哈尔滨铁路局调度所 黑龙江 哈尔滨 150000
摘要：高速运行中的车辆，轴承飞速转动，一旦发生故障，轴温将迅速升高，可以在极短的时间内造成车辆切轴事故。THDS设备探测发现的车辆轴温信息，必须及时而准确的传输到铁路局车辆运行安全监测站（以下简称铁路局监测站），为监测站红外线调度员及时发现车辆热轴故障信息，迅速发出是否拦停列车的指令提供依据。但在现实中，由于受到外来热源的干扰影响探测设备的测温精度，或是设备自身的故障影响正常探测轴温等原因，导致设备无法正常探测车辆轴温，可能造成通过红外线探测列车车辆热轴时无法探测报警，给车辆运行安全埋下了隐患。
关键词：车辆；轴温智能探测系统；应用
铁路车辆轴温智能探测系统最早使用热敏探测器，近几年随着国内列车的几次提速，热敏探测器因其响应时间常数大而渐渐不能适应热轴探测的需要，而光子类红外探测器因其响应速度快而受到重视，光子探头代替了热敏探头，由于光子探头结构复杂，在日常维护中常常出现轴承温度测量误差大的情况。动态检测网络评判软件规范了动态检测工作，并使之信息化、网络化，为全路检测车动态检测工作的发展提供更加快速、准确及多样化的管理和监控手段，能够满足当前动态检测工作各种需要，为铁路安全运输提供更加有力的保证。
1THDS系统构成
THDS系统由铁路总公司查询中心、铁路局监测站、铁路局行车调度复示终端、车辆段复示站、列检复示站、探测站及通信网络组成。探测站沿铁路线路按30公里左右设置，探测站由探测站主机、车轮传感器、轴温传感器（简称探头），车辆智能装置、通信（网络）设备、防雷装置、综合接地装置等组成，对运行车辆轴温进行实时监测。
2影响测温精度的因素
2.1定标器具的影响
黑体是一种理想化的辐射体，不反射能量，表面发射率为1，是用来衡量各种物体对红外辐射吸收特性的一个基准参照体。目前，系统标定使用的是三面无线黑体，可同时设置高、中、低3个温度。由于各面存在控温误差，如果设置不正确将造成系统标定误差大。
2.2外来热源的影响
外来热源包括太阳、烟、人体以及风雨等，在系统标定时，特别是冬季气温较低的情况下，当外来热源进入到探头的探测范围内时，由于外来热源高于黑体的设定温度值，探头采集后计算的温度受到外来热源干扰，造成系统标定误差。
2.3系统自身的影响
2.3.1器件温差大影响系统标定
THDS系统采用碲镉汞光导型器件作为车辆轴箱红外辐射信号采集器件，由于碲镉汞器件需要在低温条件下工作，以获得比较高的响应率和信噪比，因此通过致冷器对碲镉汞进行致冷，降低器件温度。在进行系统标定时，探测器件的工作温度变化，会使探测器的响应特性发生变化，如果器件温差相差大将会造成系统标定误差。
2.3.2盘温变化大影响系统标定
调制盘位于碲镉汞器件和光学系统之间，为开有齿孔的圆盘，齿孔位于探头光路上。调制盘转动时，切割光路，将轴箱红外热辐射信号调制为交流信号再被探测器接收，转换成交流电信号。因此，探测器输出的电压信号幅值对应对象温度和调制盘温度的温差。系统标定时黑体温度的设置低温值为盘温加10℃、中温值为盘温加40℃、高温值为盘温加70℃，调制盘温度的变化使对象和测温背景之间的温差发生变化，使探头的输出电压发生变化，从而将影响系统标定的精确度。
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2.3.3靶温过高影响系统标定
靶温即热靶温度，THDS系统采用热靶标定的自适应温度标定方法，实时获得轴温计算基础曲线，并对该曲线进行两次校正，使系统能够自动适应探头工作状态的变化，使轴温计算准确。系统标定时如果刚做完热靶标定，热靶温度过高时立即进行系统标定，其热辐射被探头采集到将影响系统标定。
3提高测温精度的解决方案
3.1消除定标器具的影响
由于三面无线黑体存在控温误差，有的面在高温时误差大、有的面在低温时误差大，因此在设定黑体温度时，首先用经过校验的高精度测温枪测量每个面在加热至高、中、低三个温度时的误差。然后根据控温误差设置加热温度，从而使实测温度与设置温度相差不超过0.5℃，保证系统标定精度。
3.2消除外来热源的影响
为了消除外来热源对系统标定的影响，首先要求作业人员站立于探头箱后部，并且禁止吸烟，避免影响探头标定；其次是采用双黑体扣标方式，即用2个黑体同时扣在探头箱上，这样在系统标定时黑体不再移动，彻底杜绝了阳光的干扰；第三是由于车辆轴箱距探头有一定距离，因受风、雨等的影响，造成衰减，因此，在系统标定时，可适当提高计算温度值，经反复测试一般增加1-1.5℃即可消除风、雨等的影响。
3.3消除系统自身的影响
3.3.1减小器件温差
系统标定时，左器件温差和右器件温差数据应接近0℃。若温差过大，应重新进行热靶标定。若器件温差大于0.5℃，且致冷电流大于1000mA，则应采用手动设置。一般将控温目标温度调高一档，然后关、开系统电源一次，令系统重新做热靶标定；热靶温度下降后，再做系统标定或探头标定。
3.3.2减少盘温变化的影响
调制盘的温度是实时变化的，特别是夏季变化较快。因此，系统标定时一是要尽量避开中午时间，选择上午10：00前或下午16：00后进行标定较准确。二是标定时动作要快速，尽量在10分钟内完成，减少盘温变化影响。三是应随时观察盘温变化，当盘温变化超过1℃时，应及时调整黑体设置温度，从而减少对系统标定的影响。
3.3.3消除靶温过高的影响
系统标定前应先进行一次热靶标定，系统标定应距上次热靶标定半小时以上，以使靶温下降到轨边温度，从而消除了由于热靶温度高，对于探测精度的影响。
3.3.4做好季节性电源中断处置预案。根据季节性和环境因素，注意天气变化，对预报的风、雨、雪和恶劣环境下启动预案，做好备用电源和救援人员准备，应对突发的电源中断故障发生。同时与供电单位做好沟通，及时通报异常情况和故障信息，减少突发电源中断影响THDS系统数据传输的时间。
3.3.5提高THDS系统的电源设备质量。对THDS系统的双路和专用电源制定检查周期，避免因设备过载等造成电源中断。对电源关键控制部件采用质量过硬的厂家产品，并采用寿命管理方式，定期检查和更换，争取延长专用电源设备的无故障时间，避免因内部电源管理不到位造成的数据中断。
3.3.6提高通信板质量。按照THDS系统通信板检查、检修范围要求，做好通信板的日常检查和保养，严格落实通信板的检修工艺，提高通信板的检修质量和满足备品保有量要求，发生通信板故障时快速更换，减少THDS系统故障时间。
3.3.7提高应急处置能力。THDS系统应急值守人员，熟悉系统传输故障判断，快速判断故障处所，及时与通信数据传输人员传递故障信息，减少THDS系统故障时间。
3.3.8提高THDS主机质量。选用抗干扰能力强的部件，提高THDS主机的质量，同时做好主机环境的控制，减少环境因素对主机质量的影响，延长主机的无故障时间。做好主机冗余能力建设，做好易故障部件的自动备份转换，减少数据传输中断时间。
3.3.9探索传感器寿命管理。车辆轴温探测传感器工作环境受到天气、振动等环境因素影响，在采用质量良好的产品同时，规范传感器线路防护，摸索传感器的使用寿命周期，保证传感器在使用寿命内减少故障时间。
结语
通过THDS系统通信故障的原因分析和解决措施，把故障的判断和处理纳入系统的标准化作业程序，通过对职工的教育培训和实作训练，职工检修作业标准化得到落实，职工判断和处理故障能力明显提高，设备质量明显提升，采取的措施获得了较好的效果，进一步降低THDS设备故障率，为保证铁路运输秩序和提高职工劳动效率做出贡献。
参考文献
[1]接触网运营检修与管理[M].中国铁道出版社。2006.6.
[2]接触网运行检修规程[M].中国铁道出版社。2007.4.
[3]傅英晖.车辆轴温智能探测系统应用[J].城市轨道.2015.06.89-90.
论文作者:贾绍勇
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/24
标签：系统论文; 温度论文; 车辆论文; 黑体论文; 故障论文; 热源论文; 误差论文; 《防护工程》2017年第17期论文;