中國鐵路車輛運行安全監控系統建設規劃研究

中國鐵路車輛運行安全監控系統建設規劃研究 馬千里

運營與維護

中國鐵路車輛運行安全

監控系統建設規劃研究

馬千里：中國鐵路總公司運輸局車輛部，副調研員，北京，100844

摘 要：分析我國鐵路車輛運行安全監控系統

建設和應用現狀，總結經驗、教訓，根據動車

組、客車、貨車安全需要和安全監測技術發展

情況，從監測技術設備、聯網應用系統、設備

運用檢修管理體系等方面，提出我國鐵路車輛

運行安全監控系統建設規劃。

關鍵詞：鐵路；車輛；運行安全；監控系統；

設備；管理；規劃

中圖分類號：文獻標識碼：

U279.2；U298 A

文章編號：

1001-683X（2015）10-0001-07

1 車輛運行安全監控系統應用現狀

目前，全路建成軸溫探測、高速攝像、力學檢測、

聲學診斷等探測設備7?000臺（套），建立了相應的設備

運用、檢修、管理體制。

1.1 監測設備建設情況

1.1.1 紅外線軸溫探測設備

車輛軸溫智能探測系統（簡稱THDS）利用安裝在

鐵路兩側的紅外線軸溫探測設備探測通過車輛的軸承溫

度，通過和車號設備結合，達到較高的測溫精度和熱

軸預報準確率，有效防范了熱切軸故障的發生。既有

THDS設備目前安裝在貨車線路、客貨混跑線路。截至

2015年6月，全路已建成5?899套，形成了較完善的設備

我

測車輛軸溫，經過長期創新發展，逐步建成以貨

車為主要監測對象，兼顧動車組、客車的車輛運行安全

監控系統，在保障車輛運行安全中發揮著不可替代的作

用。隨著應用的不斷深入，將地面安全監測技術廣泛推

廣應用到動車組、客車，并進一步完善貨車動態檢測技

術的需求日益迫切，有必要總結經驗，吸取教訓，系統

研究，整體規劃，推進我國鐵路車輛運行安全監控系統

不斷進步。

國鐵路從20世紀70年代開始利用紅外線設備探

運行維護管理體系。

1.1.2 高速攝像設備

高速攝像設備包括貨車故障軌邊圖像檢測系統（簡

京、蘭州、太原、哈爾濱等鐵路局已安裝22套，TEDS在

北京、沈陽、上海、鄭州、武漢、濟南等鐵路局出入所

（庫）線和正線建成49套。

1.1.3 力學監測設備

車輛運行品質軌邊動態監測系統（簡稱TPDS）利用

設在軌道上的測試平臺，動態檢測運行中車輛輪軌間的

動力學參數，實現對車輛運行狀態的識別，對運行狀態

不良、車輪踏面損傷和超偏載車輛進行報警、追蹤、處

理。截至2015年6月，全路已建成TPDS設備132套。

1.1.4 聲學診斷設備

車輛滾動軸承故障軌邊聲學診斷系統（簡稱

TADS）是在軌邊安裝聲學傳感器陣列，對車輛軸承的振

動聲音信號進行采集，分析判斷軸承故障類型和故障缺

陷程度，實現對滾動軸承早期故障的預警、防范。截至

2015年6月，全路已安裝TADS設備83套。

1.1.5 車載安全監測設備

客車運行安全監控系統（簡稱TCDS）實現了對軸

溫、供電、車門、車下電源、火災、空調、防滑器、制

動系統和轉向架的全面監測，重點對客車熱軸事故、火

災事故、供電故障及制動系統和走行部故障進行監控。

目前，全路18個鐵路局（公司）2?000多列旅客列車全部

安裝TCDS，已對25T型客車實現主要電氣設備、軸溫、

制動、轉向架的實時監測，但對25G/K等型普速客車僅

監測軸溫，沒有涵蓋其他關鍵部件的監控，存在監控漏

項；全部動車組均由網絡控制系統實現列車的安全監

控，但尚未實現完全無線遠程實時監控。

1.2 聯網應用系統建設

從2003年開始，THDS開始全路聯網運行，2005年

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基礎上，利用聲學診斷技術，研究針對動車組和客貨車

通用的車輛滾動軸承故障軌邊聲學診斷系統，實時監測

通過的動車組、客車、貨車，實現對車輛軸承早期故障

和動車組相關機械故障異響的動態檢測。

（3）在既有TFDS對貨車運行故障進行檢測的基礎

上，研究利用高速攝像、圖像處理、圖像智能模式識別

等技術，研發針對動車組和客貨車通用的車輛運行故障

備尚未大規模推廣實施，為方便使用和管理，對各類設

備統一規劃，按綜合探測站形式設置。動車組行車安全

綜合探測站基本結構見圖1。

監控中心

綜合探測站

TADS服務器

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動車組既有入段檢測設備和車載監測設備的重要補充。

根據上述探測設備的工作特點、性能成熟度和實際

應用需要，綜合探測站按A、B兩類設置。A類綜合探測

站設置TEDS、THDS、TADS、TPDS探測

設備，原則上應建設于高鐵、客運專線樞

紐大站，或布點間隔不小于1?000?km；B類

綜合探測站設置TEDS、THDS探測設備，

原則上應建設于高鐵、客運專線主要停靠

站，或布點間隔為300～500?km。綜合探測

站建設布局規劃見圖2。

3.2.2 車載監控補強規劃

動車組車載設備實時監控系統分為車

載數據傳輸設備、總公司地面監控中心、

運用所下載數據分析系統、網絡通道等幾

AEI設備

空調設備

THDS服務器

控制設備

TPDS服務器

AEI服務器

THDS服務器

電源箱

TPDS軌邊

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3.3 客車運行安全監測系統規劃

3.3.1 TVDS探測設備

TVDS利用軌邊高速攝像機，在客車進站前拍攝客

車走行部、制動配件、底架懸吊件、鉤緩連接、車體兩

側下部等部位，實時傳輸至監測中心，采用人機結合和

圖像自動識別，對客車存在的故障進行預警，提高檢車

效率，解決高站臺導致檢車員無法看車等問題，主要防

范列車大部件斷裂、配件脫落、列車分離等故障。探測

站設置原則：一是單程運行超過2?000?km未安排旅客列

車入庫檢修的車站；二是處于500～800?km間距的客運

站；三是地溝線能力不足的客整所咽喉處；四是設置地

點距車站不低于40?km，并滿足對所有進路客車及通過聯

絡線繞行的客車進行動態檢測的要求。

3.3.2 TCDS建設

目前，25T型客車實現車輛軸溫、供電、車門、車

下電源、火災報警、空調、防滑器、制動和轉向架全部

項點的遠程實時監測，25G（DC?600?V）型客車監測了

軸溫和車輛電氣故障，但其中車電數據不能實時落地，

25G/K（AC?380?V）型客車只實現軸溫和火災監測，但

火災報警器功能不完善，且未實現火災監測狀態的實時

落地。

需要擴充、完善的TCDS監控功能如下：

一是25G/K型旅客列車全部加裝制動系統監測。在車

輛底部安裝列車管壓力傳感器、制動缸壓力傳感器和副風

缸壓力傳感器，首尾車額外安裝總風管壓力傳感器，每節

車輛安裝制動監測主機，采集、處理、記錄、分析診斷列

車制動狀態，其中監控車安裝集中監測顯示屏，統一顯示

全列制動狀態信息，全部制動故障報警及相關參數通過

TCDS無線傳輸主機，發送到所屬鐵路局服務器。

二是已配備車輛電氣車載監測功能的25G（DC?

600?V）型客車，升級車輛電氣網關與TCDS無線傳輸主

機軟件，保證全部電氣故障與關鍵參數發送到所屬鐵路

局服務器。

三是對現有火災報警器進行升級改造，保證報警情

優先考慮與TPDS探測站同址，節約投資費用；三是優先

在有站修作業場的路網性、區域性編組站前方設置。

3.4.3 貨車TADS、TPDS補強

TADS、TPDS已在全路得到廣泛應用，對保障鐵路

車輛安全運行起到重要作用。目前TADS、TPDS還沒有

形成全路閉環的監測網絡，亟待補強，以滿足貨車全面

達速的需求。

TADS、TPDS系統規劃原則為：一是主要干線要求

全面覆蓋，聯網判別；二是在主要干線入口進行規劃，

把住提速區段入口關；三是在一般干線進行規劃，消除

探測盲點；四是在其他支線進行規劃，強化入口監測；

五是新建探測站須兼顧貨車和客車的監測需要。

3.5 聯網應用系統規劃

車輛運行安全監控聯網及信息綜合應用系統以車輛

安全監測設備為基礎，采用先進的計算機網絡和信息處

理技術，在總公司、鐵路局、動車/客車/貨車段三級部

署相關計算機服務器設備及系統軟件。系統總體結構見

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圖3，按照安全管理職責分工要求，設置總公司、鐵路

局和車輛段（含動車段）三級監控中心。

3.5.1 總公司監控中心

在總公司設置動車組運行安全監控中心，配備數據

庫服務器、應用服務器及復示終端等設備，并對各鐵路

局上報的監測信息和報警信息進行匯總并處理，對全路

重點車輛和故障車輛進行全過程監控，保障車輛運行安

全。

3.5.2 鐵路局監控中心

每個鐵路局設一個局級車輛安全監控中心，配備數

據庫服務器、應用服務器及復示終端等設備，并設專職

人員對動車段監控中心上報的故障信息、報警信息進行

匯總上報，監督現場對故障車輛、報警車輛進行及時處

理，全程跟蹤車輛運行安全監控工作。

3.5.3 車輛段（含動車段）監控中心

車輛段監控中心是聯網監控的主要單元，配備數據

傳輸處理器、數據庫服務器、應用服務器、監控終端等

總公司局域網

總公司監控值班員

其他相關系統

總公司車輛安全監控中心

總公司車輛管理人員

鐵路數據通信網

鐵路局局域網

鐵路局監控值班員

鐵路局車輛安全監控中心

鐵路局車輛管理人員

鐵路數據通信網

動車段/所局域網

鐵路數據通信網

鐵路安全平臺

動車段監控值班員

客車/貨車段局域網

客整所/列檢作業場

局域網

鐵路數據

通信網

動車所檢修人員

客車段監控值班員

客車/貨車段（區域）

車輛安全監控中心

鐵路數據

通信網

WLAN

無線局域網

移動

公網

動車段

車輛安全監控中心

WLAN

無線局域網

鐵路數據

通信網

客整所檢修人員

列檢作業場檢車人員

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設備，主要用于接收、存儲所轄探測站探測的監測信息

及報警信息。監控中心設置專職人員對探測站設備上報

的監控數據與報警信息進行人工復核，TEDS、TVDS和

TFDS設備還需設置動態檢車員，將確認的故障報警信息

進行格式化處理，通知現場對確認的故障信息進行處置

與反饋，將相關信息上報至鐵路局監控中心。

3.6 運用檢修體系

貨車5T設備運用檢修體系相對成熟，動車組、客車

尚處于起步階段。由于動車組、客車實施配屬運用管理，

與貨車運用管理模式差異較大，也帶來監測設備運用、

管理、維修模式的差異，需要借鑒貨車5T設備運用、管

理、維護的成功經驗和教訓，充分考慮規劃設備特點和運