TPDS在铁路货车车轮踏面损伤监测中的应用分析

利用TPDS进行铁路货车车轮踏面损伤的监测和判定可以减少铁路货车重大事故。本文介绍了TPDS测试原理、踏面损伤冲击当量和报警标准,分析了车轮踏面损伤与轴承保持架、车辆大部件裂损的关联性。TPDS踏面损伤一级报警的兑现率超过90%,表明TPDS具有良好的踏面损伤自动识别能力。经综合治理,全路货车踏面损伤大幅度下降,应用TPDS报警比例持续减低,货车轴承保持架和相关大部件裂损类故障明显减少。TPDS应用于铁路货车踏面损伤识别成效显著,有力保障了铁路货车的运行安全。     

TPDS对客车踏面损伤监测应用分析

结合车辆运行品质轨边动态监测系统(TPDS)在武汉铁路局客车踏面损伤监测方面的应用,分析了TPDS客车运用的可行性,深入探讨了TPDS客车运用存在的问题,并提出了TPDS运用于客车监测,需要对TPDS实现设备及软件升级及监测网络完善等建议。     

车轮踏面损伤程度的识别

本文研究了车轮踏面损伤对轨道的冲击压力与列车运行速度、轮载及踏面损伤程度的规律，提高了衡量轮踏面损伤程度的新概念－－踏面损伤当量。使轨道冲击压力实民车轮踏面损伤程度有了量化关系，并建议把损伤程度分为四级，作为铁路科学化管理的重要参数。     

国内外车轮踏面损伤检测技术综述

阐述了踏面损伤的危害及其原因，从静，动态检测两方面着重介绍了国内外车轮踏面损伤检测的技术状况，简述了相关检测装置的原理及功能。     

货车车轮踏面损伤标准的探讨

详细分析了国内外现行的关于踏面损伤的规定,探讨了几何尺寸标准和冲击力标准的优缺点,指出新的标准应该全面考虑踏面损伤危害的本质及制定新标准的基本原则。     

车轮踏面损伤对策及其容限标准的修订

轮轨之间的剧烈作用导致车轮踏面严重损伤的现象是至今没有得到根本解决的难题。本文依据车轮踏面损伤的现有研究，详细阐述了减少轮轨踏面损伤的对策，并且提出了修订踏面损伤容限标准的必要性和方法。     

车轮踏面损伤状态的新评价方法

原采用的“加速度峰值评价法”因踏面损伤冲击波形与钢轨共振波形重叠而导致踏面损伤检测结果与实际损伤有较大误差，为了提高检测精度，在原检测法基础上开发成功了“频率特性修正处理法”和“实效值评价法”，在测定加速度峰值的基础上经频率特性修正处理和实效值评价，使检测精度得到显著提高，从而可以对各种车轮踏面损伤进行自动测定，根据上述原理制成的踏面损伤检测装置由加速度检测器，模拟滤波回路，频率特性修正回路，实效值计算回路，最大值检测回路，计算机及数据库组成，现已投入实际应用。     

基于TPDS的货物列车踏面损伤分析与控制

为有效控制运营货物列车的踏面损伤故障，对车辆运行品质轨边动态监测系统踏面报警数据进行统计，发现不同车型车辆在报警比例上有显著的分类特性，存在主导因素，其下分类点约2％。对不同踏面损伤此例类货物列车的结构及运用特点进行分析，可知车辆编组作业是产生货物列车踏面损伤的重要环节。强化相应控制措施后，全路货物列车踏面损伤比例A42008年的5．15％下降到2010年的2．98％，效果显著。     

矿石车车轮踏面损伤故障分析

针对矿石车运用过程中出现的车轮踏面损伤问题进行了调研,并分析了故障原因。     

车轮踏面故障对客车轴承状态的影响及其防范措施

首先对2011—2012年发生的9起客车轴承塑料保持架破损故障轮对踏面检测数据进行了详尽的分析,发现破损保持架端车轮踏面存在局部碾宽、滚动圆跳动大、局部凹陷、不同程度剥离、轮对左右车轮轮径差大等问题;还对2013年发生的8起客车保持架裂损事故与TPDS监测信息进行了关联分析,发现保持架故障轮对多呈多边形特征,径向跳动明显,故障轮对通过TPDS探测站时存在明显的车轮腾空减载现象。     

铁路客货车通用运行品质轨边动态监测系统TPDS的研制

客车车轮踏面损伤形式多样,监测主要依靠人工,容易造成漏检,而病害漏检会给行车带来安全隐患。针对监测铁路客车车轮踏面损伤和车辆动力学性能运行品质的要求,在既有铁路货车TPDS的基础上,通过优化电磁兼容设计、建立客车踏面损伤评判模型和改进测试区平台,研制出了客货车通用TPDS。该系统能够识别铁路客货车车辆运行状态,获得车轮踏面损伤情况,监测车辆超偏载,为铁路客货车行车安全提供技术保障。     

轨道踏面损伤弦测响应研究

根据轨道踏面上各种损伤的特征,分析对应的弦测响应及相互影响。在采样率足够的前提下,各损伤在弦测后特征依然保持,但数量、幅度和位置可能发生变化;对包含损伤信息的弦测值逆滤波得到的波磨复原结果将与原始值有所偏差。基于此,提出以小波系数和为依据的钢轨踏面损伤辨识和轨道弦测数据分段逆滤波方法。研究结果表明:小波系数和能够提示各种损伤位置和分布;以此为依据对轨道弦测数据进行分段处理能得到与真实情况较为符合的结果,适合工程应用。     

车轮踏面形状三维测量装置的开发

介绍了日本铁道综合技术研究所为了能够精准地测试车轮踏面损伤的长度、凹陷量等尺寸参数及数据,以便量化踏面损伤大小及形状差异导致对于车辆的影响;阐述了新型的车轮踏面形状测量装置开发的概况,以及装置的规格,测量实例,评价了该装置的应用效果。     

试运车车轮箍踏面损伤原因分析

从实践角度分析了试逆机车轮箍踏面产生麻坑损伤的原因，并提出切实可行的改进措施，解决了轮箍同损伤问题。     

改进Canny算子在列车车轮踏面损伤检测中的应用

高速列车车轮踏面剥离、擦伤等损伤的检测主要以效率低下的人工巡检为主,为了提高检测效率设计一种基于机器视觉的高速列车车轮踏面损伤的动态检测系统,提出使用改进Canny算子对车轮踏面损伤进行边缘检测。改进的Canny算子在平滑图像时采用自适应加权中值滤波算法来代替高斯滤波,采用添加45°和135°方向梯度模板的Sobel算子来计算梯度幅值,以大津法(Otsu法)来确定最佳高低阈值。仿真实验结果表明:基于自适应加权中值滤波和大津法的改进Canny算子可以有效地检测车轮踏面损伤的边缘,同时也实现了自动检测。     

基于改进Canny算法的列车车轮踏面损伤边缘提取

针对高速列车车轮踏面擦伤、剥离的人工巡检方法效率较低且容易出现漏检等问题,设计一种高速列车车轮踏面损伤的动态检测系统,提出一种擦伤、剥离的特征提取方法。该方法在现有Canny算法的基础上加入45°方向和135°方向梯度模板来计算梯度幅值,用线性插值法对梯度幅值进行非极大值抑制,再使用优化后的迭代阈值算法求得高阈值和低阈值。试验结果表明,该算法可以有效地抑制噪声和干扰,最大限度地保留高速列车车轮踏面的真实边缘,为列车车轮踏面损伤自动巡检提供技术支持。     

关于动车组车轮踏面浅表层损伤机理及对策

随着运行速度的提高,车轮踏面所承受的垂直载荷和水平载荷也相应增加,如果车轮踏面存在硌伤或其他表面缺陷,会引起车轮踏面浅表层萌生裂纹。文章结合国外车轮运行经验及监控手段,提出了相应的对策。     

机车磨耗型踏面与踏面剥离

机车轮对踏面剥离，产生的因素很多，如轮箍材质、高速重载、制动过热、踏面类型等。介绍了20世纪80年代以来，柳州铁路局已应用过的JM、JM2、JM3型机车磨耗型踏面产生踏面剥离问题，并分别进行了原因分析，认为JM3型机车磨耗型踏面适合柳州铁路局线路特点和运行速度。     

高速动车组踏面清扫控制系统设计

高速动车组普遍配置踏面清扫装置，用于改善车轮踏面状态。施加踏面清扫力时对踏面上的异物进行清除，对踏面微小机械损伤进行修复，提升轮轨黏着系数，降低列车冲击、振动，抑制车轮转动噪声。文章从踏面清扫装置的功能需求出发，系统介绍了踏面清扫装置的组成和工作原理，重点阐述了踏面清扫信号设计、控制逻辑、手动测试、远程切除、故障诊断和信息显示等一整套控制系统解决方案。控制逻辑基于列车速度、制动指令、滑行、空转、线路条件和时间等参数设计，可根据工程实际需求进行参数优化；手动测试和远程切除功能大大简化了踏面清扫日常功能测试和故障应急处置工作；故障诊断功能可实时监测系统状态并进行故障诊断，实现故障信息、状态信息可视化显示，并将信息推送至健康预测管理系统(PHM)地面终端。该方案提升了踏面清扫功能的有效性和可靠性，提高了控制系统的智能化水平，便于踏面清扫装置实现健康预测管理和状态修。     

高速动车组踏面裂纹成因分析

对高速动车组踏面裂纹状态进行了统计分析,并对裂纹形成周期和踏面硬度分布进行了长期跟踪研究。结果表明,踏面裂纹基本在轮对旋修后运行16万km左右时形成,其原因是车轮踏面塑性变形累积,硬度达到峰值后裂纹开始萌发。头车轮对发生裂纹的可能性较大,这是因为头车轮对碾压异物造成其表层损伤,若旋修不及时裂纹会不断扩展,从而形成深度裂纹。