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1、黄石邦柯科技有限公司,货车故障轨边图像检测系统 （TFDS）,TFDS,TFDS系统是一套集高速数字图像采集技术、LED频闪控制技术、精确曝光控制及图像恢复技术、大容量图像数据实时处理技术和精确定位技术、智能化、网络化和信息化技术、自动控制技术于一体的智能系统，能对货车在运行中的各种常见故障进行动态检测，并加强了阳光干扰技术处理。本系统采LED频闪光源及控制技术，结合加拿大DALSA公司的CMOS Linlog技术，精确控制及图像恢复技术，通过高达140万像素的高清摄像头拍摄列车图像，可以解决TFDS阳光干扰问题以及设备侧架的光源对射干扰，拍摄出来的图像更加清晰，可以极大的提升检车员发现列车故
2、障的几率，保障列车的行车安全，并为实现列检人机分工打下了坚实的基础。,TFDS概述,TFDS,1、货车故障轨边图像检测系统（TFDS）是一套集高速图像采集技术、大容量图像数据实时处理技术、精确定位技术、图像自动识别技术和自动控制技术于一体的智能化、网络化和信息化系统，能对货车隐蔽和常见故障进行动态检测的TFDS系统。 2、系统通过布置于钢轨之间的高速像机列阵和AEI设备，能精确捕捉通过列车的一系列相关信息，包括过车信息、车辆位置信息、车辆轴距信息、车号信息、图像信息。这些信息经数字化处理后显示于监视器上，可以实现对整车车底和侧下部的检测和进行故障自动识别。,货车故障轨边图像检测系统 （TFDS
3、）简介,TFDS,3、室内检测员对采集的图像通过人机结合的方式进行分析，关键部件故障计算机自动识别，发现故障及时向列检值班员汇报，通知室外检车员进行处理，可预防车钩分离，制动闸件脱落，摇枕、侧架、基础制动装置发生裂折等危及行车安全的故障，有效的缩短了技检时间，提高了车辆的检修质量，减轻了检车员的劳动强度，保证货物列车安全运行。该系统实现了过车信息、故障及其图像、检修处理信息和车辆部件图像等数据的精确采集和及时上报。,货车故障轨边图像检测系统 （TFDS）简介,TFDS,货车运行故障动态图像检测系统（TFDS-2）系统从运用需求的角度出发， 相关规范引用下列标准：铁路货物列车安全防范系统运用标准
4、（运装货车2005385号）中华人民共和国铁路技术管理规程铁路货车运用维修规程车辆空气制动装置检修规则货车技术管理信息系统技术规范HMIS货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）技术标准（运装管验2006142号）,系统引用标准,TFDS发展经历,TFDS-1,TFDS-2,TFDS-2T,TFDS-3,1、采用1394摄像头，分辨率为40万像素；2、光源为氙气灯3、控制方式采用PLC,1、采用抗阳光摄像头，分辨率为140万像素；2、光源为频闪灯3、控制方式采用PLC,1、采用抗阳光摄像头，分辨率为140万像素；2、光源为频闪灯3、控制方式采用研华板卡组合,1、采用线性摄像头，分辨率为140万
5、像素；2、光源为激光灯3、控制方式采用研华板卡组合,2006年起,2009年起,20011年起,20011年起,TFDS发展经历,TFDS系统重要指标性能,TFDS系统总成,TFDS系统构成,包括轨边探测设备、轨边机房设备、列检检测中心设备三部分。,TFDS轨边设备,轨边设备构成,包括1台沉箱、2台侧箱、1台车号天线、2组磁钢组、1套吹尘装置,TFDS轨边设备,箱体布线一套,门传动组件一套,补偿光源一套,高速摄像头3台,电机2个,沉箱的组成,为了确保室外设备的安全和使用寿命以及图像的清晰度和分辨率，提高摄像头对车底架的定位精度，避免影响工务正常的捣固以及防水和调温、防锈的要求。采集列车底部制动
6、梁、中间部、车钩缓冲3各部位图像。,TFDS轨边设备,TFDS-1沉箱,由 三个摄像头、16盏氙气灯、两套门传动控制方式、16套安定器及门信号线、电机电源线、灯电源线、摄像头数据线组成。,摄像头,氙气灯,吹风装置,电机传动结构,TFDS轨边设备,TFDS-2沉箱,由 三个摄像头、8盏频闪灯、两套门传动控制方式及门信号线、电机电源线、灯电源线、摄像头数据线组成。,摄像头,频闪灯,电机传动结构,TFDS系统硬件构成,TFDS-2T沉箱,由 三个摄像头、8盏频闪灯（120或90）、一套门传动控制方式及门信号线、电机电源线、灯电源线、摄像头数据线组成。,单电机传动,频闪灯,强力风机吹风,抗阳光干扰摄像
7、头,TFDS轨边设备,TFDS-3沉箱,由 三个线性摄像头、3盏激光灯、一套门传动控制方式及门信号线、电机电源线、灯电源线、摄像头数据线、激光尾纤组成。,单电机传动,激光灯,强力风机吹风,抗阳光干扰摄像头,TFDS轨边设备,箱体布线一套,门传动组件一套,补偿光源一套,高速摄像头1台,电机1个,侧箱的组成,主要用来抓拍列车两侧转向架和车钩侧面测图片，在钢轨两侧各安装一个。侧箱包括补偿光源、高速摄像机组成。 TFDS-3系统侧箱有两组摄像头，一组采集转向架与车钩侧面、一组采集车体侧面,TFDS轨边设备,TFDS-2侧箱,由 1个摄像头、8盏频闪灯（60）、一套门传动控制方式及门信号线、电机电源线、
8、灯电源线、摄像头数据线组成。,抗阳光干扰摄像头,频闪灯,TFDS轨边设备,TFDS-2T侧箱,由 1个摄像头、8盏频闪灯（90或60）、一套门传动控制方式及门信号线、电机电源线、灯电源线、摄像头数据线组成。,抗阳光干扰摄像头,频闪灯,侧箱安装支柱,TFDS轨边设备,TFDS-3侧箱,由 2个线性摄像头、2盏激光灯、一套门传动控制方式及门信号线、电机电源线、灯电源线、摄像头数据线、激光尾纤组成。,车体高速线阵摄像头,红外激光灯,侧面高速线阵摄像头,TFDS轨边设备,TFDS轨边相机安装分布示意,焦距调整圈,光圈调整圈,TFDS轨边设备,车轮传感器用来采集货车和客车的轴数。一套车轮传感器包含4个无
9、源磁钢，一组开机磁钢和一组测速磁钢。单向来车检测用4个磁钢。车轮传感器型号：成都森川ZR型,车轮传感器,TFDS轨边设备,车轮传感器布局：,C1C2：计算车速、轴距用于判断客货车。C3C4：计算车速、摄像头抓拍时间。,TFDS轨边设备,AEI设备获取通过列车的车辆车号信息，包含天线、安装架、射频电缆配置标准符合车号系统地面识别设备AEI施工标准及验收办法。AEI采用深圳远望谷车号设备。,箱体布线一套,串口通讯,车号主机装置,采用射频电缆,轨心天线,车号读取装置,TFDS轨边设备,轨边车号天线,轨边机房主机,车号装置外观,车号主机接收室外天线发来的AEI信息。有两个RS232口，分别为信息口和控
10、制口。信息口和控制计算机连接，负责向控制计算机传送AEI车号信息；控制口和电气控制箱连接，负责来车开启，平时待机状态。,TFDS轨边机房设备,轨边机房构成,采集计算机、控制计算机、控制箱、电源箱、防雷装置、车号主机,机柜从上至下依次为： 图像采集计算机（1#3#） 图像采集计算机（2#5#） 图像采集计算机（4#） 控制采集计算机 KVM视频切换器 千兆交换机 PLC前置处理箱 电源控制箱 磁钢采集装置 AEI采集主机 防雷箱,TFDS轨边机房设备,TFDS轨边机房设备,工作过程：控制计算机检测到有车进来时，首先判断是否货车，如果是则货车打开保护门；开启保护门；打开AEI的射频，使AEI处于待
11、命状态。同时通过网络发送打开命令到三台抓拍计算机；抓拍计算机接收到打开命令后自动处于抓拍待命状态。当列车通过底箱时控制系统根据列车的当前速度发出触发脉冲进行定位抓拍，并生成图片定位信息。控制计算机实时把生成的AEI信息和定位信息上传到列检中心服务器。当列车过完后控制计算机发出关闭命到三台抓拍计算机。抓拍计算机接收到关闭命令后结束抓拍待命状态。同时把所抓拍的图片进行处理后上传到列检中心服务器。,TFDS轨边机房设备,前置处理箱,与控制计算时时通讯，读取轴距、位置信息、来车标示,摄像头触发光耦模块：控制轨边摄像头抓拍,状态显示面板,中间继电器阵列：控制开关门、吹尘、车号开启,PLC组合模块：设备核
12、心执行器,TFDS轨边机房设备,门中间继电器,摄像头触发模块,PLC模块单元,TFDS轨边机房设备,电源模块Q61P：提供PLC组合单元电源,02HCPU：存储用户程序，进行自动判断客货车。,中断模块QI60：4路磁钢信号输入。,输入模块QX40：显示门到位信号,输出模块QY40P：控制输出驱动中间继电器等外界执行机构动作。,TFDS轨边机房设备,电源控制箱,频闪灯触发电源：DC12V,PLC模块单元电源：DC24V,门、频闪灯电源：DC24V,摄像头专用电源：DC12V,TFDS轨边机房设备,门电机、频闪灯电源,控制电源:信号、继电器驱动,摄像头电源 DC12V 3A,灯触发电源,TFDS设
13、备部分样机,TFDS列检检测中心,系统服务器设备主要用来存储探测站采集的列车图像信息和车号信息以及列检检测中心检测的故障信息和检车员工作信息。服务器设备应采用双机热备技术，保证系统在出现非人力能保证的故障时系统是可实时切换的，数据是可恢复的。 服务器采用IBM服务器两台，采用双机热备份技术，配置如下：操作系统：Windows 2003 Server或以上版本，或红旗Linux。CPU：酷睿双核；内存：4G DDR双通道；硬盘：1块146G SCSI硬盘；网卡：1G 2块；数据库：Oracle 9i数据库；磁盘阵列柜一台；采用IBM磁盘阵列柜。TFDS系统探测站采集的图像信息和车号信息在列车通过
14、探测站后全部传输并存储到磁盘阵列柜中，非故障图像信息保存二个月以上（具体时间根据探测站车流密度及单列车平均图像数据量调整，要求软件可配置），存满后应自动备份或删除。检测到的故障图片及相关信息在上传复示的同时也必须保存在磁盘阵列柜中，故障图片及相关信息保存两年（一个段修规程），磁盘阵列柜配置：2个主机通道硬盘：146G SCSI硬盘8块,TFDS列检检测中心,信息浏览终端计算机；采用联想计算机，其中包含计算机主机5台，显示器5台，信息浏览软件5套，计算机主机和显示器 配置如下：CPU：P4 2.4G内存：1G硬盘：16G IDE硬盘网卡：1000M网卡一块显示器：19寸纯平液晶显示器,TFDS设
15、备参数指标,硬件技术参数 1、适应列车速度：5120Km/h； 2、保护门开启、关闭反应时间：1.5S； 3、补偿光源开启关闭响应时间：1S； 4、摄像机：DALSA抗阳光干扰数字摄像机数字摄像头，分辨率10241400，5个相机； 5、抓拍最高速率：53fps； 6、控制方式：使用车轮传感器，单向检测4个； 7、服务器：采用IBM服务器双机热备； 8、部件信息浏览终端：采用联想计算机，5台； 9、存储容量：故障检测原始数字信息及故障图像在TFDS内保存一个段修期，过期移出信息做永久保存，并建立备份；其他图像信息保存30天。 10、工作环境：室外：-4070C，室内：-2060C； 11、探测
16、站地线设置：设防雷地和设备地两点，防雷接地电阻小于4欧姆，设备地小于10欧姆；,TFDS设备参数指标,12、防雷措施：电源防雷：标称放电电流（8/20s）：In：100KA，冲击电流（10/350s）：Limp：15KA，保护水平：Up： 2.5KV；信号防雷：反映时间：10ns,最大放电电流：10KA，额定放电电流：5KA，保护水平：30V。13、信息传输：前置处理器与端口处理器：串行传输，9600bps图像采集站至检测分析中心：光纤通讯，1000M/s14、系统总功率：检测数据采集站：7kw检测分析中心：2kw15、系统电源：AC220V-20%+15%、50Hz摄像机电源：DC120.5
17、V补偿光源、保护门控制电源：DC241V,TFDS设备参数指标,软件技术参数1、自动屏蔽客车；自动判别机车并排除机车图片；2、自动计轴、计辆、测量车速；3、图像采集时系统根据环境状况自动调整摄像机参数，减少图片质量受室外光线的干 扰；4、对所拍的图片的几何畸变进行动态图像的畸变校正和无畸变图像的增强，提供数字 图像的放大、缩小、打印、调整增强对比度、调整亮度、灰度均衡、伪色彩显示、滤 波、图像增强、枕行几何失真校正、梯形几何失真校正、JPEG压缩存储等功能等处理 以使图片更加清晰，更适合人眼观看，处理完毕后送到服务器保存。5、图片统一采用JPG格式存储；6、列车通过探测设备时即可在部件信息浏览
18、终端上显示并浏览；7、能够处理当前所有货车车型，能够清晰准确的抓拍检测部位图片；8、不能删除部件图像；按整体部件组合显示图像，拼接良好；9、可用图像还原整车；10、数据库采用ORACLE9i数据库；11、采集、控制、服务器程序可自动维护，过期图片信息能自动备份或自动删除；12、 按检车要求自动分配检测车辆和检测部件，并可以人工设置；,TFDS设备参数指标,13、自动记录检车员看图的工作信息，并提供报表；14、数据编码符合HMIS编码规范和“5T”测报数据规范，能够与HMIS及其它“5T”系统兼容和数据交换；15、图像浏览终端按车次车号查询部件图片和车辆信息；16、自动生成含列车车次、编组辆数、
19、过车时间、编组类型、车号、制造时间、制造厂、故障部位、故障名称、检测员、处理员、处理方法等内容的列车检查报告，并将上述信息自动转入HMIS系统，提高HMIS数据录入的速度和准确率；17、室内检车员故障标记方便,在故障部位进行准确标注,并在故障图片中显示出车次,车号,图片部位,标记时间,标记人,故障名称等信息,便于故障图片的管理和通知现场对故障的准确定位、处理；18、自动检测通信链路、采集设备、光源补偿装置、防护装置出现的故障并报警；19、初步具备故障自动识别功能。对钩缓、侧架、基础制动、车底架等四个部位的故障，系统能初步实现制动梁脱落、摇枕及侧架可视部分裂损、枕簧丢失、安全链脱落、制动梁支柱元销丢失及关门车故障的自动识别与报警，积累经验。20、通过输入或点击车次、时间能及时找出相应的历史资料及图像,TFDS系统软件,列检浏览终端,检车浏览程序,控制计算机,车辆控制采集程序,服务器,1.TFDS集成服务2.TFDS平台接入服务3.上报程序（2个）4.反查服务,可编程控制器,PLC采集控制程序,图像采集计算机,图像采集程序,探测房部分,列检中心,
