如何進(jìn)行列車故障檢測系統(tǒng)TFDS的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

　　列車故障檢測系統(tǒng)TFDS（Train Fault Detection System）是由于近年來鐵路運(yùn)力的高速增長而帶來的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，該技術(shù)可以在列車不停車的情況下對(duì)運(yùn)行中的貨車、客車、動(dòng)車、高鐵做出極其精準(zhǔn)的診斷，加強(qiáng)列車運(yùn)用中故障基礎(chǔ)信息收集、管理。引進(jìn)科學(xué)的管理方法為鐵路列車運(yùn)行故障檢測提供故障圖片信息動(dòng)態(tài)收集、存儲(chǔ)、傳輸及預(yù)警服務(wù)。提高列檢作業(yè)質(zhì)量和效率以及車輛安全防范的水平，從技術(shù)上保證了人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。列車故障檢測系統(tǒng)TFDS由應(yīng)用通過列車車輛信息采集部分、車輛外觀圖像采集部分、圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理傳輸部分、圖像瀏覽和故障檢測部分組成。

　　列車故障檢測系統(tǒng)（TFDS）是一套集高速圖像采集技術(shù)、大容量圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)、精確定位技術(shù)、圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)于一體的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化系統(tǒng)，它能對(duì)列車隱蔽和常見故障進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測，可有效降低人工檢測的漏檢和缺檢。系統(tǒng)通過布置于鋼軌之間的高速像機(jī)列陣和AEI設(shè)備，能夠精確捕捉到通過本系統(tǒng)列車的一系列相關(guān)信息，包括過車信息、車輛位置信息、車輛軸距信息、車號(hào)信息、圖像信息。這些信息經(jīng)數(shù)字化處理后傳輸?shù)搅袡z中心的圖像服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器綜合處理完成后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整車車底和側(cè)下部的檢測和進(jìn)行故障自動(dòng)識(shí)別。室內(nèi)檢測員對(duì)計(jì)算機(jī)處理后的圖像結(jié)果結(jié)合人工判斷方式進(jìn)行分析，關(guān)鍵部件故障計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)向列檢值班員匯報(bào)，通知室外檢車員進(jìn)行處理，可預(yù)防車鉤分離，制動(dòng)閘件脫落，搖枕、側(cè)架、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置發(fā)生裂折等危及行車安全的故障，有效的縮短了技檢時(shí)間，提高了車輛的檢修質(zhì)量，減輕了檢車員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證貨物列車安全運(yùn)行。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了過車信息、故障及其圖像、檢修處理信息和車輛部件圖像等數(shù)據(jù)的精確采集和及時(shí)上報(bào)。

　　本系統(tǒng)從軟件功能上可分為自動(dòng)控制層、視覺軟件層、數(shù)據(jù)庫層以及網(wǎng)絡(luò)傳輸層；從硬件功能上可分為軌邊探測設(shè)備、軌邊機(jī)房設(shè)備、列檢檢測中心設(shè)備三部分，本文基于硬件部分的三個(gè)部分結(jié)合某鐵路段的項(xiàng)目詳細(xì)介紹各個(gè)部分的構(gòu)成及功能，使讀者對(duì)TFDS有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，也給TFDS的設(shè)計(jì)者提供借鑒和參考。

　　系統(tǒng)工作過程

　　1、測速及獲得過車信息

　　車輛信息采集設(shè)備通過布置于鋼軌上的車輪傳感器采集車輛信息。當(dāng)有列車經(jīng)過時(shí)，車輪傳感器產(chǎn)生正弦脈沖信號(hào)，經(jīng)過整形濾波，輸入車輛信息采集計(jì)算機(jī)，經(jīng)過計(jì)算、車輛匹配，可以得到該列車通過時(shí)間、機(jī)車數(shù)量、總輛數(shù)、總軸數(shù)、平均速度等信息。

　　2、圖像信息采集

　　車輛信息采集設(shè)備根據(jù)車輛信息控制圖像信息采集設(shè)備進(jìn)行圖像信息采集，完成高速高速攝像機(jī)的整場曝光，曝光時(shí)間的長短由計(jì)算機(jī)控制，以使高速攝像機(jī)接受的光通量達(dá)到最佳值，拍攝的圖像達(dá)到最佳效果。

　　3、圖像數(shù)據(jù)的處理和傳輸

　　圖像采集設(shè)備將采集到的圖像進(jìn)行數(shù)字化濾波、增強(qiáng)、亮度均衡、管理等工作，并通過千兆網(wǎng)傳輸至列檢檢測分析中心服務(wù)器存儲(chǔ)。

　　4、圖像瀏覽、故障判別

　　信息終端通過快速以太網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)連接于服務(wù)器，在室內(nèi)檢車員的控制下瀏覽、檢索、查看服務(wù)器處理過的列車圖像信息、過車信息，進(jìn)行故障判別。