TFDS－2T系统

嵌入式采集控制装置

TEDS系统

TFDS－2T系统

TFDS－2T系统定义

应用计算机、网络通讯、自动控制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和车辆安全防范的水平，加强货车运用中故障基础信息收集、管理的人机系统。

TFDS－2T探测的范围

        TFDS系统应能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：
        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。
        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。
        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。
        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。
        制动缸、副风缸无松脱，闸调器无破损，各拉杆无折断。

TF目前发展的情况

       2002年，我公司在武昌南一场安装并使用了第一台TFDS系统设备，这也成为我国铁路首台货车故障轨边图像系统设备。随后，我公司在武汉局、北京局、郑州局、西安局、济南局、呼和局、兰州局等陆续安装使用了TFDS系统设备。
       2006年开始，全国相继出现了多家TFDS系统设备厂家。TF厂家数量的增加，出现了各种版本的TFDS，各厂家使用的相机、补偿光源、控制等都不尽相同，给铁路使用单位的使用带来了不便。
       2006年10月，铁道部制订了统型机TFDS－1系统设备，将各厂家的相机、补偿光源、机械设备及终端数据库作了统一。但控制及接车软件依旧各自使用各厂家自己的。
       2009年7月，铁道部决定采用抗阳光干扰的TFDS－2型系统设备，使用带滤光片的千兆网卡相机及LED频闪灯代替原来TFDS－1的1394相机及氙气灯，基本解决抗阳光干扰问题。
       2010年12月，铁道部制订了完全统一的TFDS－2T型设备，将各厂家的设备进行软、硬件的完全统型。此次统型并未采用新技术，只是在TFDS－2型设备基础上进行整合、统一，使各厂家的设备从软件及硬件上实现完全统一。

系统设备的组成

磁钢组
TFDS－2T系统磁钢组共由4个磁钢组成，TFDS系统设备的列车数据及控制信号完全依赖于磁钢信号，1号磁钢为开机磁钢，3号磁钢为开门磁钢。1，2号磁钢计轴、计辆，3，4号磁钢为测速及控制拍图信号。

沉箱设备

侧箱设备

电涌防雷箱

室外安装效果图

嵌入式采集控制装置

装置定义

ICCD-12型嵌入式图像采集控制装置是一种应用嵌入式技术，实现网络通讯、自动控制和列车信息、图像采集、传输的设备。它能够运用于货车运行故障动态图像检测系统（TFDS）及客车运行故障动态图像检测系统（TVDS）中，为列车检测提供故障图片信息的收集、压缩存储、传输及预警服务，提高列检作业质量、效率和车辆安全防范水平，加强TFDS或TVDS系统的连续运行稳定性，大大降低全系统中断延时。

采集控制装置组成

       1.采集控制板1块
       2.采集压缩板5块或7块(一个相机对应一个采集板) ?
       3.母板1块 ?
       4.风扇板1块 ?
       5.电源板1块 ?
       6.箱体组成

       采集控制板：通过对磁钢信号计算、处理，确定车型、车速，为相机提供触发，实时从智能装置读取车号。
       采集压缩板：控制相机拍图，对图像进行压缩、传输。
       母板：各板卡间接口及通讯。
       风扇板：风扇集成。
       电源板：为所有板卡提供电源，提供DC5V、DC12V。

工作原理

磁钢信号经过采集控制板处理，确定车速、车型等列车信息，同时生成来车信号和精确定位的触发信号，列车信息通过网络交换机直接传输至服务器；来车信号传给采集压缩板和室外控制器（自动打开保护门），通知相机作好初始化、处于拍图状态，随时接收触发信号进行拍图，拍图后经采集压缩板处理后直接传至服务器。

装置的优势

       高可靠，高稳定:图像采集控制装置因硬件的简化，减少了很多故障点，软件算法的优化，大大减少冲突和死机现象，而工控机随着运行时间延长，可用内存空间越来越少，速度会变得越来越慢，经常会出现软件报错、死机、甚至系统崩溃的现象，车辆部每月的TFDS设备通报中提到的中断延时过长，主要是这个因素造成的，而图像采集控制装置则几乎不存在这样的问题。对计算机病毒完全免疫。该装置采用了嵌入式技术，完全丢弃了windows操作系统，目前计算机及网络病毒完全对其产生不了任何作用。 ?
       安装方便:图像采集控制装置的体积只相当于一台工控机的大小，便于运输；省去了鼠标键盘，KVM切换器，各种板卡；每一块电路板做成插卡形式，易于安装和更换。更重要的是，工控机存在系统崩溃的现象，重新安装整个系统至少需要2小时左右，而图像采集控制装置则根本不存在系统崩溃的现象，如果系统发生故障，更换芯片仅需要5分钟左右。 ?
       耗电少:图像采集控制装置总功率只有120w，功耗只有四台工控机总功率的十分之一。 ?
       维护方便、快捷:工控机发生的各类故障很多，比如硬件故障、软件故障、网络故障、病毒影响等，这些故障溶入到TFDS整个系统中，任何其中某一种故障常常连厂家都不容易判断、解决，普通设备维修工处理的难度更大。工控机的这类故障处理时间较长，难度较大，造成TFDS设备中断时间过长。而图像采集控制装置相当于黑匣子，对用户来讲除了简单的设置外，几乎没有软件方面的操作，发生故障时，从前面板指示灯的闪烁情况就可以一目了然，更没有复杂的软件操作及病毒防护工作。 ?
       极少丢图错图:通讯技术，采用软触发，避免硬触发受周围环境影响，大大降低了丢失相机的现象，从而大大减少了丢、错图、全列无图的现象。 ?
       图像采集控制装置实际使用寿命比工控机长:根据我们目前安装使用的嵌入式TFDS设备情况来看，装置的使用寿命约为原有工控机的2倍。

硬件环境条件

1. 室内温度：-20～60oC

2. 工作电源范围：~176V-~264V

3. 箱体承重：5kg

4. 列车通过车速范围：1~150km

5. 使用24口千兆交换机

6. 使用低速智能装置SCR-S6

7. 使用指定的智能跟踪装置AEI-T1

8. 使用车轮传感器作为控制方式

软件环境条件

1. 服务器安装有统一平台3.0系统

2. 服务器安装有装置自带的解析程序

3. 服务器安装有FTP服务，且FTP服务IP为192.168.8.73

4. 装置的技术性能

硬件技术参数

        1. 适应列车速度：0～150Km/h（不含0km/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. 支持千兆网卡摄像机，如面阵相机：GenieHM1400—TF数字摄像头，支持线阵相机，如：DSLSA线性扫描摄像机SG-15-01K80-50-R
        5. 抓拍最高速率：60fps或68000线/秒
        6. 支持SCR-S6低速智能装置
        7. 控制方式：使用车轮传感器，数量：4-8个
        8. 工作环境：室内：-20～60oC

软件技术参数

        1. 自动识别客车和货车
        2. 自动计轴计辆
        3. 自动测量车速
        4. 图像采集后立即存入服务器，保证图像数据的安全，便于图像数据集中管理
        5. 图片统一采用JPG格式存储
        6. 图片实时传输
        7. 兼容TFDS统一平台3.0
        8. 装置能够处理当前所有货车，能够清晰准确抓拍检测部位图片
        9. 装置能够按整体部件组合显示图像，拼接良好

承载鞍光学检测设备

系统定义

承载鞍光学检测系统（SLD-Ⅱ）是应用计算机技术、自动控制技术、图像采集处理技术并引进科学的测量方法和系统化的开发方法，为铁路货车段修提供高效率，高精度，高自动化，高可靠性检测手段，替代传统人工检测，提高检测质量和效率，确保铁路货车运行安全与检修质量的自动化检测系统。

系统原理

利用一组特定光强的光栅照射被测物体，使用摄像机多角度拍摄被测物体表面光栅图像,通过相位计算方法得到光栅图像的绝对相位值,根据预先标定的系统参数或相位 -高度映射关系从绝对相位值计算出被测物体表面的三维点云数据,从而获得被测物表面测量数据,与被测物基准数据对比,完成被测物表面尺寸损耗的计算。

系统组成

       光学测量系统 ?
       机械传动系统 ?
       电气控制系统 ?
       计算软件系统

结构光测量系统的原理图

数字光栅 承载鞍三维点云数据

现场设备展示

系统整体图待检测的工件

检测结果报告

系统参数

1. 外形尺寸：8000（长）× 1700（宽）× 1800（高）mm

2. 重量：900 Kg

3. 电源：AC 220V 50Hz

4. 气源压力：≥ 0. 8MPa

5. 工作温度： 0 ～50℃

6. 工作湿度：20％～ 80％

7. 检测精度：0.05mm（弧面） 0.1mm（平面）

8. 采样密度：0.3mm2 /点

9. 相机分辨率：1400x1024

10.投影分辨率：1280x720

11.投影尺寸：31.96-349.7 英吋

12.投影距离：1.2-12m

动车组运行故障图像检测系统TEDS

系统定义

动车组运行故障图像检测系统（Trouble of moving EMU Detection System，简称TEDS）利用轨边安装线阵高速摄像头，采集动车组车体底部、车体两侧裙板、车辆连接装置、转向架等可视部位图像，实时传输至监测中心，采用图像自动识别技术，对图像异常进行分级预警。

系统组成

TEDS系统主要由：轨边设备、探测站设备和监测站三个部分组成，采用C/S(客户端/服务器)与B/S（浏览器/服务器）结合模式工作。

TEDS系统组成

性能参数

       1. 适应列车速度：5～250Km/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. 千兆网接口摄像机，其他采用线阵相机1024像素/线，轨底2048像素/线。图片采用JPG格式进行存储。
       5. 控制方式：使用车轮传感器，数量：4个
       6. 系统工作环境：序号项目探测站设备轨边设备监测站设备 1 温度 0℃～50℃ －45℃～＋70℃ 0℃～＋30℃ 2 湿度 ≤95％ ≤95％ ≤85％
       7. 存储容量：故障检测原始数字信息及故障图像在TEDS系统内保存不少于2年；其他图像信息保存不少于30天
       8. 防雷组件：标称放电电流8/20μs.;In：70kA，冲击电流10/350μs．;Limp：15kA，保护水平;Up：≤ 2.5kV
       9. 系统能自动计轴、计辆，计轴误差小于3×10-6，计辆误差小于3×10-5
       10. 系统能自动测量车速，正常行驶过程中测量速度误差不超过5×10-2
       11. 车号识别率大于99.9%； 12) 系统能自动识别动车组车辆一位端和二位端，识别率不低于99.9%
       13. 动车组通过探测站后，自动识别时间小于2分钟。10秒内软件界面即可浏览动车组信息。

系统主要功能

       1. 系统可采集动车底部、车体两侧裙板、车辆连接装置、转向架可视部件的完整图像
       2. 系统具有车号图像自动识别功能，实现车辆图像与车号的自动索引
       3. 系统能对动车图像进行自动分析和识别，异常时进行分级报警
       4. 系统具备动车组管理信息系统及其他信息系统的数据转换接口
       5. 系统保护箱体窄口设计具备抗雾风雪、沙尘、阳光功能

软件操作界面 动车底部图像

检测结果报告图像采集压缩装置
系统采用自主研发的嵌入式技术集成一体。具有高效处理速度，可有效避免因计算机重启、计算机病毒等引起的系统中断，稳定性高，可大大减少了设备维护的工作量。

安装效果图

室外保护箱

产品分类

T
F
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S
系
统