货车运行故障动态图像检测系统(TFDS)_百度文库.
探讨货车运行故障动态图像监测系统在列检运用中存在的问题及改进措施
探讨货车运行故障动态图像监测系统在列检运用中存在的问题及改进措施摘要：本文通过对货车运行故障动态图像监测系统(tfds)的实际运用，简单介绍了货车运行故障动态图像监测系统(tfds)的结构、工作原理及流程，并收集整理了实际运用中存在的问题，提出了解决问题的建议及改进措施。
关键字：tfds系统运用问题措施中图分类号：u272文献标识码：a 文章编号：在铁路系统的优化整合，货物列车技术检查保证区段的延长，货车运用高速重载的高度要求下，货车检车技术迫切要求改进原始的作业方式，提高检车技术及工作效率。
铁道部提出了信息自动化技术在货车检车技术中的应用，投资了大量的人力、物力，采用先进、成熟、高效、可靠的技术，建成了货车运行故障动态图像监测系统——tfds系统。
1 tfds系统的工作原理及结构1.1 工作原理及流程货车运行故障动态图像检测系统(tfds)是一套集高速数字图像采集、大容量图像数据实时处理和精确定位、模式识别技术集于一体的智能系统。
系统由检测信息采集、信息处理传输和列检检测中心等设备构成，系统通过高速像机阵列，拍摄列车车底，侧架下部和侧架的全部可视信息，经数字化处理后显示于检测中心的信息终端上。
tfds系统的工作流程为：系统供电完成对设备的自检后等待列车到来，列车到来后车轮传感器工作输出信号到tfds系统前置箱，前置箱输出信号到控制计算机，控制计算机通过对信号的判断调中断程序执行命令指令输出信号到前置箱，前置箱输出信号使保护门工作，补偿光源工作，抗阳光干扰像机进行动态图像采集。
采集结束后图像传输服务器网络将图像快速传至列检检测中心，室内检车员利用终端浏览计算机通过客户端软件进行看图检测，其工作流程图如下图1所示。
图1：tfds系统工作流程图1.2 系统的主要构成tfds系统主要由图片信息采集系统，图片信息传输系统，列检检测中心，铁路局、铁道部复示系统等组成。
1.2.1 图片信息采集系统图片信息采集系统由车轮传感设备，光源补偿设备，高速像机阵列，aei车号设备及防护设备构成。
TFDS-2T使用技术说明书
4.1.2.1 、PCI-1750 卡驱动程序的安装................................ 34 4.1.2.2 、PCL-720 卡驱动程序的安装.................................. 36 4.1.2.3 、 IO 采集板卡管理器程序的安装................................. 37 4.1.2.4 、采集板卡管理器程序的软件配置................................ 39 4.1.2.5 、车辆信息采集程序主界面............................................ 41 4.1.2.6 、手动控制........................................................................ 42 4.1.2.7 、软件运行及关闭............................................................ 43 4.1.2.8 、系统配置........................................................................ 43 4.1.2.9 、图像采集定位参数........................................................ 44
4.1.1.1 、摄像机驱动程序 SaperaLT6.31Release( 先安装) 的安装................................................................................................ 21 4.1.1.2 、摄像机运行库程序 Genie140( 后安装)的安装.......24 4.1.1.3 、相机的 IP 配置.............................................................. 28 4.1.1.4 、图像采集主界面............................................................ 31 4.1.1.5 、图像采集程序的设置.................................................... 31
TFDS货车运行故障动态图像检测系统介绍
TFDS系统推出背景
▪ 铁路作为国民经济的大动脉，肩负着重大的历史使命。部
党组为服务国民经济建设，站在历史的新高度，提出了实 现铁路跨越式发展的新思路。
▪ 面对铁路跨越式发展对车辆安全工作提出的新要求，铁路
安全技术创新规划应运而生，并且近期总体目标是：五年 内基本杜绝旅客列车重大事故，行车重大事故率比前五年 应有明显降低，铁路运输安全技术与安全技术装备水平显 著提高，安全管理手段显著完备，实现铁路运输安全“基 本稳定，有序可控”。
辨率为1400x1024，标配5台；
5. 抓拍最高速率：64fps； 6. 控制方式，使用车轮传感器，数量：4； 7. 服务器：采用IBM服务器两台，双机热备；
TFDS系统技术参数
8. 部件信息浏览终端：采用IBM计算机，10台； 9. 存储容量：故障信息存储两年，其它信息存储一个月； 10. 工作环境：室外：-40～70ºC，室内：-20～60ºC； 11. 探测站地线设置：系统设防雷地和设备地两点，防雷接
TFDS系统推出背景
▪ TFDS作为5T系统的重要组成部分，也是铁道部
经过多年筹划、反复论证，又经过长时间现场考 验的一项系统工程，目前我京天威公司TFDS全 路已有六十于套设备正式运用，在日常工作中发 挥着重要的作用。
▪ 后面为各位重点介绍我公司最新通过部评审的
TFDS高清抗阳光干扰型（TFDS HD Anti-sunlight）
▪ 探测站设备应设防雷保护设施，每处设防雷地和设备地两
点。对一般雷区采用避雷器和防雷地线的措施。防雷接地 电阻小于4欧姆，设备地小于10欧姆。
设备整体安装要求
▪ 探测站到列检监测中心之间采用光纤网络通讯，
8芯单模光纤（专用通道）光缆铺设深度大于0.8 米，细沙铺垫，立水泥标志桩，开机磁钢铠装电 缆铺设深度大于 0.8米。
TFDS-3型货车故障轨边图像检测系统使用说明书
TFDS-3型货车故障轨边图像检测系统使用说明书目录一、系统简介 1二、系统组成 1三、系统主要特点及技术参数11四、技术服务与支持15一、系统简介TFDS-3型货车故障轨边图像检测系统是采用高速线阵扫描摄像机对运行的列车进行图像采集，由控制系统进行分析与处理，计算出列车运行速度、判断出列车车种车型，取出系统所需要的车辆关键部位图像进行存储，以一车一档的方式在窗口计算机中显示，并能按要求打印、传输。
通过人机结合的方式判别出车辆车体、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等部件及其零配件有无缺损、断裂、丢失等故障，从而达到动态检测车辆故障的目的。
二、系统组成TFDS-3型货车故障轨边图像检测系统由轨边图像采集站、列检检测中心两部分组成｡其中轨边图像采集站由智能磁钢系统（磁钢组、智能磁钢板）、车号采集系统、车辆信息采集计算机、高速图像采集设备、红外补偿光源、轨边设备防护装置和网络传输设备组成。
列检检测中心由网络传输设备、服务器、图像浏览终端组成｡为了实现对运行车辆在线检测，本系统实时采集被检车辆的运行速度，以此来精确控制摄像系统在拍摄不同位置时的线扫描频率、同步图像采集和图像定位；利用多台高速线阵扫描摄像机清晰拍摄预定的整列通过列车，然后利用时间轴来精确截取图片，无需定点拍摄，同时摄像系统配以红外补偿光源、窄带滤光片来保证其能在全天候均能获得车辆关键检测部位的清晰图像；获得的原始图像经计算机处理后，中转处理计算机对所采集的图像根据轮轴测量信号对车辆检测部位的图像进行定位提取和图像匹配处理；由图像处理计算机得到的车辆关键部位的图像，经光端机进行远程光纤传输，并由安装在检车室内的光端机接收，由网络管理服务器分配给检车员终端计算机；检车员无需到达现场即可通过安装在室内的检车员终端计算机上所显示的车辆关键检测部位的清晰图像对车辆故障进行准确、方便、快速的判断。
TFDS-3型货车故障轨边图像检测系统框图(一)、轨边图像采集站轨边图像采集站具有图像数据采集、压缩、传输、处理、备份等功能，它主要由轨边设备和轨边探测站两部分组成，如下图所示：轨边设备结构图1、轨边设备轨边设备包括沉箱、侧箱、车轮传感器组、AEI地面天线，主要完成开机检测、光源补偿、车号读取和图像采集。
货车运行故障动态图像检测系统
货车运行故障动态图像检测系统交通运输学院武中婧08121292摘要：本文介绍TFDS系统原理组成、功能及信息资源管理，概述系统给列检工作带来的转变和系统运用取得的成果。
文章还结合目前系统存在的问题得出系统运用的要求，并对完善系统能力、保障行车安全提出相应建议。
，关键词：图像、检测、系统、运用分析、TFDS系统、问题分析为了对运行中的列车进行实时检测，提高列检所故障发现率，实现机控代替人控的目的，将机器视觉技术运用到对影响列车行车安全关键部件动态检测上，成功应用了货车运行故障动态检测系统——TFDS 系统。
货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）是货车安全防范系统的重要组成部分，它是通过对运行货物车辆进行高速摄像，并经计算机处理再由室内检车员判断，防止车辆运行故障的预警系统，现已在很多列检作业场进行了安装，其对提高运输效率、确保列车运行安全具有重要的意义。
1、TFDS的工作原理该系统是采用高速摄像技术，通过对运行中的列车各部位进行快速抓拍，将抓拍的图像压缩到计算机的内存中，再结合机器视觉中模式识别技术，将列车中影响行车安全关键部位的图像从大量的图片中挑选出来。
由于图形处理中数值计算的工作量很大，对单幅640 *480 的黑白图像边缘处理和二次化处理，一般耗时在100 ms，而一列货车完全通过探测点按2 min计算，4 部摄像机同时工作处理完全部图像需要3 h左右。
从现场作业要求来看这是不能接受的，为此借鉴了红外线计轴、计辆和测速技术，通过磁钢阵列测算出每幅图像在一节车的大概位置，删除与关键部位相差远的图像，大大压缩了需要处理的图像，对剩余的图像也采用了三级处理的办法，条件逐级加严，大大减少了处理时间，一列车一般能做到在3min 内处理完图像。
图1和图2分别为处理前后图像。
图1 处理前图像图2 处理后图像2、TFDS系统组成及主要功能2.1 TFDS系统组成系统主要有数据采集站、数据处理中转站和检测分析中心三大部分组成，其硬件又分为七个部分：测速装置、图像采集装置、光源补偿装置、前置处理器、端口处理器、网络服务器和窗口计算机。
货车运行故障动态图像检测系统
货车运行故障动态图像检测系统（TFDS-1）使用说明书武汉华目信息技术有限责任公司目录一、系统简介 (1)二、系统组成 (2)三、系统原理 (10)四、系统主要特点及技术参数 (11)五、系统安装 (14)六、系统维护与保养 (19)七、常见故障分析与处理 (29)八、系统产品易损件 (31)九、技术服务与支持 (31)一、系统简介(一) TFDS-1系统的定义货车运行故障动态图像检测系统（TFDS系统）的定义是：应用计算机、网络通讯、自动控制、软件识别和图像采集处理技术并引进科学的管理方法和系统化的开发方法，为铁路货车运行故障检测提供故障图片信息动态收集、存储、传输及预警服务，提高列检作业质量和效率以及车辆安全防范的水平，加强货车运行中故障基础信息收集、管理的人机系统。
(二)TFDS-1系统的检测范围TFDS系统应提供清晰可辨的图像，供室内检车员对直通货物列车车辆的可检测部位进行外观检查，重点检测配件下部及外侧。
检测范围和质量标准如下：1.滚动轴承外圈前端、前盖、承载鞍前端无裂损，轴端螺栓无丢失，滑动轴承轴箱及配件齐全。
2.侧架及一体式构架侧梁外侧、摇枕底部无裂损，侧架立柱磨耗板无窜出、丢失，交叉支撑装置盖板下平面无变形、破损，交叉杆无裂损、弯曲、变形，交叉杆支撑座无破损，轴箱及摇枕弹簧无窜出、丢失，外簧无折断，转K4型转向架弹簧托板底部无破损、斜楔主摩擦板无丢失。
3.钩尾框底部无裂损，钩尾框托板无裂损、螺栓螺母无丢失，从板、从板座、缓冲器底部无破损，钩尾扁销螺栓、螺母、开口销无丢失。
4.闸瓦托吊、制动梁支柱、槽钢及弓形杆无弯曲、变形、裂损，制动梁吊的圆销、开口销、U形插销（螺栓）无丢失，闸瓦、闸瓦插销无折断、丢失，下拉杆无变形、折断、丢失，安全吊无折断、脱落、丢失，制动梁支柱、下拉杆、固定杠杆支点、移动杠杆、上拉杆的圆销、开口销无折断、丢失。
5.制动缸、副风缸无松脱，闸调器无破损，各拉杆无折断。
车辆检测技术——货车运行故障动态图像检测系统
第十四章货车运行故障动态图像检测系统第一节TFDS系统组成原理及功能一TFDS系统原理TFDS系统采用的技术有：高速摄像技术、计算机及网络技术和图像模式识别技术。
通过采集运行中的列车图像送入计算机进行分析与处理，计算出列车运行速度、判断出列车车种车型，并与标准库中的标准样图进行拟合，筛选出需要的车辆转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等车辆关键部位图像，以一车一档的方式在窗口计算机中显示。
通过人机结合的方式，对抓拍后的图像进行分析、判别有关故障，从而达到动态检测车辆主要技术状态的目的。
系统原理图如图14-1。
图14-1 TFDS系统原理图二TFDS系统功能适应列车速度：5～120Km/h；动拍摄和筛选出车辆转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等车辆关键部位图像；通过人机结合的方式，对抓拍后的图像进行分析，判别出有关故障；（图像分辨率640×480）；动分辨客车、货车；自动判别货车车种车型；自动判别列车速度；自动计轴计辆；窗口计算机按一车一档的方式建立并显示图像；可一次性存储10天左右（约50000辆车）列车图片（可扩充）；能与AEI 系统连接；可自动生成车统－15、车统－81等列检所常用报表；预留HMIS 接口；实现分散检测、集中报警、联网监测、信息共享。
三 TFDS 系统组成TFDS 系统由数据采集站、数据处理中转站和检测分析中心组成，关系如图14-2所示。
图14-2 TFDS 系统的三个工作站之间的关系四 TFDS 系统硬件数据采集站交换机数据处理中转站磁钢组C1~C11高速摄像 设备光源补偿 设备永磁信号前端 处理机窗口管理机检测分析中心窗口机1窗口机2窗口机3窗口机4端口处理器光纤收发器光纤收发器TFDS系统硬件由九个部分组成：永磁信号传感器（即磁钢组）；前置处理器（即永磁信号前端处理机）；高速摄像设备；光源补偿设备；端口处理器；光纤收发器；交换机；网络服务器；窗口计算机。
具体分布为：1 轨边设备表14-12 轨心设备表14-23 分析中心表14-3五TFDS图像显示方式在TFDS系统中，以一车一档的方式进行显示，每辆车形成26幅图片，分两种浏览方式可以查看，其中一种浏览方式显示10幅图片，主要显示侧架和车钩连接部（互钩差），另一浏览方式显示16幅图片，主要用来显示制动梁（含摇枕）和车钩缓冲装置部分图像。
货车运行故障动态图像检测系统(TFDS)
货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）简介及存在问题郑州北车辆段远鹏摘要：伴随着铁路运输的不断发展、第六次提速，新的运输生产秩序要求列检所保证区段不断延长，传统列检作业方式越来越难适应新形势发展的需要。
作为“5T”系统之一，货车运行故障动态检测系统（Trouble of moving freight car detection system ,简称TFDS）即为目前在列检所采用的先进的检测装备。
本文简单介绍了TFDS系统的设备情况，并提出了使用中存在的一些问题，以供探讨。
关键词：车辆 TFDS 简介问题1设备简介1.1系统原理TFDS系统采用了当今的一些新技术：高速摄像、大容量图像数据实时处理、模式识别、计算机及网络等技术。
系统通过布置于钢轨之间的高速相机阵列，拍摄通过列车车辆的转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等车辆关键部位的图像，经计算机处理后传输到室内分析室。
室内检车员对抓拍到的图像进行分析、判别有关故障，从而达到动态检测车辆主要技术状态的目的。
1.2系统功能TFDS系统具备图像化监控运行列车关键部位的能力，具备以下功能：（1）自动拍摄和筛选出车辆转向架、基础制动装置、车钩缓冲、交叉杆底部等部位的图像，实现对车底和侧下部的检测。
（2）通过人机结合的方式对车辆图像信息和过车信息进行分析，判别故障。
（3）室内分析室按一车一档的方式建立并显示图像。
（4）自动对通过列车进行计轴、计辆和测速。
（5）自动识别列车车次、车号信息，判别货车车种车型。
（6）自动生成列检所常用统计报表。
（7）能够实现分散检测、全程追踪、全线联网、信息共享的要求。
1.3系统组成TFDS系统主要由检测信息采集设备、信息处理传输设备、列检所检测中心和其他复示终端构成。
检测信息采集设备即轨边探测设备，主要有高速摄像装置、光源补偿装置、车轮传感器、AEI地面天线等组成，主要完成过车检测、光源补偿、图像采集任务。
信息处理传输设备即探测站机房内设备，主要有图像信息采集设备、车辆信息采集设备、交换机、光纤收发器等组成，主要负责对过车信息处理并控制室外设备的正常工作，将采集到的图片进行处理，并将处理后的图像数据传输到列检所检测中心。
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货车运行故障动态图像检测系统(TFDS
简介及存在问题
郑州北车辆段远鹏
摘要:伴随着铁路运输的不断发展、第六次提速,新的运输生产秩序要求列检所保证区段不断延长,传
统列检作业方式越来越难适应新形势发展的需要。
作为“5T”系统之一,货车运行故障动态检测系统(Trouble of moving freight car detection system ,简称TFDS即为目前在列检所采用的先进的检
测装备。
本文简单介绍了TFDS系统的设备情况,并提出了使用中存在的一些问题,以供探讨。
关键词:车辆 TFDS 简介问题
1设备简介
1.1系统原理
TFDS系统采用了当今的一些新技术:高速摄像、大容量图像数据实时处理、模式识别、计算机及网络等技术。
系统通过布置于钢轨之间的高速相机阵列,拍摄通过列车车辆的转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等车辆关键部位的图像,经计算机处理后传输到室内分析室。
室内检车员对抓拍到的图像进行分析、判别有关故障,从而达到动态检测车辆主要技术状态的目的。
1.2系统功能
TFDS系统具备图像化监控运行列车关键部位的能力,具备以下功能:
(1自动拍摄和筛选出车辆转向架、基础制动装置、车钩缓冲、交叉杆底部等部位的图像,实现对车底和侧下部的检测。
(2通过人机结合的方式对车辆图像信息和过车信息进行分析,判别故障。
(3室内分析室按一车一档的方式建立并显示图像。
(4自动对通过列车进行计轴、计辆和测速。
(5自动识别列车车次、车号信息,判别货车车种车型。
(6自动生成列检所常用统计报表。
(7能够实现分散检测、全程追踪、全线联网、信息共享的要求。
1.3系统组成
TFDS系统主要由检测信息采集设备、信息处理传输设备、列检所检测中心和其他复示终端构成。
检测信息采集设备即轨边探测设备,主要有高速摄像装置、光源补偿装置、车轮传感器、AEI地面天线等组成,主要完成过车检测、光源补偿、图像采集任务。
信息处理传输设备即探测站机房内设备,主要有图像信息采集设备、车辆信息采集设备、交换机、光纤收发器等组成,主要负责对过车信息处理并控制室外设备的正常工作,将采集到的图片进行处理,并将处理后的图像数据传输到列检所检测中心。
列检所检测中心设备由服务器和检测中心室内设备组成。
服务器主要完成车辆和图片信息的接收、存储和管理,检测中心主要完成图像信息的显示、故障信息的收集以及工作信息的记录。
其他复示终端有段、局复示中心、部查询终端等,主要起监控、查询、统计等管理作用。
2安装使用情况
2.1安装和使用
2004年底,我段在上、下到列检所各安装了一套TFDS,并开始使用。
到目前,已经先后在郑北、新乡南、晋北、南阳西、嘉峰等主要列检所安装了11套,按照部、局计划,今年还有8套要安装并投入使用。
随着时代的发展,TFDS的使用将会普及到各条线路的所有列检所。
通过近几年的实际运用,在用的TFDS均发现了大量的车辆下部实际故障。
尤其是对于区间非技检列车,TFDS正在取代传统列检作业的作用,对车辆进行动态检测,保障着行车安全。
2.2重要作用
纵观近几年的使用情况,TFDS系统已经在目前的列检工作中发挥着以下重要作用:
(1由“人控”向“人机联控”的改变,改变了以往单独由人工作业的方式,提高故障检查的可靠性。
(2由“室外检查”向“室外室内联检”的改变,减轻了室外作业劳动强度。
(3由“静态检查”向“动态检测”的改变,更有效地保障运行车辆的安全,同时可以逐步减少区间列检作业,提高运输效率。
(4便于原因分析、责任追究,通过查询图像、追踪分析以前记录,可以准确地追查出原始列检作业中的漏检漏修情况,便于定责。
3存在问题
从以上介绍中可以看出,TFDS系统是一种先进的车辆动态检测设备,在列检工作中也正在发挥着重要作用。
但是,作为一种新技术装备,在使用之初,它也存在着一些问题,需要厂家不断完善。
3.1图片质量
图片质量是TFDS系统发挥作用好坏的关键,只有图片质量高,才能使室内检车员准确、全面地判断车辆故障。
现有图片对一些配件丢失、折断、弯曲等明显故障较容易观察,虽然京天威公司的TFDS-1设备提高了像素,使图片质量比以前清晰一些,但对一些隐蔽故障(如裂纹仍不能清晰地显示。
另外,目前TFDS系统的图片质量受环境、天气因素影响大,如雨雪、阳光都会对图片质量造成影响,使正常检测受到干扰。
3.2设备问题
一是软件问题,使用中经常发现设备丢图、错图、数据出现明显错误等因设备软件原因出现的问题,影响了室内检车员的正常使用,虽然厂家数次对程序进行升级,效果仍不明显。
另外,分析室服务器软件系统的安装过于复杂,以目前车辆段正常水平维修工的能力无法掌握,这会对以后这部分的故障处理造成影响。
二是硬件问题,使用中光源补偿照明灯经常坏、轨心和轨侧保护门常出故障,也影响到设备的正常使用。
这些轨边设备应充分考虑其使用环境、连续使用等特点,选择强度高、抗疲劳性能好的配件。
3.3售后维护
售后维护是任何一种新技术装备开始投入使用后的重要环节,建议TFDS生产厂家借鉴THDS(目前已成熟使用厂家的做法,长期在各铁路局安排固定的技术人员进行售后维护工作。
这样做,一是可以及时解决现场设备出现的新问题,二是可以全面、深入地了解设备存在的不足之处,及时反馈,改进,使设备不断完善,逐步走向成熟。