動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）運用研究與思考

劉彬

（中國鐵路總公司，北京 100844）

動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）運用研究與思考

劉彬

（中國鐵路總公司，北京 100844）

動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）是動車組運用安全保障的重要輔助設備。介紹TEDS設備特點及具體聯網技術方案，從設備自身方面和現場運用方面具體分析TEDS存在的問題，并提出下一步工作建議。

動車組；TEDS；故障檢測；故障報警

動車組運行故障圖像檢測系統（Trouble of moving EMU Detection System，TEDS）是動車組運用安全保障的重要輔助設備，利用軌邊高速攝像頭對運行動車組車體底部、側部裙板、車端連接及轉向架等部位進行圖像采集，通過數據傳輸、集中處理、自動識別等信息化技術手段，將動車組檢測圖像數據實時傳輸至鐵路局監控中心[1]，進而對動車組底部及側下部運行技術狀態進行實時檢查分析，對異常情況進行及早判斷并處理。

1 TEDS設備組成

TEDS由探測站設備、監控復示中心設備和網絡傳輸設備3部分組成，其設備組成示意見圖1。

1.1 探測站設備

探測站設備主要包括軌邊設備和機房設備。

（1）軌邊設備分別安裝于軌道軌內及軌外，用于對動車組運行信息及圖像進行采集，結構布置示意見圖2。動車組通過時，由高速攝像頭對動車組車底及兩側進行圖像采集，工作示意見圖3。

（2）機房設備安裝于軌旁機房內，主要用于對軌邊設備采集的圖像進行識別、增強及處理工作，形成動車組兩側及底部檢查圖像信息、過車信息和檢測設備本身狀態信息等（見圖4）。

1.2 監控復示中心設備

圖1 TEDS設備組成示意圖

圖2 軌邊設備布置示意圖

圖3 圖像采集示意圖

圖4 TEDS成像圖

監控復示中心設備安裝于鐵路局動車（車輛）段監控中心，通過網絡傳輸設備將探測站采集、處理數據傳輸至監控復示中心運用管理平臺，分析人員通過對所轄TEDS監控圖像數據進行人工分析判別，并將經復核確認的異常問題通過系統向上級部門報告并進行處置。系統具有完整的監控流程，實現動車組故障的報警跟蹤、聯動響應；同時通過與動車組管理信息系統等外部系統建立接口，和動車組運用檢修工作有機結合，將問題報警信息共享至配屬鐵路局動車（車輛）段，實現TEDS問題報警信息的有效復核及閉合管理；此外，系統還具有完善的數據統計和分析功能，可對過車數量、作業情況及系統本身數據進行統計分析。

1.3 聯網技術方案

單機TEDS設備在加強綜合聯動監控、提高故障實時監測與處理方面表現略顯不足。為使全路各TEDS作用發揮最大化，加強TEDS數據集中統一管理，在統一各型TEDS設備接口、應用界面和預報處置流程的基礎上，中國鐵路總公司（簡稱總公司）對全路TEDS設備進行聯網應用、集中監控，建成了總公司、鐵路局、動車段監控中心三級聯網監控平臺，形成了集檢測、監控、管理決策于一體的動車組行車安全監控系統。系統聯網技術方案見圖5。

2 TEDS運用存在的問題

TEDS自2013年底投入使用以來，在保證動車組運用安全方面發揮了重要作用，為運行情況下的動車組狀態監控提供了又一有力技術手段，進一步強化了動車組運行安全控制保障能力。經過3年多的發展，TEDS從無到有、從試驗驗證到聯網運用，其設備性能和現場運用都得到了不斷改進和提高，但還存在一些問題值得進一步深思和改進。

2.1 設備方面

2.1.1 探測站設備

為加強TEDS設備管理，總公司印發了《動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）探測站設備暫行技術條件》（鐵總運〔2015〕242號），對探測站設備組成、功能、技術參數、結構性能及安裝條件進行規范[2]。但從現場使用情況來看，仍存在圖像曝光、光分布不均，探頭位置不正確，圖片色澤泛白（過黑）及圖像失真、拼接錯誤等問題（見圖6），雖然此類問題所占比例較低，但仍給及時發現動車組運行安全隱患造成一定阻礙。此外，也不同程度存在設備系統故障死機、車號無法識別及雨雪天氣對軌邊探頭影響導致圖片拍攝效果欠佳等問題。

2.1.2 故障自動識別報警

為降低鐵路局現場TEDS作業分析人員工作量，總公司組織開展了TEDS故障自動識別報警功能研究，按照動車組車體底部、側部裙板、車端連接及轉向架4個部位分車型分別組織進行數據建模、試驗驗證、結構改進。通過不斷總結優化，TEDS故障自動識別報警功能研究取得較大進展。從目前試驗驗證結果分析看，尤其是在車端連接部位和側部裙板部位的故障識別準確率研究方面取得較大進展，但車體底部和轉向架部位還有較大上升空間；同時故障報警準確率研究也需進一步優化，還應進一步改進優化故障識別模型，在確保故障識別準確率達到100%的基礎上，不斷提高故障報警準確率，并及早投入現場運用，以達到實現降低分析人員工作量的目的。

圖6 TEDS成像問題示例

2.2 運用方面

2.2.1 人員配備

為能夠及時發現TEDS探測安全問題，總公司在《動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）運用管理辦法》（鐵總運〔2016〕62號）中規定，分析人員的配備必須“保證通過TEDS動車組監控數據15 min內完成分析確認”[3]。但由于動車組通過TEDS探測站時段分布不均且鐵路局監控中心所轄探測站數量不固定，造成不同時段作業量分布不均。據統計，個別鐵路局監控中心在動車組密集通過TEDS探測站時間段時，同一時段作業車組數有時達到20組左右，給現場分析人員合理配備帶來困難。

2.2.2 人員培訓

由于動車組運行里程長、運行區域范圍較大，且根據實際運行情況鐵路局所配屬的動車組車型并不一致，造成鐵路局監控中心分析數據可能存在并非本局配屬的動車組車型，分析人員不熟悉檢測車組基本構造，易造成作業漏檢，無法有效杜絕動車組運行安全隱患。同時，如果分析人員對現場動車組部件加改和結構改進未能及時掌握和了解，也易造成錯判、漏判。

2.2.3 預報方式

目前通過TEDS分析發現安全隱患的車輛位置預報方式主要有以線路中車輛運行方向位數為基準和以《鐵路動車組運用維修規則》中規定現車位數為基準2種方式，且由于預報簡單便捷的原因，現場更多使用第1種方式。但采用第1種預報方式同時也存在一定弊端，即當動車組列車經過換端、折返后，隨車機械師在核查TEDS預報故障時易弄錯車輛位置，造成已預報的安全隱患無法及時被發現，這種問題尤其在需要頻繁換端的城際動車組列車中更為明顯，因此建議現場運用中盡可能采取第2種預報方式。此外，TEDS系統故障庫故障名稱尚需進一步完善，致使分析人員預報故障時主觀性占據主導位置，可能出現同一故障但預報名稱不同的情況，不便于后續數據的統計分析。

3 下一步工作建議

3.1 完善設備功能

進一步組織研究完善TEDS設備功能，徹底解決圖像曝光、失真、錯位等問題，并進一步加強設備抗環境干擾能力，提高雨雪天氣圖像拍攝質量。同時加快推進TEDS自動報警功能驗證，對側部裙板、車端連接處自動識別準確率較高的部位可優先開展，待運用成熟后再進一步推進轉向架和底板部位的自動報警功能研究驗證。在此基礎上，結合高鐵路網完善，進一步優化TEDS設備布局，實現“設備配置最優、作用發揮最大”。

3.2 加強設備運用管理

（1）業務培訓方面。針對新車型、新技術、新工藝定期組織TEDS分析人員進行培訓，要定期、定量組織TEDS分析人員到作業現場進行學習培訓，做到理論結合實際。同時，建議編制各型動車組TEDS圖冊，按作業界面圖示列出各部位TEDS圖樣及重點部位和典型故障圖示，使分析人員有所對比掌握。

（2）預報處置方面。從車輛位置、故障類別、故障名稱等方面進一步進行統一，并加強故障預報聯動機制管理，發現隱患后各鐵路局相互協作、跟蹤處置，力爭將安全隱患消除。此外，《動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）運用管理辦法》對不同部位典型問題預報處置方式進行了逐項明確，建議在今后工作中對各類預報問題及其處置方式進行定期總結、增補和刪改，不斷完善TEDS發現隱患預報處置工作。

（3）作業方式方面。組織開展人機分工可行性研究，減少TEDS分析作業和現場檢修作業重復部分，進一步優化一級檢修作業內容，降低現場作業人員勞動強度，實現在確保安全的前提下效益最大化。

3.3 強化數據統計分析

優化報警故障庫，規范故障預報名稱，將TEDS故障預報和動車組系統分類、故障字典有機結合；同時基于TEDS檢測大數據，做好密集作業時間段及故障發生部位、時期、運行區段等數據內容的統計分析，重點做好故障發生概率統計，明確什么時段什么線路易出現什么類別故障隱患問題，并提前提出預警，做到真正服務于現場生產運用。此外，通過作業時段統計分析進一步優化TEDS分析人員配備，不斷優化解決TEDS分析作業工作量分配問題。

4 結束語

隨著我國高鐵的不斷發展，作為動車組運用安全保障技術手段之一的TEDS也將發揮更大作用，要不斷優化設備系統布局、改進設備性能結構、加強設備使用管理，最終實現動車組運行質量全面自動檢測，切實確保動車組安全、穩定、高效運行。

[1]馬千里．中國鐵路車輛運行安全監控系統建設規劃研究[J]．中國鐵路，2015(10)：1-7．

[2]鐵總運〔2015〕242號 動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）探測站設備暫行技術條件[S]．

[3]鐵總運〔2016〕62號 動車組運行故障圖像檢測系統（TEDS）運用管理辦法[S]．

Research and Thought on Trouble of moving EMU Detection System（TEDS）

LIU Bin
（CHINA RAILWAY，Beijing 100844，China）

TEDS is an important auxiliary equipment to safeguard EMU operation. In this paper, the characteristics and detailed networking plan of TEDS equipment are explained, problems existed are analyzed in two aspects as equipment and fi eld application, and suggestions are put forward for the coming works.

EMU；TEDS；failure diagnosis；failure alarm

U279.2

A

1001-683X（2017）12-0061-05

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.12.061

劉彬（1981—），男，工程師。

E-mail：liubin@china-railway.com.cn

責任編輯 高紅義

2017-11-01