铁路车辆运行安全监控系统“5T”的应用研究

摘 要：铁路车辆运行安全监控系统“5T”是我国铁路相关部门为适应现代铁路的发展而建立的车辆安全防范系统，是为了提升铁路的技术装备水平。“5T”系统的应用采用先进的计算机技术和现代化的网络技术，从不同的角度来实现对客货车辆的动态检测，同时实现数据的集中处理、车辆的远程监控以及信息的资源共享。

关键词：铁路车辆 安全监控 5T系统

中图分类号：U279.3+23 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（a）-0054-02

中国铁路在面临客货混运、提速、重载的新形势下，需要以先进的技术装备作为保障。5T系统是中国铁路部门在借鉴国外成熟经验的基础上，根据国内铁路发展的相应状况而建设。在铁路运输快速发展的新形势下，对运输安全提出更高要求的同时也使5T系统的运用保障工作变得更加关键。

该文是在对车辆运行安全监控体系“5T”进行研究分析的基础之上，从各路局实际运用效果出发，探讨现行运用管理中“5T”检测系统存在的一些问题，给出相应的改进建议及措施。推动系统功能的改进以及运用管理制度的进一步完善，保障列车提速、重载和长交路运行的安全，为铁路运输安全由传统方式向现代技术转变、由人为控制向计算机控制转变提供参考[1]。

1 5T系统的组成

5T系统由货车运行状态地面安全监测系统（TPDS）、红外线轴温探测系统（THDS）、货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）、车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）及客车运行安全监控系统（TCDS）组成。

1.1 THDS

在5T系统中我国最先应用的是THDS系统。轴承作为货车转向架的关键部件，在车辆运行过程中，它的状态直接影响行车安全，如果轴承内部发生损伤而不能被及时发现，会导致热轴事故的发生。THDS红外线探测系统利用安装在轨道边的红外线探头对通过探测站的每个车辆的相应车轴的温度进行实时检测，并结合车号自动识别系统及跟踪装置实现跟踪，对产生热轴的故障车辆进行报警，防止由于车辆热切轴而引起的车辆事故。

THDS检测系统对于热轴的预报分为3个标准：微热、强热和激热，如果车辆产生了微热预报则对车辆进行跟踪处理，如果车辆产生了强热预报则车辆必须在前方站停车，如果车辆激热报警则做立即停车处理[1]。如果车辆产生热轴报警，THDS复示中心接收到相应信息后，THDS值班人员应立刻通知列检值班人员，列检所的室外检车人员会对即将来到的车辆的报警轴承进行相应的检查。

1.2 TPDS

TPDS测试系统安装在轨道中，测试系统由22根轨枕、8只剪力传感器和12只压力传感器组成[1]。测试系统对通过探测站的车辆进行轮轨力的检测，全路TPDS组网实现系统分散检测、集中报警。TPDS系统监测功能如下。

（1）识别运行状态不良的车辆。

（2）监测车俩的超偏载。

（3）识别车轮踏面擦伤。

TPDS对经过探测站的货车运行状态实行联网分级评估，对故障车辆的处理分为跟踪、就近拦停和立即拦停3个等级。TPDS系统的使用对货车脱轨事故的防范和预警，尤其是对我国近几年提速后货车空载状态脱轨的预防，具有十分重要的意义。

1.3 TADS

THDS的探头采用的是红外线辐射的原理，所以只有轴承发热才能探测到故障，而TADS采用声学传感器阵列技术，在轨道两侧分别安装6个声学传感器，接收通过车辆轴承发出的声音，在轴承还没有热轴之前就可以诊断出轴承内部构件破损等故障，实现早期发现、早期预报。TADS与THDS的结合，很大程度上提高了故障轴承预报的准确率。

1.4 TFDS

TFDS通过安装在轨道两侧以及轨枕中间的高速摄像头，对通过探测站的车辆进行动态检测，采集关键部件图像。高速连续的照相技术与大容量图像处理技术相结合可有效防止由于转向架、制动梁、钩缓装置等关键部件出现故障而引起的车辆安全事故。

1.5 TCDS

TCDS是在提速客车上加装的车载安全监测诊断系统，可在车辆运行的状态下及时发现车轮的擦伤、供电系统的安全状态、轴承温度和转向架的性能等危及列车运行安全的关键故障。同时，TCDS在实时监测和诊断的过程中，通过无线网络通信技术，实时向地面报告车辆设备状态，使车辆管理部门及时获得车辆的运行安全状况，从而全方位地监控车辆运行。

2 问题分析及改进措施

近些年来，“5T”被各路局广泛应用，但对比分析“5T”设备的现场使用状况以及相关故障车辆的探测数据发现，目前“5T ”系统的应用还存在一些问题，如下所述。

（1）THDS系统的兑现率并不高，有时会发生假热轴、误报热轴的现象，在一定程度上干扰了车辆的运输管理及调度。

（2）对于TPDS，同一车辆在经过不同探测站时会出现故障预报等级不一的情况。

（3）TADS对轴承内外圈及滚子故障的识别率较高，但对轴承保持架破损的故障识别率较低[2]。

（4）TFDS由于采用摄像头采集图片，因此受环境、天气因素影响大。

（5）TCDS轴温报警器有时会出现发送数据失败或不发送数据的现象。

5T系统在使用过程中存在的一些问题和不足会影响到运输的安全。对此必须引起高度重视，要完善5T系统的功能，充分发挥动态检测的作用。

（1）将THDS的监测数据与其他4个检测系统的数据相结合，共同评判车辆的热轴情况，可以在提高探测准确性的同时提高兑现率。

（2）在正式投入使用之前，进一步加强对TPDS设备的调试、系统性能的检测，提高故障预报的准确率。

（3）优化系统的评判标准，加强人机结合。

（4）优化高速摄像头，采用先进的光学传感器对摄像头进行自动调节，以适应环境和天气的变化。

（5）要定期对轴温报警器进行检修，重视日常设备的保养。

3 结语

该文以“5T”在各路局的实际应用状况为出发点，较系统地介绍了“5T”系统的原理及功能。相信文中所阐述的内容对“5T”的优化具有一定的参考价值。

参考文献

[1] 熊小青，张维.车辆检测技术[M].中国铁道出版社，2011.

[2] 熊树林.车辆运行安全防范预警系统的运用[D].西南交通大学，2008.