经营与管理
路作为国民经济大动脉，是国家重要的基础设施、短期负荷预测
大众化交通工具。在我国11.2万km的铁路线上，每
天运行着1 200多列动车组、4万多辆客车和80多万辆货车。铁路车辆的安全运行是铁路车辆工作的根本目标。 经过十多年的研发、建设和运用实践，采用光学、声学、力学和图像等多种传感检测技术研发的各类车辆运行安全检测监控设备已经在我国铁路广泛应用。基于研发阶段的技术水平、阶段目标和安全突出问题的现状，车辆安全监控检测设备技术性能针对性强，但检测对象单一，设备技术性能有待提升，缺乏客、货、动车综合应用的系统性研究，应用效能不高。因此，充分利用铁路网络资源优势，加强车辆安全监控设备综合应用研究；推进新技术在安全上的应用，提高既有设备的安全防范功能；建立高效 基金项目：中国铁路总公司科技研究开发计划项目（2013J005-F）。
铁路车辆运行安全监控体系
建设分析
张志建：中国铁路总公司运输局车辆部，高级工程师，北京，100844
摘 要：通过对全路既有车辆运行安全监控设备运用情况进行分析，结合车辆装备发展和运用，提出车辆安全监控设备基准的建议和车辆运用安全监控体系的建设思路、方法和具体措施。运用系统工程理论阐述系统建设、检测设备研发、技术管理的方法要点，对提高设备运用效率、保证车辆运用安全具有指导作用。关键词：铁路车辆；车辆安全；监控系统；检测设备；建设管理
中图分类号：U279.2 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2015）06-0005-05
铁
铁路车辆运行安全监控体系建设分析 张志建
可靠的安全监控管理平台，形成我国铁路可靠的车辆运行安全监控体系非常必要。
1 铁路车辆运行安全监控设备现状
1.1 既有车辆运行安全监控设备
目前在用的安全监控设备有：红外线轴温智能探测设备（THDS）5 388套、车辆运行品质轨边动态监测设备（TPDS）120套、车辆滚动轴承轨边声学诊断设备（TADS）86套（含动车组专用检测设备6套）、车辆故障轨边图像检测设备494套（货车用TFDS设备423套、动车用TEDS设备49套、客车用TVDS设备22套）、客车运行动态安全监控设备（TCDS）300套，以及货车轮对尺寸动态监测系统（TWDS）、动车组车载信息动态监测系统、动车组车轮故障在线检测系统、客车列尾安全防护系统（KLW）、客车集中轴温报警系统等车辆运行安全监控设备。
1.2 车辆运行安全监控设备分类
（1）按照安装位置分为轨边安全监控系统、车载安全监控系统。轨边设备包括：THDS、TPDS、TADS、TFDS、TEDS、TVDS、TWDS和动车组车轮故障在线检测系统；车载设备包括：TCDS、KLW和动车组车载信息动态监测系统、客车集中轴温报警系统。
（2）按照应用分为动车、客车、货车安全监控系统。主要用于货车的包括：THDS、TPDS、TADS、TFDS、TWDS设备；主要用于客车的包括：TVDS、TCDS、KLW和客车集中轴温报警系统；主要用于动车组的包括：TEDS、动车组车轮故障在线检测系统和动车组车载信息动态监测系统。其中THDS已经对动、客车进行预报； TPDS已经引入客车车辆段应用。
（3）按照联网应用情况分为联网应用设备和非联网应用设备。其中THDS、TPDS、TADS、TFDS设备实现全路联网传输、追踪查询和信息共享；TEDS、TCDS、动车组车载信息动态监测系统在实现实时监控的同时，向车辆本属单位和中国铁路总公司（简称总公司）传输，进行远程监控。TVDS、TWDS、动车组车轮故障在线检测系统和动车组车辆滚动轴承诊断设备属于非联网应用设备。
1.3 对车辆运行安全发挥的重要作用
（1）实现的功能。实现了对车辆轴温追踪探测、智能判断、分级报警；实现了对车辆轴承零件早期故障监控报警；实现了对车辆车轮（擦伤、剥离、失圆、偏心）故障、车辆超偏载和车辆运行状态的追踪检测；实现了对车辆底部和侧面车辆部件的动态检查；实现了车轮踏面几何尺寸动态监测和超限报警；实现了动车组、客车运行故障实时监控；实现了客车尾部风压实时监控报警；实现了动车组、客车轴温接触式实时监测和报警。
（2）在铁路运输安全中发挥了重要作用。根据2013年统计，由THDS发现的轴温升高并确认为轴承故障的300余件；由TADS预报的轴承零件剥离、磙子擦伤达到一、二级报警的早期故障200余件；由TPDS发现的达到一级报警的轮对擦伤故障10余万件、超偏载一级报警100余件；TFDS动态检测车辆发现了大量车辆故障。2014年开始正式投入运营的TEDS设备预报动车组故障20余件；在动车组运行中试运用的滚动轴承轨边声学诊断设备发现动车组轴承早期故障30余件。通过TPDS、THDS设备综合应用还发现了大量客车车轮运行故障。
2 铁路发展和改革对车辆运行安全的要求
（1）铁路建设持续发展对车辆安全要求更高。铁路建设投资和铁路营业里程同步保持在较高增速，铁路车辆保有数量必将随之增加。以高速铁路里程快速增长为依托的铁路客运市场的开拓，将保持动车组数量的稳步增长。在铁路运输组织方面，适应向物流市场发展特点的货运组织改革，也一定会加快重载和快捷铁路车辆的研发和运用数量的增加。铁路车辆数量和品种的增加对车辆安全管理要求更高，同时保证车辆运行安全也是维护铁路发展良好环境的需要。
（2）铁路安全面临的考验对车辆安全要求更高。强化车辆设备安全防范工作是保证运输秩序和人民生命财产安全的需要，也是总公司进行市场化经营、提高服务水平、增强市场竞争能力的需要。面对运输市场的新常态、旅客“三个出行”常态化及运输组织改革的推进，车辆运行安全面临新的考验，要求必须深化安全风险管理，加大安全设施投入，推动技术创新，提高车辆运行安全监控设施技术性能，确保车辆运行安全持续稳定。
（3）铁路“走出去”战略对车辆安全要求更高。
铁路车辆运行安全监控体系建设分析 张志建
以动车组为代表的我国车辆研究和制造已经在全世界引起了广泛关注，铁路走出国门已经成为国家经
济发展战略，并由铁路轨道装备出口的货物贸易逐步发展成铁路系统的出口，形成货物贸易与服务贸易的结合。强化车辆运行安全监测、提高我国铁路车辆装备运行安全可靠性、确保动车组运行安全，是服务国家对外开放大局的要求。同时，车辆安全监测系统也将会随着铁路服务贸易“走出去”。
（4）加强铁路运输经营需要推进车辆安全检测设备的综合应用。安全是铁路运输最大的效益。面对持续增大的经营压力，车辆系统要深化修程修制改革，提高移动装备运用效率，保证运输秩序与安全。车辆运行安全检测工作要适应高速铁路动车组运行安全需求、铁路客货车及不同速度等级共线运行现状，以及安全监控检测设备铁路局运用维修管理实际，推进安全检测、监测设备的综合应用，实现检测设备网络化运行、安全监测信息共享，降低运用管理和设备维修成本，确保车辆运行安全。
3 安全监控设备的综合应用及存在问题
水过滤板为适应铁路发展和改革对车辆运行安全的要求，加强和完善既有铁路车辆安全监控设备的综合应用是确保安全、提高效益的有效措施。
（1）既有设备的综合应用。货车THDS设备已经对动、客车进行监测，并形成一套故障预报管理办法。货车TPDS设备在客车运用管理中的应用取得了成效。需要研究开发THDS、TPDS设备针对动、客车的故障预报判别模型和标准，充分利用轴承热分布研究、客车轮对踏面故障特性研究等成果，进一步完善设备性能。
（2）既有技术的延伸研究与应用。以货车TFDS系统延伸研发的动车组故障图像检测系统（TEDS）、客车故障图像检测系统（TVDS）已经在动、客车运用管理方面应用。目前在哈大、京沪、京广北段高铁线路上安装的TEDS设备已经联网投入使用。由于TEDS设备应用无法实现信息跨局传递，TEDS发现的动车组故障信息尚未实现在配属局落地，影响了TEDS设备效能的发挥。
由货车TADS系统延伸研发的声学诊断系统在动、客车轴承故障检测上已经试验应用。声学诊断技术在动车组轴承早期故障诊断上的应用已在铁路局试用并取得很好效果。应尽快完善声学诊断技术在动车组轴承早期故障诊断上应用的技术管理工作，包括技术标准的制定，安装、联网技术条件的制定，联网应用的预报标准和管理标准。
（3）既有线路上的TADS设备对动车组开机预报。既有86套TADS中80套安装在普速线路，负责对货车轴承进行检测。组织研究完善软件功能，在动、客车车辆段建立网络终端，利用既有TADS设备在普速线路对动车组、客车轴承早期故障进行检测，用较少的投入获取客车安全上的保障。
（4）推进红外热成像技术在动车组运行安全检测的应用研究。红外热成像是利用目标景物与周围环境间的温度差或自身辐射差，经过变换产生可见图像（红外热像仪）。动车组齿轮箱、万向轴、轴承、制动片、空调出风口、电机、左侧轴箱、右侧轴箱等部位故障表现形式就是温度的变化，该技术可以通过采集运行中列车的红外图像，输入计算机进行分析和处理，通过速度、车种车型判断，筛选
出需要部位图像，通过计算机分析判断，对故障车辆进行自动识别报警，实行动态监测动车组主要技术状态的目的，提高动车组运行安全可靠性。
（5）系统研究既有安全检测技术在动、客车上的应用。一是对客车、动车组既有安全监测设备进行分析，对可以发挥既有设备安全监测作用的，组织研究开发应用软件（主要是TADS、TPDS和THDS设备），使安全监控设备的性能适应监测对象的故障特征；二是充分利用铁路信息网络资源，研究车辆安全监测系统综合应用技术方案，实现车辆安全监测信息共享；三是组织建立客、动、货车的应用技术平台，实现路网车辆安全监测全覆盖，安全监控信息运用管理专业化。
4 铁路车辆运行安全监控体系建设
建立科学高效的铁路车辆运行安全监控体系是落实安全风险管理要求、确保车辆运行安全的需要。铁路车辆运行安全监控体系建设应以系统工程的理论为指导，采用现代检测技术和网络化、信息化技术，完善设备检测功能，规范监控设备技术管理，实现监测设备全面覆盖，设备标准统一规范，车辆检测智能追踪，预报故障信息共享，运用管理专业归口，设备维护统一管理，建立长效的车辆运用安全监控保障体系。
铁路车辆运行安全监控体系建设分析 张志建
4.1 车辆运行安全监控体系建设主要任务
运动地垫
制定车辆运行安全地面监测系统规划，完善车辆安全监控系统整体性的技术方案，规范各类监测设备技术标准、数据接口、传输流程、应用模式。建立总公司、铁路局、车辆（动车）段（所）三级联网监控系统，实现分散检测、集中监控、智能分析、专业管理，达到确保车辆运行安全的目的。
4.2 建立基于大数据技术的车辆安全监控设备基准
（1）车辆标签已经成为铁路车辆唯一性标识。铁路货车标签系统已安装使用十多年，铁路客车标签已经安装完成，动车组标签安装已经开始。铁路货车车号自动识别系统已经成熟应用，同时适应于动、客车标签识别的轨边AEI设备软件及车站CPS系统软件已经通过验证，待进行升级改造。既有货车标签自动识别系统AEI 设备及车辆安全监控设备车号识别装置已分布在全国路网，可有效对车辆运行进行实时追踪。
捆扎胶带（2）明确基于车辆标签识别的车辆安全检测设备。车辆运行长距离、持续性的特点决定了车辆安全监测连续、检测故障传递和故障追踪分析的需求，车辆安全检测设备必须以车辆标签为纽带，具有车号自动识别功能、检测故障信息传递功能和规范的信息传递接口，通过铁路办公网和高铁通信网进行动态监测、实时追踪、信息传递，实现监测故障智能化追踪。
狭基线纹香茶菜
（3）建立全路车辆安全监控设备信息网络。按照“运用大数据技术，加强对设备运用状态数据的检测、采集和运用，及时分析潜在故障因素，提高防范安全风险的针对性和有效性”的思路，实现车辆安
全监控系统检测故障信息传递、追踪监控、智能分析、综合应用的功能，形成车辆安全监控网络体系，实现车辆安全风险防范闭环的技术管理。
4.3 积极推进车辆安全监控设备研发
（1）以铁路局为设备研发主体，发挥总公司的指导作用。铁路局、车辆段是安全的责任主体，也是铁路经营、成本管理的主体，有强烈的安全防控需求和安全针对性。总公司具有对车辆安全风险宏观分析和安全关键把握的优势，负有路网性运输设备的安全监控、网络信息化建设和信息综合应用的管理职能，应发挥其指导铁路局车辆安全监控设备研发应用的作用。
（2）提高安全监控的针对性、有效性。在车辆设备安全风险研判预警基础上，针对车辆运行中发生的危机行车安全的故障隐患，重点抓住车辆走行部、动力传
动、联接部和电器防火等安全关键，全覆盖地进行监
铁路车辆运行安全监控体系建设分析 张志建
测。应明确监测设备的主要功能定位，对一般性故障的监测应尽量减少对铁路运行秩序的影响。
（3）采用先进成熟技术。企业应选择掌握先进、成熟技术的专业设备制造团队合作，并参与研发或联合研制。坚持结合车辆运用安全、管理实际提出技术条件，注重研发项目的技术创新和网络集成。总公司对路网性车辆安全监测设备应组织制订统一技术标准，组织推进车辆专用设备的综合应用，推进设备技术改进，进行综合应用开发。
4.4 规范车辆运行安全监控设施建设
（1）纳入铁路建设设计标准。车辆运行安全监控设备是铁路运输安全重要设备，可靠的安全监控设备设施应及时纳入铁路建设设计标准，与铁路建设同步进行，有利于降低建设投资，减少对运输的干扰，及早发挥安全保障的作用。
（2）做好建设规划。车辆运用安全监控系统的建设应坚持系统分析、统筹考虑、综合应用、分期建设的基本思路。要对路网规划、运输规划及发展进行统筹考虑，综合动车组、客车和货车的开行计划及相关安全监控设备性能，统筹规划车辆安全监控设备建设。在车辆安全监控系统整体规划指导下，根据安全需要进行投资建设。
（3）加强网络建设。通信网络决定车辆安全监控系统性能作用发挥，也是安全监控系统应用工作的
基础。通信系统建设应满足车辆安全监控系统需求，并与建设规划同步实施，尽早发挥其作用，使系统应用实现“1+1>2”的效能。
4.5 加强车辆安全监控设备的运用维修技术管理
（1）运用管理专业化。我国动车组、客车和货车的车辆构造、运行特性和车辆运用安全管理的不同特点决定了车辆管理体制。体制因素和特性差异决定了车辆运行安全监控设备应用管理的专业化要求。从铁路运输管理上看，高速铁路、普速铁路的车辆运行和技术管理规章的区别对高速列车、普速列车和货车的运行也有不同规定。因此，对车辆运行安全监控体系的应用必须以专业管理为主，车辆管理部门统筹协调，制定相应的运用管理办法和预报处理标准。
（2）运用管理精细化。按照不同专业分别制定统一的安全监控作业标准、明确的故障监控范围、规范的故障预报流程、标准的故障预报用语格式、严谨的故障处置要求、闭环的总结分析制度、严格的质量考核标准和有效的激励考核机制，形成严密的人机结合安全防范体系。实现检测设备性能的综合应用，必须明确界定运用维护管理界限，既要明确监控设备硬件管理责任，又要规范软件管理相关办法；同时，合理确定使用单位的设备运行维护费用，明确维修、制造单位的设备运行质量责任。
（3）完善设备维修规章制度。车辆运行安全监控设备的特点是在铁路线路上和24 h不间断工作，设备的制造质量和维护保养工作是维持设备正常运行的关键。设备维修保养大多是在线维护作业，上线作
业相关工作必须由铁路局协调解决。因此，总公司组织健全各类车辆运行安全监控设备检修规程，完善维护管理办法和制度；铁路局、车辆段应结合实际情况制定相应的管理细则和实施办法。对统一技术标准、全路联网运行的监控设备，由总公司组织制定检修维护的技术标准。
（4）加强检修维护质量管理。车辆运行安全监控设备应贯彻免维护设计思想，完善设备自检及远程维护功能，尽量减少设备上线维护。铁路局、车辆段要注重抓好设备维护工作落实，实施维修质量和维修安全监控，建立设备质量检查考核机制。总公司应健全各类统型设备的动态检测内容、检测设备和检测标准，坚持全路性安全检测设备集中检测工作，确保车辆运行安全监控系统的正常运行。
5 结束语
数字媒体播放系统车辆运行安全监控系统是车辆安全管理实践的产物，是复杂的系统工程。该系统工程应发挥总公司车辆管理部门的顶层设计、战略研究作用，组织铁路局、车辆段参与技术设计、试验，调动设备生产厂的研究开发积极性。同时，系统建设应有铁路相关部门的协作和支持，遵循“统一规划、统一标准、统一管理、经济适用”的原则，建设高效可靠的车辆运行安全体系。
责任编辑 高红义
收稿日期 2015-03-13
