车辆轴温智能探测系统（THDS）概论ppt课件.ppt

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1、一、THDS系统的发展历史,车辆轴温智能探测系统（THDS）：通常称为红外线轴温探测系统，是利用安装在轨边的温度探测装置，采用辐射测温技术，实时检测运行状态下的列车轴承温度，发现车辆轴承故障隐患，保证铁路运输安全的车辆安全防范系统。70年代：开始研制一代机，热敏电阻测温，交流放大，不定量测温，描笔式记录仪输出，人工判断热轴。85年后：研制二代机早期产品，热敏电阻测温，直流放大，定量测温，计算机进行数据采集和处理，自动判别预报热轴。,THDS系统简介,90年代：大面积推广使用二代机，探测站无人职守，实现分局中心、复示站、探测站的网络连接。主要代表机型有哈科所（威克） HTK-391、广汉厂（科峰

2、）HTZ-2000、航天部502所（康拓）HBDS-。98年以后，采用光子器件，研制推广适应高速列车的探测系统。主要代表机型有哈科所（威克） HTK-499、广汉厂（科峰） HTZ-2000、航天部502所（康拓） HBDS-。2001年，利用办公网络，实现铁道部、铁路局、铁路分局的全路联网。2004年，主要干线陆续增加车号检测装置，实现智能跟踪，车号检测也是“5T”综合预报的前提。2006年，加紧完成设备统型工作，实现网络传输、自适应标定、双探测角度等，其设备型号统一为THDS-A型。2010年8月，铁道部组织各设备厂家，将现有THDS-A型设备各项成熟、先进技术进行集成，形成了统一制造标准

3、，具备完全互换性的THDS-B型设备。,THDS系统简介,二、THDS系统轴温探测的基础理论,轴承在运转过程中由于材料缺陷、加工或装配不当、润滑不良、水份和异物侵入、腐蚀剥落以及过载等原因都可能导致损坏。当然，即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间的运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损等现象影响轴承的正常工作。铁路车辆在运行过程中，如果轴承内部损伤或外部不合理受力，会导致轴承发生部件过度磨耗或损坏、卡滞等故障，如果不及时对这些轴承故障发出警告，最终会导致发生严重的列车安全事故。铁路车辆轴承温度过高是车辆轴承出现故障的一个重要表征，而且轴承故障的严重程度与轴承温度的高低有着复杂而密切

4、关系。,THDS系统简介,根据机械故障诊断原理，滚动轴承诊断的物理方法主要有温度、振动、声学、油液分析等方法。因此，轴承温度并非轴承故障唯一的表征。当轴承故障处于点蚀、剥离等早、中期状态时，由于轴承润滑尚为失效，轴承产生的运转热并不突出，温度诊断对这类轴承故障的敏感性较差。从全路的统计情况看，每年都有相当数量的轴承处在“带病服役”阶段，在检修中发现许多货车轴承故障，而红外探测系统并未报警。同时，受轴承密封类型、装配时发生的过盈配合、油脂注入量等内部因素影响，以及车辆在运行过程中的装载情况（超、偏载）、轮对踏面情况、运行环境等外部因素影响，容易出现某一轴承运转热相对过高的情况，此时并不意味着轴承

5、出现了故障。因此，轴承温度并非轴承故障必然的表征。当轴承故障处于后期状态时，由于轴承润滑失效，轴承内部发生结构性损伤，继续运转会出现保持架、滚子断裂、破碎、融化等情况，进而失去滚动作用，轴承卡死，导致车轴与轴承内圈装配处的温度急剧上升，车轴强度下降、变形，最终切断车轴。此时，轴承温度能够准确反映故障的后期状态。因此，轴承温度是轴承后期故障恶化的必然的表征。,THDS系统简介,轴承温度并非轴承故障唯一和必然的表征。这也是利用轴承温度判断轴承故障的最大不足。,THDS系统简介,一个重要的结论：,利用轴承温度判别轴承故障的原因：,一是温度检测一般具有简单、成熟、易于实现的特点， 具备非接触性、灵敏度

6、高、检测速度快的优点。能够满足我国铁路运输安全监控的需要。 二是通过准确测量轴承温度，科学、合理的对异常轴温进行判别，并与其它车辆安全防范系统综合利用，同样可以准确的发现轴承早、中期故障。更重要的时，通过对轴承温度的监测是及时发现车辆轴承后期严重故障，防止热切轴的重要手段和最后关口。,由于物体的温度与其红外线辐射能量有关，利用将红外线辐射转换为其它信号的红外传感器，就能够以非接触的方式测量物体的温度。红外线测温具有非接触性、灵敏度高、检测速度快的优点，但也有材料、制造成本高，以及难以精确测量物体某一点确切的温度值的不足之处。车辆轴温智能探测系统通过实时测量行进中列车车辆的轴承温度，并根据是否出

7、现异常轴温（热轴）判断车辆轴承状态是否异常，及时发出警告，从而防止出现列车热切轴事故的车辆安全防范系统。经过多年的发展，车辆轴温智能探测系统目前已形成保障列车运行安全的一个智能化、网络化、信息化的系统，综合运用红外探测技术、自动控制技术、计算机技术、信息处理技术、网络通信技术，实现分散探测，集中报警，联网运行，信息共享，防止铁路车辆热切轴事故的发生，成为保障铁路运输安全与畅通的一个重要体系。,THDS系统简介,三、THDS系统与TADS系统,由于轴承温度并非轴承故障唯一和必然的表征。因此，THDS系统通过测量轴承温度以此判断轴承故障是存在不足的。货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（简称TAD

8、S系统）是采用声学诊断技术和计算机网络技术，通过对运行中货车轴承噪声信号的采集和分析，识别轴承的工作状态，可提供有效的轴承内部故障诊断结果，并能够准确分辨滚动轴承故障部位。系统预报准确率97%。,THDS系统简介,正确解读TADS系统预报准确率97% 预报准确率探测准确率从系统名称的定义上看，货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统。,THDS系统简介,早期,微小 局部,从TADS系统的原理分析,当轴承零件的滚动工作面上出现故障（如剥离、碎裂、点蚀、塑性变形等）时，在轴承运转中滚动体碾压到故障部位，就会产生冲击振动。这种冲击振动与正常情况下的振动有所不同，具有很宽的频率范围，常能激起轴承零件的共振

9、，引发异常声响。这种信号的特点是每个冲击的作用时间很短，能量不大，但频谱丰富，且冲击具有周期性。正常状态的轴承在运转中也有十分复杂的振动和噪声，其信号总体上表现出随机特性，虽含有周期成分，但频率较低，能量较弱。一旦轴承内部出现局部损伤，则振动和噪声信号的结构将发生变化，出现周期性的冲击脉冲，引起轴承系统的高频共振响应。,THDS系统简介,THDS系统简介,利用声传感器拾取轴承的声音（噪声）信号，采用特定的信号分析技术，可以从时域、频域或幅域提取出轴承的故障特征，再应用各种模式识别方法，就能够实现滚动轴承的故障诊断。幅域特征可以反映故障的程度，频域特征则可以反映故障的部位。因为故障部位不同，其产

10、生的重复冲击频率是不一样的。根据轴承运动学原理，如果已知轴承的几何参数和转速，就可以 计算出各轴承零件产生故障时 的特征频率。对实测信号进行 分析，查找特征频率成分，即 可判别故障所在。,反例： n年n月n日4时43分45393次货物列车编组39 辆，通过外线探测站下行方向时，THDS系统预报机后11辆C62K 4927507右侧2轴热轴，等级微二。经分解检查，发现该轴承存在外圈裂纹、内外圈滚动面剥离、滚子裂损、保持架融化等故障。从轴承分解结果看，该轴承外圈裂纹37mm、内外圈滚动面大面积剥离；5颗滚子发生破碎，滚子呈不规则颗粒状，保持架折断、融化，属轴承恶性故障，如继续运行将要发生车辆热切事

11、故。 查询TADS系统预报情况如下：,THDS系统简介,TADS系统主要针对轴承早期故障，当局部故障的形状比较规则时，产生的周期性冲击明显，系统较为敏感；但是对于故障现象较为复杂的后期故障，其诊断能力有限，此时THDS系统的安全防范力就能得到很好的体现。因此，THDS系统与TADS系统相互互补，不可替代，共同铸就了铁路运输的安全防线。,THDS系统简介,结论,目前，全路THDS探测站设备共有4700余台，其中哈科所约占51.44，康拓公司约占31.88，科峰公司约占16.68。每年对全路超过7000万列列车、100亿条轴的轴温状态进行并探测做出准确的判断。,THDS系统探测站,一、THDS系统

12、探测站的主要功能,自动监测运行车辆的热轴故障；自动判别列车运行方向；自动识别机车；自动测速；自动识别客、货车辆及动车组；自动识别滑动轴承和滚动轴承；自动计轴、计辆；具有系统自检功能；数据自动存储；配备车辆智能跟踪装置，正确读取机车、车辆车号信息，识别轴位。,THDS系统探测站,1. THDS探测站轨边设备,轨边设备主要包括红外探头、探头箱、卡轨器、车轮传感器、智能跟踪装置微波天线等。,THDS系统探测站,1.1 THDS红外探头,红外探头也称为红外线传感器，一般由光学系统，红外探测器、信号放大及处理电路等部件组成，交流放大传感器还有调制盘及电机，某些探测器需要在低温条件下工作，因此有的红外线传

13、感器还包括探测器的制冷装置。红外线传感器基本上是一个光学电子系统，将接受到的红外辐射转换为电压信号，再通过后续其他系统对该电型号进行采集、处理、计算，达到测温的目的。因此，红外探头是THDS系统的核心部件，是实现THDS系统功能的基础。关于红外探头，我们将从以下几个方面展开讨论。探头的种类红外探测器件光子探头的致冷探头的角度轴温波形,THDS系统探测站,THDS红外探头的种类,按照红外探测器件的种类区分热敏电阻探头，探测器件为热敏电阻光子探头，探测器件为碲镉汞 按照放大电路的种类区分直流探头，放大电路为直流放大电路调制探头，放大电路为交流放大电路,THDS系统探测站,红外探测器件,红外探测器是

14、红外线传感器的核心，利用红外线辐射与物质相互作用所呈现的物理效应来探测红外线辐射。根据对红外线辐射响应方式的不同，红外线探测器分为热探测器和光子探测器两大类。热探测器和工作原理是入射的红外线能量使得探测器温度升高，而导致探测器的某些物理性质发生变化，并进而转化成可测量的信号，就可确定入射红外线能力的大小。热探测器主要有四类：热释电型、热敏电阻型、热电阻和气体型。热敏电阻是利用某些金属或半导体材料的电阻率随温度有较大变化而制成的探测器。当热敏电阻吸收红外线辐射而温度变化时，其电阻率也发生变化。将热敏电阻串联在恒流电路中，电阻率的变化可转化为电压的变化，此时红外线辐射能量可转化为电压输出。由于热探

15、测器温度变化后才会导致其物理性质变化，因此热探测器的响应速度较慢。热敏电阻的响应时间常数为毫秒级。光子探测器是利用入射的红外线光子流与探测器材料（如碲镉汞材料）中的电子直接相互作用，物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，使得探测器的电子能量状态发生变化，从而导致各种电学现象，称为光电效应。由于光电效应中没有热探测器温度变化的过程，所以光子探测器的响应速度比热探测器快很多，响应时间常数为微秒级。,THDS系统探测站,光子探头的致冷,光子探测器的一个特性就是需要在低温条件下工作，以降低噪声，以此保证探测器的灵敏度。因此采用碲镉汞器件制作的光子探头要对碲镉汞进行致冷，降低器件温度，确保获得比较高

16、的响应率和信噪比。由于碲镉汞器件的响应率随器件温度变化，因此在实际应用中，既要使器件温度尽可能低，又要在一段时间内使器件温度保持稳定，因此要对器件温度进行控温，将碲镉汞的温度控制在设置温度上。当环境温度变化过大而使器件温度不能稳定在该温度时，再重新设置器件温度。这样，使探测器件的响应率在一段时间内保持稳定不变。,THDS系统探测站,1.2 THDS探测角度,从20 世纪70 年代红外线探测开始运用以来，红外线探头探测角度经历了几次变化，存在过上探、下探等探测方式，下探又有外探和内探2 种探测角度。目前红外线探测都采用下探的方式。外探：探头光学中心距钢轨内侧距离为415mm，与钢轨呈微小夹角,

17、探测货车轴承前盖密封部位。内探：探头光学中心距钢轨内侧距离为260mm， 与钢轨平行, 探测轴承中隔圈部位。,THDS系统探测站,外探,THDS系统探测站,由于探头光学中心距钢轨内侧距离较远，探头光学路径主要扫描轴承端盖密封罩附近。,内探,THDS系统探测站,由于探头光学中心距钢轨内侧距离较进，探头光学路径主要扫描轴承中隔圈附近。,内、外探运转热对比 对于轴承正常运转所产生的运转热，一般来说内探平均温升比外探平均温升略高，这是由于内探探测的轴承中隔圈位置距离轴承两排滚子比较近，而外探探测的轴承前盖密封罩位置在轴承端部，距离滚子比较远，因此内探的轴温应比外探的轴温高；而且铁路货车晃动有可能使轴承

18、前盖位置不能充满外探探头视场，影响外探的探测，而内探则不受铁路货车晃动的影响，说明内探对于轴承正常运转热的探测精度更为精确。内、外探热轴预报对比 从全路热轴统计来看，外探改为内探后，THDS热轴预报数量明显下降。外探预报的强、激热轴承，经确认绝大多数技术状态正常，这说明在轴温超过正常运转热而进行热轴预报时，外探无法滤除由于轴承密封罩与密封座之间的摩擦热或密封罩脱出与其他配件摩擦而导致的假热轴。,THDS系统探测站,内探的优点是探测位置为滚动轴承中间，两个保持架中隔圈的位置，探测充分、温升高，不会受到列车运行中的摆动影响。内探存在的风险是： X1K型车和长大货车等带轴箱套的轴承造成的遮挡而导致无

19、法直接探测到轴承表面，造成漏探。,THDS系统探测站,相对于内探，外探的优点是兼容滚动轴承与滑动轴承，不受车种、车型的限制。存在的问题是对探头角度要求严格，由于货车晃动或探测角度偏差易产生漏探。同时容易受到轴承类型、轴承端盖密封罩摩擦产生的热量影响而误报热轴。,采用内探与外探的优点和风险,双探,THDS系统探测站,集合内、外探的优点，相互互补，实际探测中以内探为主，外探为辅。,，41216次货车编组46辆，过THDS探测站上行方向时机后26辆G17DK 6104545左侧3轴，外探预报激热，内探未预报，综合预报微三。其中珠江源内探外探15、外探96；内探52、外探129。经分解鉴定，存在轴承密

20、封罩脱出故障 。,故障轴承图1 故障轴承图2 正常轴承,密封罩脱出实物图 与前盖摩擦后露出油封金属骨架,THDS系统探测站,G17DK 6104545热轴波形,THDS系统探测站,无论内探、外探还是双探，通常采用沿着列车运行方向探测，即探测位置是轴承的背风面，而非迎风面。这样做的原因主要有： 轴承的背风面，温度比较稳定，受到车速风速的影响较小，温度较真实。 受车上坠物的影响较小。 当然，迎着列车运行方向探测，在技术上也是可以实现的。例如在青藏线有些探测站就是采用的单个探测站双向探测。,THDS系统探测站,1.3 轴温波形,普通货车滚动轴承波形特点是标准的32点梯形波首先扫描车底架56个点，扫描

21、轴承轴径1516个点，接着扫描车底架913点标准的货车滚动轴承波形大致上左右对称，前沿部分大约为1至3个点，尾部大约为3至5个点，为波形平顶属轴承热区部分内探探测角度扫描曲线为滚动轴承底部，两副保持架中心（中隔圈）位置，波形顶部比较平直。,THDS系统探测站,部分货车由于挡键遮挡的缘故，故波形的顶部宽度较窄（约为标准波形的一半），约为6至8点，此类波形属于正常波形。,阳光干扰波形特征：前高后低，常见于白天探测的罐车。,尖峰波形特征：波形中有一个峰值很高。,多尖峰波形特征：波形中有多点跃升。,抱闸波形特征：由于内探角度受抱闸摩擦热干扰造成，波形易抬起，表面不够圆滑，有凸起有凹陷。,1.4 车轮传

22、感器（磁头）,1#磁头为开机磁头。系统采集到1#磁头信号，系统开机，进入接车状态，探头保护门打开。车轮压过2#磁头，系统采集到2#磁头信号，系统开始探测。2#、3#磁头信号结合可使系统测量车速和轴距。系统采集到同一个车轮压过2#、3#磁头之间的时间，去除以2#、3#磁头之间固定的距离，即为该车轮通过时的速度。相邻车轮压过2#或3#磁头间隔的时间，乘以速度，即为这两个车轮之间的轴距。,THDS系统探测站,2. THDS探测站室内设备,室内设备主要包括主机箱、控制箱、电源箱、智能跟踪装置、通信单元、防雷设备、不间断电源。,THDS系统探测站,三、THDS-B型设备,1发展历程2010年8月11-1

23、2日铁道部运输局在沈阳组织铁路局及THDS设备厂家研究确定了THDS统一制造标准设备采用的各项技术和系统集成要求，并组织THDS-A型设备生产厂家成立联合研发项目组进行集中开发。2010年9月16日项目组完成了设备样机的集成和室内联调，形成了THDS统一制造标准设备技术资料（含技术条件、图样、软件）。2010年9月21日，设备样机安装在北京铁路局与既有THDS-A型设备进行在线对比试验和现场试用。2010年10月10日，通过铁道部运输局组织的THDS统一制造标准设备样机通过技术审查。2011年1月12-13日，各设备厂家通过了铁道部运输局组织的THDS-B设备生产、产品审查。,THDS系统探测

24、站,3THDS-B设备的特点北京局试用总结 1、THDSB型红外线轴温探测系统由探测站轨边设备、探测站室内设备和监测中心设备等组成，具有车速与轴距测量、计轴计辆、轴温探测、热轴预报等功能，能适应1至360公里探测要求。 2、系统采用全息数据采集、双下探、车轮传感器冗余、智能自检、探头自适应标定、远程管理和宽带通讯等技术。系统运行稳定，各项技术指标符合铁道部技术标准。 3、探测站主界面分环境信息区、示波器区、接车数据区、自检信息区。环境信息区实时显示系统当前工作环境参数；示波器区在接车时，可以实时显示4路探头模拟信号和4路磁头模拟信号；接车数据区实时显示当前最近1000列车的简单报文；自检信息区

25、实时显示系统各模板的工作情况。 4、探测站系统具有强大的自检功能，能准确区分探测站通信故障与探测站停电故障。系统采用总线通信技术，对探测站设备各模板电路参数进行实时检测，能够精确定位故障电路模板。探测站系统各组件、模板的检测参数，可以通过铁路光纤专用网或模拟通道方式上传至监测中心、复示中心，实现系统对探测站设备进行远程监控、实时数据采集和故障诊断。,THDS系统探测站,5、室外设备安装完成后，不用再进行调整。探测站软件提供界面修改磁钢距离和探头采样延时距离。现场取消了以前的轨边箱，降低了设备故障，减少了轨边作业的时间。 6、系统具有强大的远程维护功能。在局中心和段复示可远程上传探测站各种原始数

26、据和下载探测站主执行文件和配置文件，进行远程升级和维护。 7、轨边设备具有良好的防雪除雪功能，可以通过高压风机吹雪或加热方式溶雪，安装方便，便于维护。局中心可通过采集图象观察轨边设备，可远程启动除雪功能。部评审意见 THDS-B型设备采用联合开发的方式，将现有THDS-A型设备各项成熟、先进技术进行集成，形成了技术条件、产品图纸、设计文件（含软件开发文档、源代码）、使用说明等全套技术资料，实现了探头、探头箱、控制板件等室内外设备和系统软件及制造标准的完全一致。 设备采用全息数据采集、双下探、车轮传感器冗余、智能自检、探头自适应标定、远程管理和宽带通讯技术，具有测速与轴距测量、计轴计辆、轴温探测

27、、热轴预报、车号智能跟踪、吹风除雪、远程视频监控和多路电源控制等功能。 设备轨边部件结构合理， 便于设备的测试和维护；探测站软件界面友好，功能全面，方便设备使用与维护。 新安装THDS设备必须使用经部批准转让技术生产的THDS-B型设备。,THDS系统探测站,一、THDS系统检修维护管理总体目标,THDS检修维护管理的总体目标是：实现对运行车辆轴温的实时监测、全程跟踪和热轴自动报警，防止热切轴事故；建立系统网络监控、集中报警、日常维护和定期检修相结合的设备维修体系，建立现场维护、专业检修、专家支持的系统设备维护保障机制；实现设备质量达标、人员素质达标、基础管理达标。,THDS系统检修维护,二、

28、THDS系统检修维护管理基本原则,THDS设备检修维护管理工作按照“以车辆部门为主，相关部门为辅”的原则，实行铁道部、铁路局和车辆段三级管理。,THDS系统检修维护,1. “以车辆部门为主”的纵向各级职能,铁道部车辆主管部门负责全路THDS统一规划布局及管理，制定技术标准、规章制度。铁路局车辆处负责全局THDS全面工作，明确专人负责THDS规划、新建、改造、技术、检修等管理工作，组织人员技术培训，并负责与相关部门协调。铁路局监测站由车辆处负责业务管理，负责铁路局管内热轴预报，实时监控系统运行状态，系统网络、供电及铁路局监测站设备出现故障时通知相关部门处理，督促探测站设备故障处理，汇总、统计、分

29、析及上报相关数据。,THDS系统检修维护,车辆段由主管段长负责THDS全面工作，明确专人负责THDS新建、改造、设备维护等具体工作。车辆段动态检测车间负责THDS设备的日常维护和故障抢修。车辆段复示站实时监控THDS探测站设备的运行状态，出现故障时组织处理，汇总、统计、分析及上报相关数据。在昆明局车辆检测所职能调整后，原车辆检测所负责的THDS设备的安装和大、中修；局级THDS动态检测；局监测站设备的维护和检修；专用配件配送、管理和专业检修等工作，均调整由车辆段完成。,THDS系统检修维护,2. “相关部门为辅”的横向部门分界,供电部门：确保THDS供电正常，两路供电线路不得同时停电检修。 电

30、务部门：负责THDS传输通道的管理与维护。信息部门：负责THDS网络及查询双机群集（联网）服务器的管理与维护。施工部门：工务、电务、通信等部门在线路上进行施工或维修作业时，涉及到THDS时，施工单位应与车辆段签订施工安全协议，并在施工前48小时书面通知车辆段。车辆段安排人员在施工期间到现场进行监护，避免THDS设备损坏。,THDS系统检修维护,三、THDS系统设备检修,设备检修基本原则 设备检修是保障THDS正常运行的基础，基本原则是坚持日常维护与定期检修相结合的设备维修体制，建立集中监控、分级维修（现场维护、专业检修、专家支持）的系统设备维护保障机制。,THDS系统检修维护,检修分类 探测站

31、设备检修分日常维护、定期检修和故障应急抢修。日常维护包括半月检和春秋季整修，定期检修分为中修、大修。定期检修应遵循以下原则：中修以保持状态为主；第一个大修以恢复设备性能为主，实行主要部件更新；第二个大修到期更新。定期检修周期：主要干线及运煤通道THDS设备中修年限为3年，大修年限为6年。其他线路设备中修年限为4年，大修年限为8年。 铁路局监测站和复示站设备实行寿命管理，检修分为日常维护和故障抢修。,THDS系统检修维护,5T设备维护能力与设备数量不匹配的矛盾具体体现在两的方面：一是维修人员的业务素质与新设备的维护要求的不匹配；二是维修人员的数量与5T设备的大幅增加不匹配。 维修人员业务素质的提

32、升虽非一蹴而就，但通过有效的培训机制，持之以恒，那么绝大多数维修人员的业务素质是能满足设备维护要求的。但是因维修人员数量不足，培训工作的开展十分困难。同时，受客观条件的限制，维修人员数量却难以得到有效的补充。 因此，从占有5T维护资源最大的THDS设备维护中内部挖潜，在确保安全的前提下，对THDS系统设备检修模式进一步进行优化，是一条值得探索的道路。,THDS系统检修维护,2指导方向 铁运2008 257号文件车辆轴温智能探测系统（THDS）设备检修维护管理规程，在对既有THDS系统设备检修模式进行规范的同时，也提出了如下的指导意见： “对现场检修特别困难区段的探测站设备，并且通过采用远程诊断

33、、视频监控等技术手段可以做到对设备状态监控和加密动态检测频次等，在保证设备质量的前提下，可调整检修周期和检修技术标准”；“对提速封闭区段和交通不便的线路的THDS探测站设备，要充分利用动态检测手段对设备进行检查，减少维护人员上道作业频次，确保人身安全”。 可见，通过引入新技术、新工艺，利用先进的监控手段，减少探测站设备的日常维护频率，并辅助以动态检测对设备主要指标的检测、卡控，适度延长现场检修维护周期，是进一步优化既有THDS设备维护模式的指导方向。,THDS系统检修维护,3影响延长检修周期的主要因素延长现场设备检修周期的基础是设备质量处于可控状态,THDS系统检修维护,内因,外因,设计理念零

34、部件质量生产工艺,检修标准检修工艺检修质量,设备生产质量,设备检修质量,提升设备生产质量的途径1使用更高型号设备，采用硬件配置更高、智能化程度更高、冗余性更强、具备故障自诊断和远程维护的设备代替现有设备。2 使用质量更可靠的设备 直接更换：选择生产质量高的厂家制度限制 间接更换：采用具备互换性的设备逐步更换质量不佳的配件THDS-B型设备,THDS系统检修维护,然而，在实际的生产当中，对故障的抢修组织并未严格区分故障等级，基本上等同视之。 80/20法则 ：在任何特定群体中，重要的因子通常只占少数，而不重要的因子则占多数，因此只要能控制具有重要性的少数因子即能控制全局 。这个原理经过多年的演化

35、，已变成当今管理学界所熟知的二八法则，即把精力用在最见成效的地方 。,THDS系统检修维护,未来合理的故障抢修模式 未来合理的故障抢修模式应该分为三个类型。 第一种类型，由于设备的智能化及远程维护能力的不断提高，设备出现的故障可以由维修人员通过远程维护，消除故障影响，还原设备功能。 第二种类型，由于设备冗余性的提升，部分配件出现问题后，暂时不影响设备的正常运用，可适当延长故障抢修时间，选择合适的时机开展设备抢修工作。 第三类型，针对故障影响的不同程度，分级别开展设备抢修工作，对于影响设备正常运用的故障，应立即开展设备抢修工作；对于暂不影响设备正常运用的故障，可选择在条件更好的情况下开展抢修工作

36、。,THDS系统检修维护,一、货车预报标准,货车热轴预报标准分为微热、强热、激热三级，微热按多级设置。热轴预报标准如下： 1激热立即拦停。 2强热在THDS探测站所在车站（通过列车在前方车站）停车。 3微热跟踪，微热热级提升或连续4站微热在THDS探测站所在车站（通过列车在前方车站）停车。 红外线调度员（值班员）要依据预报标准对照热轴报文、波形进行分析，按热轴等级和规定的预报内容进行热轴预报。热轴预报主要内容：时间、探测站名称、方向、列车编组、热轴车位、车号、左/右侧、轴位、热轴等级等。,THDS系统的运用,二、预报流程,红外线调度员接到强、激热报警后，首先对热轴报文、波形进行分析，符合预报标

37、准的要使用直通录音电话用标准化用语将热轴预报内容通知列车调度员，由列车调度员确定车次，及时安排停车、甩车。红外线调度员接到微热报警后，应根据监测站THDS运用软件并对照红外线轴温探测工作日（班）志簿进行追踪，达到货车微热跟踪预报标准时按强热预报程序进行预报。对区间发生热轴预报但未达到拦停标准的，局监测站红外线调度员应在列车到达列检复示站前使用录音电话，将区间预报情况通报列检复示站红外线值班员，双方在红外线轴温探测工作日（班）志簿中做好记录。,THDS系统的运用,THDS预报热轴经转动检查确认可以安全运行的，红外线调度员须根据监测站THDS运用软件并对照红外线轴温探测工作日（班）志簿继续跟踪三个

38、探测站，红外线调度员重点确认每一个探测站预报温度，在三个探测站内温度无热轴预报或异常的按正常监测；反之，前方站拦停甩车换轮。当临近局口的两个探测站发生热轴预报但局管区段未达到拦停标准的，在列车经过局管最后探测站时，局监测站红外线调度员应将路局最后两个探测站的探测情况使用录音电话通报邻局的监测站列检复示站红外线值班员接到强、激热报警后，立即通过录音电话通知路局监测站红外线调度员，监测站红外线调度员按强、激热预报程序预报。列检复示站红外线值班员接到微热和最大值（由THDS自动对列车单侧所有轴承温升进行对比，温升最高的为最大值）报警及监测站前方热轴情况通报后，若列车在本站有停车作业，则须立即通知列检

39、值班员，由列检值班员通知现场检车员检查；若列车不在本站停车作业，要将微热信息通过录音电话通知路局监测站红外线调度员，由红外线调度员按微热预报标准和程序处置。,THDS系统的运用,三、货车激热区间停车的处置,列车调度员接到激热预报后，CTC无人值守站由列车调度员立即通知机车乘务员就地停车，其他车站由列车调度员安排车站值班员立即呼叫机车乘务员就地停车；机车乘务员接到激热停车命令后，采用常用制动停车。 列车在区间停车时，由机车乘务员根据接到的激热车辆编组位置和轴位信息，按下述要求对轴承外观进行检查。 （1）当检查发现切轴，轴承变形、轴头垮塌、滚子外露或丢失、外圈存在新圆周磨痕等严重危机行车安全的异状

40、时，应及时将检查情况报告车站值班员并转报列车调度员，由列车调度员根据检查情况安排处置：切轴时启动昆明铁路局处置铁路交通事故应急预案，其余轴承故障时及时安排启用救援设备，并通知路局车辆调度安排列检人员现场换轮。,THDS系统的运用,（2）当检查发现轴承变色（变蓝或变红）、冒烟、外圈破损、前盖丢失或变形、密封罩脱出等异状时，应及时将检查情况报告车站值班员并转报列车调度员，由列车调度员发布调度命令，限速不超过15km/h前进或后退至就近车站，运行过程中机车乘务员每间隔3km应停车对轴承状态复查，复查发现轴承变形、轴头垮塌、滚子外露或丢失、外圈存在新圆周磨痕等严重危及行车安全的异状时，应及时将检查情况

41、报告车站值班员并转报列车调度员，由列车调度员及时安排启用救援设备，并通知路局车辆调度安排列检人员现场换轮。 （3）当检查确认轴承外观无异状，可以继续运行时，应及时将检查情况报告车站值班员并转报列车调度员，由列车调度员发布调度命令，限速不超过25km/h就近运行到前方车站或限速不超过15km/h退行至后方车站，甩车处理。 铁路货车运用维修规程规定：THDS货车激热区间停车时，当检查发现变色（变蓝或变红）、冒烟、外圈破损或变形、前盖丢失或变形、外圈存在新圆周磨痕、密封罩脱出等异状时，启动区间激热拦停应急处置预案。,THDS系统的运用,四、客车预报,客车热轴预报标准分为微热、强热、激热三级。客车热轴

42、预报处置标准如下： 1激热立即停车。 2强热通知车辆乘务员处理。 3微热按多级设置，预报微热时跟踪，如果微热升级时按强热对待。热轴处置 标准：分为本局担当值乘的客车和外局担当值乘的客车进行处置 。,THDS系统的运用,五、热判模式,目前，铁道部对THDS系统货车热轴预报标准明确划分为微热、强热、激热三级，其中微热设置多级，分为微热1、微热2、微热3。但铁道部并未对各个热级判别标准进行统一，在现有三家THDS设备厂家的情况下，各设备厂家对如何通过探测的轴温数据，合理预报热轴，确保车辆运行安全有不同的出发点，由此产生了不同的热级判别标准及热判模式。热级判断过程 同列比和同辆比判别、绝对温度判别、第

43、一大值与第二大值之比判别。,THDS系统的运用,科学的热判模式列车轴温升高是轴承损伤的重要征兆之一。一般轴承损伤会出现轴温升高的现象。但也有少数情况二者并无关联。并不是轴承损伤越厉害。轴温越高。也不能把高运转热轴承归为轴承损伤。所以。探测站的热轴评判方法要在重点考虑轴温的基础上结合其他因素作出综合判断。目前既有的THDS探测站热轴评判方法中。没有充分考虑探测站地域、气候环境、厂家设备等因素。各厂家的设备评判指标存在较大的差异。因此各探测站的热轴评判结果可比性不强。优化与应用研究主要有以下2个方面的工作:（1）应结合红外线设备的统型、升级换代。研究轴承类型、轴承损伤与THDS轴承温度检测的关系。

44、通过采用多种轴温探测方式采集轴温数据。改进现有热轴判别和预报标准。减少设备故障和其他热源的干扰。提高测温的准确性。（2）THDS应与TPDS、TADS、HMIS等系统结合。通过车号跟踪更广泛地分析热轴之前的数据特征。获取轴承类型、保持架类型等其他分类信息作为选取热轴评判模型和智能评判标准的参考依据。建立以轴承类型为基础的热轴报警模型。寻找区分轴承正常运转热和异常运转热的方案。提出一个更为科学的THDS热轴综合评判方法。提高容错和智能判断能力。提高红外线热轴报警兑现率。,THDS系统的运用,六、5T综合利用,当前运输形势的要求是既要安全,也要畅通,换言之,THDS必须对微热轴承的故障发展趋势做出

45、准确判断,智能地分析出微热车辆在运行途中发生故障的概率,从而减少非计划停车,既不将无法安全运行到有计划停车车站的车辆放入区间运行,也不将能够继续安全运行到有计划停车车站的车辆人为拦停。TPDS、TADS、TFDS的预报信息为THDS做出智能判断提供了条件,TPDS预报轮对踏面损伤及超偏载后,纵向冲击和装载缺陷必然加速轴承的失效;TADS预报轴承内外圈及滚子出现剥离后,说明该轴承存在制造缺陷;TFDS预报轴承甩油后,说明轴承密封装置失效。因此,在THDS连续3次进行微热预报的前提下,利用TADS代替人工转动检查,利用TFDS代替轴承外观检查,利用TPDS对是否会加剧轴承失效进行判断,综合利用5T

46、信息确定途中微热货车是否按强热预报,既能保证运输安全,又能保证线路畅通。,THDS系统的运用,一、红外线动态检测车简介,利用经过改造的一辆客车车体，加装检测设备，设置不同等级的标准热源，对沿线地面红外线设备进行动态检测，主要包括测温精度、轴距、探测角度、预报等级、无线数传等技术指标。,THDS动态检测,车下悬挂八组模拟轴承，检测地面探头测温精度。车下悬挂八组模拟车轮，检测地面测速测轴距的精度。车下悬挂特殊形状热分布的方位尺，检测地面探头的探测角度。图象识别或者激光测距系统，检测车辆运行摆动。GPS接收系统，准确判断运行位置和轨迹。无线数传系统，接收探测站探测数据。主控系统，全自动完成检测全过程

47、，判别数据。,THDS动态检测,1. 模拟轴承,采用平面黑体，控温精度小于1度，兼顾各种角度探测设备,THDS动态检测,2. 模拟车轮,采用可变换极性的电磁线圈，配合地面车轮传感器产生信号，检测地面设备的测速测距精度。,THDS动态检测,3. 方位尺,采用特殊形状热分布的装置，检测地面探头的探测角度。,THDS动态检测,二、THDS检测车探头方位检测原理,目前，红外线检测车可通过悬挂在2或7轴下面方位板来检测探头的角度，其原理是在一块能加热的黑体板上面覆盖一块隔热板，并在隔热板开有“Z”形槽将黑体露出（如图1） ，探头在扫描这些露出的黑体时会在波形上形成尖峰，通过判断这些尖峰在波形的位置来评价探头探测角度的优良。由于对同一角度检测的黑体槽来说象大写的“Z”字，故在以后的叙述中对检测车方位板简称Z字板，称其波形为Z字板波形。,THDS动态检测,THDS动态检测,THDS轴温探测系统在探测检测车Z字板露出的黑体时会在波形上形成尖峰，HTK系列设备由于扫描距离原因，仅能形成两个波形（HZT系列设备可能出现第三个波峰）。对于Z字板波形的第一波峰来说，相当于检测探头仰角；对于第二波峰与第一波峰的距离（简称峰峰距）来说相当于检测探头与钢轨夹角及探头中心距轨内侧的距离。,THDS动态检测,