數(shù)據(jù)報(bào)告監(jiān)視部門，檢測數(shù)據(jù)可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸和共享。輸出報(bào)告內(nèi)容：列車通過時(shí)間，各種車輛總重、架重、軸重、輪重和軌道當(dāng)量通過總重，車輛超載和前后、左右偏載，車輪踏面擦傷等級、軸位和輪位，車輛輪重減載率、脫軌系數(shù)、橫向力及其變化特征，蛇行失穩(wěn)車輛位置.結(jié)合車號識別系統(tǒng)可輸出車號。 四  探測站設(shè)備工作條件1 對象：符合鐵路運(yùn)

13、輸要求、軌距1435mm的各型鐵路貨車；2 鋼軌軌型：50kg/m、60kg/m、75kg/m ； 3 線路條件：符合部頒“車輛運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備安裝技術(shù)條件"；4 工作環(huán)境：儀表系統(tǒng) 0+50  濕度85%;測試平臺(tái) -40+60  濕度95% 5 電源:AC220V+15(20%）， 50Hz; 6 功率消耗：不大于3KVA; 五 設(shè)備主要部件1  軌道測試平臺(tái)（圖13-7）2 二維板式傳感器（圖138）3 不打孔式剪力傳感器(圖139）         4 車

14、號識別設(shè)備天線與磁鋼(圖13-10）   5 探測站控制機(jī)柜機(jī)柜設(shè)備配置:顯示器,測點(diǎn)服務(wù)器,監(jiān)測工控機(jī),鍵盤、鼠標(biāo)，傳感器信號調(diào)理單元,數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳單元，雨量計(jì)主機(jī)，車號識別主機(jī),不間斷電源。六  設(shè)備電器原理圖1傳感器監(jiān)測系統(tǒng)采用兩種傳感器完成車輛與軌道相互作用的垂直力和水平力測試,即二維板式壓力傳感器和剪力傳感器,兩種傳感器均為應(yīng)變式、惠思登全橋自補(bǔ)償測試電路,二維板式壓力傳感器輸入和輸出阻抗均為700,剪力傳感器輸入和輸出阻抗為350。 圖13-11 壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號電路圖      &

15、#160;  2 二次儀表圖13-12 信號轉(zhuǎn)換圖監(jiān)測系統(tǒng)二次儀表完成傳感器信號的調(diào)理放大、濾波、偏移糾正、信號A/D轉(zhuǎn)換及與計(jì)算機(jī)通訊。信號放大、濾波和偏移糾正由電位器和集成電路芯片完成，電位器1可調(diào)整放大倍數(shù),電位器2可糾正信號偏移。調(diào)理后的信號輸入A/D轉(zhuǎn)換器，信號A/D轉(zhuǎn)換由板載DSP完成，并按EPP并口通訊協(xié)議與計(jì)算機(jī)通訊。     3  設(shè)備電氣結(jié)構(gòu) 圖13-13 設(shè)備電氣結(jié)構(gòu)圖1右軌道 2左軌道 3二維板式傳感器 4剪力傳感器 5放大器 6模數(shù)轉(zhuǎn)換器 7接口電路 8計(jì)算機(jī) 4 傳感器編號 &

16、#160; 圖13-14 傳感器編號示意圖5 機(jī)柜中設(shè)備連接 高速數(shù)據(jù)采集儀GCU100-32與信號處理工控機(jī)Advantech IPC610通過高速并口電纜連接；信號處理工控機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)串口電纜與車號設(shè)備主機(jī)連接；信號處理工控機(jī)Advantech IPC610通過網(wǎng)卡和網(wǎng)線經(jīng)交換機(jī)或HUB與測點(diǎn)服務(wù)器連接；測點(diǎn)服務(wù)器通過標(biāo)準(zhǔn)串口電纜與雨量計(jì)主機(jī)連接；測點(diǎn)服務(wù)器通過網(wǎng)卡和網(wǎng)線經(jīng)交換機(jī)或HUB將監(jiān)測結(jié)果傳至分局信息管理服務(wù)器。 七 測試工控機(jī)軟件配置探測站工控機(jī)完成與采集儀通訊、實(shí)時(shí)判軸計(jì)速計(jì)輛、車輛動(dòng)力學(xué)指標(biāo)計(jì)算、超偏載計(jì)算、車輪踏面擦傷識別及讀取車號，測試結(jié)果以文件形式通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給

17、測點(diǎn)服務(wù)器.測試工控機(jī)系統(tǒng)為Windows 2000 Professional，監(jiān)測軟件為jcxt。exe，配置參數(shù)文件為Parameter.dat，參數(shù)文件和測試軟件位于計(jì)算機(jī)D盤damq3目錄下，車號實(shí)時(shí)接收軟件為Cpsdemo.exe,位于C：PROGRA1CpsDemo1.1目錄下，接收的車號文件存于C：CpsPrep目錄下，A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)接口的驅(qū)動(dòng)程序?yàn)?20Loader，位于C:WINDAQNT目錄下。監(jiān)測軟件jcxt。exe正常工作必須先啟動(dòng)720Loader和Cpsdemo.exe，否則出現(xiàn)錯(cuò)誤提示并退出.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件配置時(shí)已將720Loader、Cpsdemo。exe

18、和jcxt。exe按順序配置在“開始”“程序”“啟動(dòng)”菜單中。 八 測試工控機(jī)的開機(jī)與關(guān)機(jī) 監(jiān)測系統(tǒng)在探測站的測試主機(jī)、車號自動(dòng)識別裝置的主機(jī)、測點(diǎn)服務(wù)器只有按電器原理圖聯(lián)接好總電源、不間斷電源、數(shù)據(jù)采集儀、工控機(jī)等電器或部件后，才可按順序開啟系統(tǒng)各組成部分的電源,即開啟總電源、不間斷電源、數(shù)據(jù)采集儀、顯示器、車號識別主機(jī)、測點(diǎn)服務(wù)器，最后開啟測試主機(jī)。 測試工控機(jī)開啟后,自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)自檢、與車號識別主機(jī)和測點(diǎn)服務(wù)器的聯(lián)接、與數(shù)據(jù)采集儀的連接與初始化，之后自動(dòng)進(jìn)入監(jiān)測狀態(tài)。測點(diǎn)服務(wù)器開啟后，經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)檢查，立即進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)機(jī)過程與開機(jī)過程相反，首先關(guān)閉測試主機(jī)中運(yùn)行的監(jiān)測軟件,然

19、后鼠標(biāo)單擊屏幕左下角“開始"，在彈出的菜單項(xiàng)中單擊“關(guān)機(jī)"，稍等片刻，測試主機(jī)自動(dòng)關(guān)閉。接著，按相同步驟關(guān)閉測點(diǎn)服務(wù)器.之后，依次關(guān)閉車號識別裝置主機(jī)電源、數(shù)據(jù)采集儀電源、顯示器電源、不間斷電源、總電源。  測試工控機(jī)工作流程:測試工控機(jī)的監(jiān)測狀態(tài)界面由三部分組成:系統(tǒng)狀態(tài)欄、信息窗口、日期與時(shí)間欄，其中系統(tǒng)狀態(tài)欄顯示監(jiān)測系統(tǒng)目前的工作狀態(tài)、信息窗口顯示監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行中的各種信息、日期時(shí)間欄顯示當(dāng)前日期與時(shí)間.正常情況下無列車通過時(shí)，測試主機(jī)開啟后屏幕顯示的是“等待列車”界面,界面上除日期時(shí)間欄及時(shí)更新顯示日期、時(shí)間外，信息窗口還顯示監(jiān)測系統(tǒng)各傳感器的狀態(tài)。 圖13

20、-15 測試工控機(jī)的監(jiān)測狀態(tài)界面圖             九、測點(diǎn)服務(wù)器軟件配置1服務(wù)器功能  備份并處理測試工控機(jī)檢測的原始數(shù)據(jù),保存到數(shù)據(jù)庫中，利用數(shù)據(jù)庫對通過車輛進(jìn)行安全評判,同時(shí)判斷車輛的超偏載和擦傷情況,評判結(jié)果的上傳及設(shè)備狀態(tài)上傳。2工作原理  測點(diǎn)服務(wù)器通過集線器與測點(diǎn)工控機(jī)連接，并且連接至分局和路局，相互之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊;在測點(diǎn)服務(wù)器的硬盤（D盤或E盤）根目錄下，建立有共享目錄data，供測點(diǎn)工控機(jī)傳輸文件。服務(wù)器的監(jiān)控軟件

21、實(shí)時(shí)檢測該目錄下的文件，當(dāng)檢測到一批數(shù)據(jù)文件傳輸完畢后，啟動(dòng)處理和評判功能。3 測點(diǎn)服務(wù)器軟件工作流程 上傳設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和測點(diǎn)服務(wù)器、雨量計(jì)的設(shè)備狀態(tài)； 處理數(shù)據(jù)，對車輛進(jìn)行評判，結(jié)果加入數(shù)據(jù)庫； 將數(shù)據(jù)和評判結(jié)果生成上傳文件，放置到上傳文件夾（D盤或E盤根目錄下的jwmqdatafilesendfile文件夾中); 數(shù)據(jù)備份：在硬盤（D盤或E盤)根目錄下的datafile子目錄中，自動(dòng)建立年月日的層次文件夾結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)文件拷貝到當(dāng)天對應(yīng)的文件夾中，同時(shí)刪除data文件夾中的處理過的文件.測點(diǎn)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)傳輸軟件負(fù)責(zé)將上傳文件夾中的數(shù)據(jù)和評判結(jié)果傳輸?shù)借F路分局和鐵路局,該軟件有續(xù)傳功能十 安

22、裝技術(shù)條件1線路技術(shù)要求  正常貨車速度60km/h及以上的正線；安裝在直線段，設(shè)備前、后分別有400m、100m以上直線段，線路坡度不超過3；設(shè)備前后（前400m、后100m)不得有道岔區(qū)、曲線、長大橋梁等；設(shè)備及前后80米區(qū)段避開電化分相點(diǎn)、短梁、短涵、道口及易產(chǎn)生洪水、塌方、凍漲等地段；宜采用60kg/m鋼軌的無縫線路，測試平臺(tái)區(qū)段鋼軌沒有接頭、焊縫和損傷;供電、通信、巡視、防盜條件好。宜采用新軌，使用舊軌時(shí)其垂直磨耗小于5mm、側(cè)磨小于6mm,無交替?zhèn)饶ガF(xiàn)象;鋪設(shè)區(qū)段應(yīng)為或型混凝土枕,無軌枕失效;應(yīng)采用I級道碴、道床飽滿清潔、道床兩側(cè)排水條件良好,無道床板結(jié)、道碴囊、翻漿冒泥

23、等病害,道床不易被粉化物掩埋;安裝區(qū)段及前后線路路基狀態(tài)良好、邊坡穩(wěn)定，無路基病害;安裝位置及前后線路應(yīng)保證有良好的軌道平順性、等同的軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和承載力；安裝時(shí)禁止在鋼軌上焊接、打孔。2 探測站控制室要求   測試平臺(tái)附近設(shè)置控制室，使用面積不小于10m2;與測試平臺(tái)應(yīng)盡量靠近，減少信號衰減，避免感應(yīng)雷電影響；控制室與接線箱間設(shè)置穿線管，埋深不小于路基面30cm，室內(nèi)設(shè)出線孔；可視條件良好，方便觀測上下行列車；有可靠的220V電源(二級負(fù)荷要求)及兩組接地裝置，電源功率不小于3KVA;設(shè)置架空防靜電地板或電纜溝槽；有防雨、防潮、隔熱、通風(fēng)、防盜、防鼠等功能；與外界具

24、有64K信息傳輸通道及兩端連接設(shè)備、專用電話線一條。3 測試平臺(tái)設(shè)備安裝  安裝方式有兩種，根據(jù)現(xiàn)場具體情況來選擇.第一種：單根抽換軌枕法  不拆除原有鋼軌，在鋼軌上標(biāo)示出測試平臺(tái)橫向軌枕的安裝位置，封鎖線路，在標(biāo)示位置采用單根抽換軌枕的方法換入專用軌枕,然后進(jìn)行測試平臺(tái)軌枕的橫向連接。第二種：整體橫移法  采用新鋼軌,在線路旁邊完成測試平臺(tái)和新鋼軌的整體拼裝,封鎖線路,拆除原有鋼軌和軌枕,然后整體橫移拼裝好的測試平臺(tái)和鋼軌，最后進(jìn)行鋼軌連接。4 安裝工程工作流程設(shè)備安裝位置確定  由車輛部門牽頭，工務(wù)、電務(wù)、鐵通、機(jī)務(wù)、房建、設(shè)備廠家參加，由車輛部門提

25、出意向,參考工務(wù)設(shè)備臺(tái)帳初步選定，再結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研確定，關(guān)鍵因素有線路和施工條件、網(wǎng)絡(luò)通道條件、房建和電力條件、通信及設(shè)備維護(hù)便利；設(shè)備測試平臺(tái)上道、安裝  選點(diǎn)通過批準(zhǔn)后,車輛部門聯(lián)系工務(wù)部門申請?jiān)O(shè)備上道施工天窗，天窗時(shí)間一般控制在2小時(shí)（不換軌條件下）,施工后留限速通過時(shí)間或限速通過列數(shù)。施工計(jì)劃和施工由工務(wù)部門承擔(dān)、廠家提供安裝總圖和技術(shù)指導(dǎo)，測試平臺(tái)由廠家按指定時(shí)間運(yùn)至工務(wù)工區(qū)或安裝地點(diǎn)，工務(wù)部門負(fù)責(zé)卸貨、保存、上道搬運(yùn)、16根混凝土軌枕螺栓錨固（廠家提供錨固螺栓)和安裝，安裝可采取單根抽換軌枕方式進(jìn)行，也可采用線旁拼裝整體置換方式進(jìn)行。 5 探測站建設(shè)  與測試平臺(tái)

26、安裝并行，由房建部門根據(jù)車輛部門相關(guān)要求就近建設(shè)探測站，相關(guān)部門完成兩路供電、2組接地、維修電話及傳輸通道建設(shè)。 6 網(wǎng)絡(luò)通道和通信通道建設(shè)  TPDS信息傳輸流程為探測站至分局中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（一般托管至電子中心）、分局服務(wù)器將信息復(fù)示至車輛段和列檢值班室，同時(shí)將信息傳至鐵路局中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（一般托管至電子中心）。TPDS監(jiān)測信息主要利用TMIS網(wǎng)完成信息傳輸,通信協(xié)議采用TCP/IP。一般由電務(wù)、鐵通承擔(dān)必要的通道建設(shè)，主要解決探測站與相臨車站通信機(jī)械室網(wǎng)絡(luò)連接和電話、列檢與分局服務(wù)器間連接，要求傳輸速率不小于64kb/s.電子部門提供分局和路局中心服務(wù)器設(shè)置位置和相關(guān)連接、中

27、心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及探測站兩臺(tái)微機(jī)IP地址分配。7 傳感器安裝和設(shè)備調(diào)試  探測站建設(shè)完成、電力到位且測試平臺(tái)經(jīng)過碾壓穩(wěn)定后（一般控制在15天以內(nèi)），由工務(wù)部門完成線路整修(達(dá)到工務(wù)規(guī)定的線路作業(yè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)）、測試平臺(tái)高強(qiáng)螺栓緊固、傳感器上道搬運(yùn)和安裝配合、車號設(shè)備開機(jī)電纜埋設(shè)工作，車輛部門負(fù)責(zé)接線箱至探測站信號電纜傳線管埋設(shè)、雨量桶固定工作，配合廠家完成傳感器安裝、設(shè)備連接和調(diào)試工作。 8 系統(tǒng)標(biāo)定  廠家完成系統(tǒng)調(diào)試后,由車輛部門組織，廠家、機(jī)務(wù)、總工室或計(jì)量分站參加，進(jìn)行系統(tǒng)垂直力標(biāo)定.標(biāo)定計(jì)劃由車輛部門負(fù)責(zé)，申請?zhí)齑皶r(shí)間一般控制在1:30，在天窗時(shí)間內(nèi)，由機(jī)車牽引T6F

28、系列砝碼車來進(jìn)行，運(yùn)行速度40和70km/h兩個(gè)速度級，有效次數(shù)每速度級不少于3次.系統(tǒng)橫向力標(biāo)定由廠家在列車運(yùn)行間隔完成，車輛部門配合。 9 分局/路局中心服務(wù)器和相關(guān)復(fù)示終端安裝  車輛部門負(fù)責(zé)服務(wù)器和監(jiān)控復(fù)示計(jì)算機(jī)購置（含操作系統(tǒng))，廠家負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和復(fù)示軟件安裝、調(diào)試,電子部門配合. 十一 TPDS踏面擦傷驗(yàn)證與應(yīng)用TPDS的另一重要功能是車輪踏面擦傷檢測。目前國內(nèi)外車輪踏面擦傷檢測裝置存在著缺點(diǎn)是測試區(qū)太短，剪力傳感器只能安裝在兩軌枕之間，即使將軌枕的鋪設(shè)間隔增大到710mm(每公里1400根）,有效檢測長度也只有0.3m，造成車輪踏面擦傷捕獲率較低，京滬線TPDS采用

29、了新的垂直力測量方法，增長了測量區(qū)，可對車輪全周長范圍內(nèi)的踏面擦傷進(jìn)行檢測,踏面擦傷捕獲率較已有檢測設(shè)備高.  典型的踏面擦傷的波形的圖片13-16擦傷圖13-16  踏面擦傷典型的踏面擦傷的波形的圖片13-17-剝離圖13-17  踏面剝離 典型的踏面擦傷的波形的圖片1318碾堆圖1318  踏面碾堆典型的踏面擦傷的波形的圖片13-19輪對失圓圖1319  踏面失圓第十四章 貨車運(yùn)行故障動(dòng)態(tài)圖像檢測系統(tǒng)  第一節(jié)  TFDS系統(tǒng)組成原理及功能 一  TFDS系統(tǒng)原理 TFDS系統(tǒng)采用的技術(shù)有：高速攝像技

30、術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和圖像模式識別技術(shù)。通過采集運(yùn)行中的列車圖像送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析與處理，計(jì)算出列車運(yùn)行速度、判斷出列車車種車型，并與標(biāo)準(zhǔn)庫中的標(biāo)準(zhǔn)樣圖進(jìn)行擬合，篩選出需要的車輛轉(zhuǎn)向架、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、車鉤緩沖裝置等車輛關(guān)鍵部位圖像，以一車一檔的方式在窗口計(jì)算機(jī)中顯示.通過人機(jī)結(jié)合的方式，對抓拍后的圖像進(jìn)行分析、判別有關(guān)故障，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)檢測車輛主要技術(shù)狀態(tài)的目的。系統(tǒng)原理圖如圖14-1。圖141 TFDS系統(tǒng)原理圖二 TFDS系統(tǒng)功能適應(yīng)列車速度：5120Km/h；動(dòng)拍攝和篩選出車輛轉(zhuǎn)向架、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、車鉤緩沖裝置等車輛關(guān)鍵部位圖像；通過人機(jī)結(jié)合的方式，對抓拍后的圖像進(jìn)行分析，判別出有關(guān)故障

31、；（圖像分辨率640×480）；動(dòng)分辨客車、貨車；自動(dòng)判別貨車車種車型;自動(dòng)判別列車速度；自動(dòng)計(jì)軸計(jì)輛；窗口計(jì)算機(jī)按一車一檔的方式建立并顯示圖像；可一次性存儲(chǔ)10天左右（約50000輛車）列車圖片（可擴(kuò)充）;能與AEI系統(tǒng)連接；可自動(dòng)生成車統(tǒng)15、車統(tǒng)81等列檢所常用報(bào)表;預(yù)留HMIS接口；實(shí)現(xiàn)分散檢測、集中報(bào)警、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測、信息共享. 三 TFDS系統(tǒng)組成      TFDS系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集站、數(shù)據(jù)處理中轉(zhuǎn)站和檢測分析中心組成，關(guān)系如圖14-2所示。  四 TFDS系統(tǒng)硬件   TFDS系統(tǒng)硬件由九個(gè)部分組

32、成:永磁信號傳感器(即磁鋼組）;前置處理器（即永磁信號前端處理機(jī)）；高速攝像設(shè)備；光源補(bǔ)償設(shè)備；端口處理器；光纖收發(fā)器；交換機(jī)；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器;窗口計(jì)算機(jī)。具體分布為：           1 軌邊設(shè)備                          

33、                表14-1序號名稱數(shù)量單位作用1保護(hù)門2個(gè)對攝像機(jī)起到保護(hù)作用2步進(jìn)電機(jī)2個(gè)調(diào)節(jié)光圈的驅(qū)動(dòng)器3轉(zhuǎn)角電機(jī)2個(gè)對保護(hù)門驅(qū)動(dòng)4攝像機(jī)2臺(tái)采集圖片5攝像機(jī)安裝座2個(gè)固定攝像機(jī)位置6調(diào)整架2個(gè)微調(diào)攝像機(jī)位置7風(fēng)扇2個(gè)散熱8光圈調(diào)節(jié)裝置2個(gè)光圈調(diào)節(jié)的傳動(dòng)部分9UV鏡2個(gè)保護(hù)鏡頭10太陽燈4個(gè)光源補(bǔ)償1110芯航空插頭2個(gè)與控制部分連接12底座2套整個(gè)外殼固定13保護(hù)箱2個(gè)外殼 2  軌心設(shè)備 &#

34、160;                                        表14-2序號名稱數(shù)量單位作用1太陽燈4個(gè)光源補(bǔ)償2攝像機(jī)2臺(tái)采集圖片3攝像機(jī)安裝座2個(gè)固定攝像機(jī)位置4調(diào)整架2個(gè)微調(diào)攝像

35、機(jī)位置5攝像機(jī)保護(hù)箱2個(gè)恒溫保護(hù)6軌心保護(hù)門1套對軌心設(shè)備保護(hù) 3 分析中心                                       表143序號名稱數(shù)量單位作用1窗口計(jì)算機(jī)5臺(tái)數(shù)據(jù)瀏覽2服

36、務(wù)器1臺(tái)數(shù)據(jù)匯總3光纖收發(fā)器1臺(tái)接收數(shù)據(jù)到服務(wù)器4UPS不間斷電源1臺(tái)保證服務(wù)器在斷電情況下照常工作  五 TFDS圖像顯示方式 在TFDS系統(tǒng)中，以一車一檔的方式進(jìn)行顯示，每輛車形成26幅圖片，分兩種瀏覽方式可以查看，其中一種瀏覽方式顯示10幅圖片，主要顯示側(cè)架和車鉤連接部（互鉤差)，另一瀏覽方式顯示16幅圖片，主要用來顯示制動(dòng)梁（含搖枕)和車鉤緩沖裝置部分圖像.具體如下： 六 TFDS安裝選點(diǎn)要求1、圖像采集站選址要求進(jìn)站信號機(jī)以內(nèi)（如果在信號機(jī)外安裝，機(jī)外易停車,造成丟圖等現(xiàn)象)；避開電氣化鐵路的高壓線塔回流線位置2。5米以上；避開鋼軌接頭處（磁鋼安裝范圍）

37、2.5米以上;直線段要求100米以上;避開坡道，要求坡度在5/1000以內(nèi)；與鄰線距離不小于3。5米（相鄰線兩鋼軌內(nèi)側(cè)距離）;避開變壓器塔架位置2。5米以上；安裝點(diǎn)位置最好比軌道兩側(cè)高，以利于排水。2、現(xiàn)場采集點(diǎn)選址要求 1、2磁鋼線的鋪設(shè)（80米，深800mm,寬300mm），水泥埋設(shè)接線立柱1個(gè)，并起四方平臺(tái)（長400mm×寬400mm×高300mm）(用于安裝接線盒HZ12）；軌邊箱至探測房線纜管及過軌：預(yù)埋兩根100鋼管。3、數(shù)據(jù)處理中轉(zhuǎn)站要求預(yù)埋信號防雷和電源防雷地線兩處，并避開電氣化鐵路的高壓線塔回流線位置、變壓器塔架位置3米以上，兩地線線徑需大于10mm2，信

38、號防雷地線對地電阻需小于4，電源防雷地線對地電阻需小于10；10KVA電源，滿足AC220V、50Hz；保持室內(nèi)溫度（1625);按數(shù)據(jù)處理中轉(zhuǎn)站基礎(chǔ)圖施工。4、檢測分析中心要求室內(nèi)裝修時(shí)地面建議采用地籠方式，以利于布線與美觀4KVA以上電源和配電箱，滿足AC220V、50Hz；提供6套電腦桌椅；為每臺(tái)電腦提供并安裝好電源插座和網(wǎng)線模塊插座；保持室內(nèi)溫度（1625）。5、光纜要求光纜及其鋪設(shè)（采用單模鎧裝地埋式8芯光纜）;光纜熔接，并提供光纖收發(fā)器；確保光纖通訊正常。安裝前完成設(shè)備增容、過軌、基礎(chǔ)、光纜鋪設(shè)、地線、探測房、分析中心電源及局域網(wǎng)等工作后通知廠家發(fā)貨安裝，安裝調(diào)試過程中，用戶維護(hù)人

39、員跟班參與安裝，以便日后維護(hù)。七 TFDS系統(tǒng)軟件介紹TFDS系統(tǒng)主要有以下程序：車輛信息采集及設(shè)備控制程序；圖像采集程序;圖像傳輸程序;列檢中心服務(wù)器程序；列檢中心列檢終端程序  第二節(jié)    貨車運(yùn)行故障動(dòng)態(tài)圖像檢測系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 一  運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)TFDS對貨車下列部位的可視部分進(jìn)行外觀檢查,檢查范圍和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：1 轉(zhuǎn)向架滾動(dòng)軸承外圈前端、前蓋、承載鞍前端無裂損，軸端螺栓無丟失。側(cè)架及一體式構(gòu)架側(cè)梁外側(cè)、搖枕底部無裂損,側(cè)架立柱磨耗板無竄出、丟失,交叉支撐裝置蓋板下平面無變形、破損,交叉桿無裂損、彎曲、變形，交叉桿支撐座無破

40、損，軸箱及搖枕彈簧無竄出、丟失，外簧無折斷，轉(zhuǎn)K4型轉(zhuǎn)向架彈簧托板底部無破損、斜楔主摩擦板無竄出、丟失。2 制動(dòng)裝置閘瓦托吊無裂損,制動(dòng)梁支柱無裂損、梁體無彎曲、變形,閘瓦托吊的圓銷、開口銷、U形插銷（螺栓）無丟失,閘瓦、閘瓦插銷安裝不到位、丟失,下拉桿無折斷、丟失，安全吊無脫落、丟失，制動(dòng)梁支柱、下拉桿、固定杠桿支點(diǎn)、移動(dòng)杠桿、上拉桿的圓銷、開口銷無折斷、丟失，制動(dòng)梁無脫落。閘調(diào)器無丟失，各拉桿無折斷；截?cái)嗳T開、閉狀態(tài)正常。3 車鉤緩沖裝置鉤尾框底部無裂損、折斷，鉤尾框托板螺栓及螺母無丟失，從板、從板座、緩沖器底部無破損，鉤尾銷螺栓、螺母、開口銷無丟失?，F(xiàn)場檢車員要對TFDS預(yù)報(bào)的上述部位

41、故障（含疑似故障)逐一進(jìn)行檢查確認(rèn)。  二  工作標(biāo)準(zhǔn)1 交接班工作標(biāo)準(zhǔn)TFDS動(dòng)態(tài)檢車員在交接班時(shí),交班人員應(yīng)認(rèn)真填寫貨車安全防范系統(tǒng)動(dòng)態(tài)檢車組交接班記錄?。ㄒ姼奖?）。接班人員應(yīng)確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)良好，向交班人員了解設(shè)備使用情況及探測網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，檢查記錄臺(tái)帳，交接班人員共同在交接班記錄薄上簽字.2 動(dòng)態(tài)檢車組長工作標(biāo)準(zhǔn) TFDS動(dòng)態(tài)檢車組長負(fù)責(zé)監(jiān)測TFDS系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并負(fù)責(zé)傳輸通道故障的監(jiān)測，要將TFDS故障情況及時(shí)上報(bào)車輛段進(jìn)行處理。當(dāng)TFDS客戶端計(jì)算機(jī)無法正常工作時(shí)或TFDS由于光線干擾及其它因素造成圖像不清晰、動(dòng)態(tài)檢車員無法判斷時(shí)，要立即向列檢值班員報(bào)告,由列檢值

42、班員通知該班現(xiàn)場檢車工長，由現(xiàn)場檢車員按技檢標(biāo)準(zhǔn)對列車進(jìn)行人工檢查。 3 動(dòng)態(tài)檢車組長工作標(biāo)準(zhǔn) TFDS動(dòng)態(tài)檢車組長在接車完成后，要對通過列車的編組情況和每一輛車的圖像進(jìn)行瀏覽檢查，消除不正?，F(xiàn)象，確保圖像清晰、正確,滿足動(dòng)態(tài)檢車員檢車要求，并發(fā)布作業(yè)口令，對動(dòng)態(tài)檢車員發(fā)現(xiàn)的貨車故障，要認(rèn)真進(jìn)行判定,確保準(zhǔn)確無誤。 4 動(dòng)態(tài)檢車員工作標(biāo)準(zhǔn)TFDS動(dòng)態(tài)檢車員接到動(dòng)態(tài)檢車組長的準(zhǔn)備接車口令后,要立即做好接車準(zhǔn)備工作。動(dòng)態(tài)檢車員要按照職責(zé)分工和檢查的范圍進(jìn)行作業(yè)，在收到列車圖像后6分鐘內(nèi)完成對顯示圖像的分析和故障判斷,發(fā)現(xiàn)故障后,須立即通知?jiǎng)討B(tài)檢車組長進(jìn)行確認(rèn)，并詳細(xì)做好記錄。檢查完畢后，要向動(dòng)態(tài)檢

43、車組長匯報(bào)檢查完畢。                        三  預(yù)報(bào)反饋TFDS動(dòng)態(tài)檢車人員負(fù)責(zé)將系統(tǒng)預(yù)報(bào)故障向列檢值班員報(bào)告,列檢值班員負(fù)責(zé)將系統(tǒng)所有預(yù)報(bào)故障按輛為單位向現(xiàn)場檢車人員進(jìn)行預(yù)報(bào)，現(xiàn)場檢車人員負(fù)責(zé)對系統(tǒng)預(yù)報(bào)故障進(jìn)行全面檢查確認(rèn)，并將檢查確認(rèn)結(jié)果向列檢值班員報(bào)告,向動(dòng)態(tài)檢車組進(jìn)行反饋，由動(dòng)態(tài)檢車員將檢查確認(rèn)結(jié)果錄入各系統(tǒng)中.TFDS動(dòng)態(tài)

44、檢車員發(fā)現(xiàn)貨車故障、并由動(dòng)態(tài)檢車組長確認(rèn)后，由動(dòng)態(tài)檢車組長將車次、車號、輛序、故障方位、部位及名稱等情況向列檢值班員報(bào)告;由列檢值班員通知現(xiàn)場檢車員；由現(xiàn)場檢車員對預(yù)報(bào)故障進(jìn)行檢查確認(rèn)，并將檢查確認(rèn)情況向動(dòng)態(tài)檢車組進(jìn)行反饋，由動(dòng)態(tài)檢車員錄入TFDS。四 攔停程序TFDS動(dòng)態(tài)檢車員發(fā)現(xiàn)貨車搖枕、側(cè)架裂損；軸承冒煙；制動(dòng)梁、下拉桿脫落；鉤托板裂損及直接危及行車安全的其它車輛故障，經(jīng)動(dòng)態(tài)檢車組長確認(rèn)后，由動(dòng)態(tài)檢車組長將車次、車號、輛序、故障情況通過錄音電話通知車輛運(yùn)行安全監(jiān)測站TFDS值班員，由TFDS值班員通過錄音電話通知行車調(diào)度員和車輛調(diào)度員，并填寫“貨車安全防范系統(tǒng)攔停甩車通知卡”送至行車調(diào)度

45、員處，雙方簽字確認(rèn)，由行車調(diào)度員安排立即攔停,由車輛調(diào)度通知車輛段啟動(dòng)輛故調(diào)查程序，派員前往處理，并安排專人將處理情況在24小時(shí)內(nèi)錄入TFDS。 第十五章 客車行車安全監(jiān)測診斷系統(tǒng)隨著我國旅客列車提速范圍越來越大，運(yùn)行速度越來越高,途中?？空旧伲_保旅客列車運(yùn)行安全的任務(wù)十分艱巨。在運(yùn)行中及時(shí)發(fā)現(xiàn)和防止故障的發(fā)生和擴(kuò)大，并采用相應(yīng)信息化檢修作業(yè)，成為目前保證旅客列車運(yùn)行安全急需解決的問題.車輛運(yùn)行中基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)作用是否良好,車輛轉(zhuǎn)向架性能是否惡化，車輛供電系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)，防滑器工作狀態(tài)是否正常，有無擦傷超限的車輪,空氣彈簧工作狀態(tài)，軸承溫度是否超限報(bào)警,配電室等重點(diǎn)防火部位有無火災(zāi)險(xiǎn)情等

46、等。這些涉及列車運(yùn)行中安全的問題都必須在運(yùn)行狀態(tài)下及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)對策,才能使旅客列車運(yùn)行安全得到保證.對上述危及旅客列車運(yùn)行安全主要因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測診斷、記錄和存儲(chǔ),集中顯示和報(bào)警,故障定位指導(dǎo)維修；運(yùn)行中車載監(jiān)測診斷系統(tǒng)通過無線通信裝置與地面數(shù)據(jù)管理與專家系統(tǒng)雙向通信并和局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)客車運(yùn)用狀態(tài)的信息化監(jiān)控和運(yùn)用狀態(tài)的動(dòng)態(tài)檢修與管理。這是本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo).KAX-1客車行車安全監(jiān)測診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了旅客列車運(yùn)行中的安全監(jiān)測與診斷、報(bào)警、記錄與存儲(chǔ),并實(shí)現(xiàn)了“車地”、“車人”、“地地"的雙向數(shù)據(jù)通信,它的應(yīng)用必將為客車的安全監(jiān)控、信息化狀態(tài)檢修與質(zhì)量管理提供強(qiáng)有力的技術(shù)平臺(tái)。對我

47、國目前提速客車危及行車安全的主要因素進(jìn)行現(xiàn)場分析，確定本系統(tǒng)監(jiān)測診斷重點(diǎn)主要針對目前客車故障多發(fā)部位、發(fā)生故障危及運(yùn)行安全而人工難以檢測和判斷的部位以及只有在運(yùn)行工況下才能檢測到的部位，即客車的走行部、基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)和車輛供電系統(tǒng)。系統(tǒng)各功能級監(jiān)測單元硬件上為獨(dú)立模塊.系統(tǒng)以基本配置（車輛走行部動(dòng)力學(xué)、基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)、車電、防滑器）為基礎(chǔ)，其余功能塊（軸溫、火警、車門、車廂顯示器、無線通訊等)為可選件，系統(tǒng)組態(tài)靈活。KAX-1客車行車安全監(jiān)測診斷系統(tǒng)由三個(gè)分系統(tǒng)組成：車載安全監(jiān)測診斷系統(tǒng);無線通信系統(tǒng)；地面數(shù)據(jù)管理與專家系統(tǒng).個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途本文為互聯(lián)網(wǎng)收集,請勿用作商業(yè)用途 

48、第一節(jié)KAX1客車行車安全監(jiān)測診斷系統(tǒng)的特點(diǎn)和組成 一 KAX1客車行車安全監(jiān)測診斷系統(tǒng)的特點(diǎn)KAX1的車載系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)由三部分構(gòu)成：車廂級主機(jī)、列車網(wǎng)絡(luò)、列車級主機(jī)。集車載實(shí)時(shí)監(jiān)測診斷與記錄；無線通訊；地面實(shí)時(shí)監(jiān)測終端與數(shù)據(jù)庫管理為一體的信息化的客車行車安全監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)測重點(diǎn)針對危及列車運(yùn)行安全以及在運(yùn)行狀態(tài)下人工難以發(fā)現(xiàn)與判斷的主要因素：即車輛轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)系統(tǒng)以及車輛的供電安全狀態(tài).列車級主機(jī)以QNX多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為平臺(tái)。QNX多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)比目前常用的WINDOWS操作系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性等方面有很大提高,并且具有模塊化程度高、剪裁自如、易于擴(kuò)展的特點(diǎn)。地面數(shù)

49、據(jù)庫與專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存檔、查詢、診斷、聯(lián)網(wǎng)功能，為車輛應(yīng)用和管理部門提供一個(gè)車輛應(yīng)用管理、動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制的信息化技術(shù)平臺(tái)。二KAX1客車行車安全監(jiān)測診斷系統(tǒng)的技術(shù)條件1系統(tǒng)診斷分級：車廂級功能診斷與列車級綜合診斷兩級。2車廂級功能監(jiān)測:車輛轉(zhuǎn)向架與車體、制動(dòng)系統(tǒng)、防滑器、車廂級顯示器。3 列車通訊網(wǎng)絡(luò)：結(jié)構(gòu)：車廂級與列車級兩級層次結(jié)構(gòu)；類型：列車級Lon Works現(xiàn)場總線 ，車廂級Lon Works現(xiàn)場總線；傳輸介質(zhì)：屏蔽雙絞線（符合TB/T14842001標(biāo)準(zhǔn)）；可傳輸距離：1000 m；4適應(yīng)編組數(shù):120輛。5通訊方式：車載移動(dòng)衛(wèi)星雙向通訊；無線通訊GPRS；無線通訊GSM；無線局域網(wǎng)通

50、訊。6工作環(huán)境溫度：4070；7工作環(huán)境相對濕度:不大于95%。8工作電壓:DC110/DC48伏或AC220伏（50Hz)，電壓波動(dòng)范圍符合TB/T 32012001標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。9絕緣性能:符合TB/T 32012001標(biāo)準(zhǔn)的12。2.9.1項(xiàng)規(guī)定。10耐振性能：符合TB/T 13331996標(biāo)準(zhǔn)的5。9項(xiàng)規(guī)定。     11電磁兼容（EMC）：參照GB/T 176261998 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行.    12車廂級機(jī)廂、模盒設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：參照IEC60293標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。13電源功率:車廂級：約75W，（AC220V50Hz/DC110V

51、/DC48V);列車級管理器：約100W（AC220V50Hz）。14外形尺寸及重量：車廂級主機(jī)(寬×高×深)：482。5×266×255(mm）。車廂級主機(jī)重量:約15Kg。列車級主機(jī)：（寬×高×深）：275×133×255（mm）.列車級主機(jī)重量：約5Kg。15 安裝方式：車廂級主機(jī)：壁掛式4M8螺釘固定安裝；列車管理器：壁掛式4M6螺釘固定安裝.16 適應(yīng)車型：25T、25K、25G、動(dòng)車組等。三 工作原理   對列車運(yùn)行中危及行車安全的主要設(shè)備（供電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、車下電源、車門、煙火報(bào)

52、警、軸溫報(bào)警器、防滑器、制動(dòng)系統(tǒng)、車體、轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)性能、輪對狀態(tài)等等）的工作狀態(tài)。通過GPRS通訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；通過車上的GPS裝置實(shí)時(shí)向地面報(bào)告列車運(yùn)行位置信息;車輛到站后通過WLAN與地面聯(lián)網(wǎng)，自動(dòng)下載數(shù)據(jù)，并通過地面專家系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分析車輛各設(shè)備的性能，定位故障指導(dǎo)維修,消除安全隱患；通過WEB終端查詢系統(tǒng)形成車輛段、路局、鐵道部三級監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)車輛安全運(yùn)用、維修、管理和監(jiān)督.四 TCDS設(shè)備組成  TCDS設(shè)備由車載安全監(jiān)控系統(tǒng)、車載無線發(fā)射裝置、客列檢WLAN聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、客車整備所、車輛段、鐵路局、鐵道部TCDS設(shè)備組成。第二節(jié) 車載安全監(jiān)測診斷系統(tǒng)一 車載安全

53、監(jiān)測診斷系統(tǒng)組成由連接同一列車上不同車廂的列車網(wǎng)絡(luò)（列車總線)TBUS和連接同一車廂內(nèi)不同功能級監(jiān)測診斷子系統(tǒng)的車廂網(wǎng)（車廂總線）VBUS所組成,車廂總線上的各功能級監(jiān)測診斷子系統(tǒng)由車廂網(wǎng)關(guān)(Gateway)進(jìn)行通信管理，它既是車廂網(wǎng)絡(luò)通信管理器,又是列車網(wǎng)與車廂網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。如圖15-1所示。 圖15-1 KAX1 客車運(yùn)行安全監(jiān)測診斷系統(tǒng)組成客車行車安全監(jiān)測系統(tǒng)為基于Lon Works網(wǎng)絡(luò)的分布式微機(jī)監(jiān)視診斷系統(tǒng)。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為車廂級和列車級兩級層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的Lon Works列車通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即兩級總線式結(jié)構(gòu)。由連接同一列車上不同車廂的列車網(wǎng)絡(luò)(列車總線）TBUS和連接同一車廂內(nèi)不同

54、功能級監(jiān)測診斷子系統(tǒng)的車廂網(wǎng)（車廂總線）VBUS所組成，收發(fā)器采用雙絞線收發(fā)器FTT10A,傳輸介質(zhì)采用雙絞屏蔽線，傳輸速率78。5Kb/S，傳輸距離2700米。車廂總線上的各功能級監(jiān)測診斷子系統(tǒng)由車廂網(wǎng)關(guān)（Gateway)進(jìn)行通訊管理，它既是車廂網(wǎng)絡(luò)通訊管理器，又是列車網(wǎng)與車廂網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。如下圖154所示。車廂總線上的各功能級監(jiān)測診斷子系統(tǒng)由車廂網(wǎng)關(guān)(Gateway)進(jìn)行通訊管理。列車總線上的列車網(wǎng)絡(luò)管理器根據(jù)各車廂的監(jiān)測診斷報(bào)告再進(jìn)行全列車綜合診斷，得出本列車各車廂的監(jiān)測診斷報(bào)告（集中顯示和報(bào)警）.列車網(wǎng)絡(luò)管理器還擔(dān)負(fù)組網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)初運(yùn)行）以適應(yīng)車輛編組變動(dòng)時(shí)各車廂的車號、車廂順位號、運(yùn)行方向的

55、識別任務(wù)。本系統(tǒng)分為功能級和列車級兩級監(jiān)測診斷。對于列車級監(jiān)測診斷系統(tǒng)來說，車廂級功能監(jiān)測診斷子系統(tǒng)是基本監(jiān)測診斷單元。各車廂是相同的，物理上是獨(dú)立的。車廂里的各功能級監(jiān)測診斷子系統(tǒng)則只擔(dān)負(fù)本車廂某一部件或功能的監(jiān)測和診斷(如制動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)測診斷子系統(tǒng)的任務(wù)是監(jiān)測診斷制動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài))。車廂級不能診斷或診斷條件不充分的則通過列車級綜合診斷來實(shí)現(xiàn)(如關(guān)門車、折角塞門關(guān)閉、轉(zhuǎn)向架狀態(tài)等）。如圖152所示.列車級監(jiān)測與診斷網(wǎng)關(guān) 功能級監(jiān)測與診斷    圖15-2系統(tǒng)兩級監(jiān)測診斷車廂級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由六個(gè)功能級監(jiān)測診斷子系統(tǒng)，一個(gè)顯示節(jié)點(diǎn)和車廂網(wǎng)關(guān)通過LON車廂總線組成車廂級網(wǎng)絡(luò)

56、系統(tǒng)。各功能級子系統(tǒng)診斷報(bào)告與過程數(shù)據(jù)，通過顯示節(jié)點(diǎn)顯示,并通過車廂網(wǎng)關(guān)和列車總線傳送給列車網(wǎng)絡(luò)管理器,如圖153所示.  列車網(wǎng)絡(luò)管理器車廂網(wǎng)關(guān)車電監(jiān)測節(jié)點(diǎn)車電監(jiān)測傳感器制動(dòng)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)制動(dòng)監(jiān)測傳感器轉(zhuǎn)向架監(jiān)測振動(dòng)監(jiān)測傳感器軸溫監(jiān)測節(jié)點(diǎn)軸溫監(jiān)測傳感器防滑器監(jiān)測節(jié)點(diǎn)防滑器車門、火災(zāi)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)車門、火災(zāi)監(jiān)測傳感器車廂總線列車總線    圖153車廂級各功能級監(jiān)測診斷子系統(tǒng)車廂級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將防滑器的車輛參考速度變量傳送給車門監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和車輛轉(zhuǎn)向架狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn),作為兩節(jié)點(diǎn)的診斷條件;將基礎(chǔ)制動(dòng)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)監(jiān)測的制動(dòng)/緩解工況變量提供給車輛監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、防滑器監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，作為診斷條件輸入;將

57、防滑器、制動(dòng)節(jié)點(diǎn)的有關(guān)信息變量傳送給車輛節(jié)點(diǎn)參與系統(tǒng)診斷。二 25T型空調(diào)客車列車監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)25T型空調(diào)客車列車監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動(dòng)監(jiān)測車廂的各種參數(shù),以確保設(shè)備和車輛運(yùn)行安全。列車監(jiān)控系統(tǒng)由位于各個(gè)車廂的綜合控制柜、智能節(jié)點(diǎn)和位于監(jiān)控室的主控站以及通訊網(wǎng)線組成。綜合控制柜主要由供電控制、空調(diào)控制、防滑器、軸溫報(bào)警器等組成.智能節(jié)點(diǎn)主要有煙火報(bào)警器、車門控制器、逆變器、充電機(jī)等部件。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要由與相應(yīng)控制器相連的網(wǎng)關(guān)組成。系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖154所示。1車廂級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)目前，本系統(tǒng)由四個(gè)功能級監(jiān)測診斷子系統(tǒng)，一個(gè)顯示節(jié)點(diǎn)和車廂網(wǎng)關(guān)通過Lon Works車廂總線組成車廂級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。各功能級子系統(tǒng)診斷報(bào)告

58、與過程數(shù)據(jù),通過車廂網(wǎng)關(guān)和列車總線傳送給列車級主機(jī)（列車網(wǎng)絡(luò)管理器）。如圖155所示。車廂級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將安裝有防滑器的車輛參考速度變量傳送給車門監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和車輛轉(zhuǎn)向架狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，作為兩節(jié)點(diǎn)的診斷條件；將基礎(chǔ)制動(dòng)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)監(jiān)測的制動(dòng)/緩解工況變量提供給車輛監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、防滑器監(jiān)測節(jié)點(diǎn),作為診斷輸入條件，將防滑器、制動(dòng)節(jié)點(diǎn)的有關(guān)變量傳送給車輛節(jié)點(diǎn)參與系統(tǒng)診斷。 車廂級網(wǎng)絡(luò)采用背板總線方式，車廂級主機(jī)的制動(dòng)節(jié)點(diǎn)、車輛節(jié)點(diǎn)、防滑器節(jié)點(diǎn)、顯示節(jié)點(diǎn)及代理節(jié)點(diǎn)分別以板卡方式與車廂級總線連接。車廂級顯示節(jié)點(diǎn)除具有顯示本車功能節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的功能外還具有修改車順號和車廂制造號的功能。 2 車輛級Lon W

59、orks網(wǎng)絡(luò)線由雙絞屏蔽線組成，線號為LW1A、LW1B；該網(wǎng)線在綜合柜處留有連接一、二位端門控器和充電器的接線端子。網(wǎng)線應(yīng)處于導(dǎo)通和保持對地絕緣良好狀態(tài)。3 網(wǎng)關(guān)    將軸溫報(bào)警器等帶有RS232C或RS485通訊口的設(shè)備與車輛級Lon Works網(wǎng)絡(luò)連接起來，通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換與協(xié)議轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)信息交換.網(wǎng)關(guān)按RS232C或RS485硬件接口不同分為二大類；按協(xié)議轉(zhuǎn)換所需軟件不同分為PLC(232）、軸報(bào)(485）、防滑器（232/485)、煙火（485）、車門（485）、逆變器（485）等網(wǎng)關(guān)。其中防滑器網(wǎng)關(guān)有鐵科院（232）和SAB（485）二種，分別對

60、應(yīng)鐵科院和SAB防滑器;逆變器網(wǎng)關(guān)有二種，分別對應(yīng)SMA和國產(chǎn)逆變器，不能互換。額定輸入電壓:直流24V；輸入電壓波動(dòng)范圍:20V27V;輸入功率：3W. 4  KAX1車廂級主機(jī)及各功能模塊(1）車廂級主機(jī)  車廂級主機(jī)中包括一個(gè)6U（1U為44.45mm，6U為266.7mm）模塊，它有兩個(gè)Lon  Works網(wǎng)關(guān)，均為本車廂的代理節(jié)點(diǎn)，它匯總本車廂各節(jié)點(diǎn)的信息向列車級管理器轉(zhuǎn)發(fā)，并且接收列車級管理器發(fā)送的命令。車廂級各監(jiān)測診斷子系統(tǒng)集中安裝在一臺(tái)6U（266.7mm）高的19吋機(jī)廂內(nèi)，機(jī)廂內(nèi)每一個(gè)板卡擔(dān)負(fù)某一個(gè)獨(dú)立功能，通過機(jī)廂下面的端子排與外圍設(shè)備、列車網(wǎng)和傳感器連接.如圖15-6所示   圖156 車廂級主機(jī)上面圖中： J0-110V/48V電源輸入連接器 J1 -車輛一、三角列車網(wǎng)絡(luò)線連接器 J2- 車輛二、四角列車網(wǎng)絡(luò)線連接器 JS1 -預(yù)設(shè)一、三角自動(dòng)組網(wǎng)線連接器 JS2-預(yù)設(shè)二、四角自動(dòng)組網(wǎng)線連接器 J3-國產(chǎn)防滑器聯(lián)網(wǎng)連接器 J5-進(jìn)口防滑器通訊連接器 J6-端轉(zhuǎn)向架與車體傳感器連接器 J7-二端轉(zhuǎn)向架與車體傳感器連接器 J8制動(dòng)監(jiān)測傳感器連接器 J11 -用于車