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铁道车辆动态检测技术

铁道车辆动态检测技术

模块三车辆运行品质轨边动态监测系统（TPDS）

模块三TPDS

知识点2：TPDS的系统构成

TPDS的系统构成

TPDS总体构架

TPDS系统主要由探测站、列检复示系统、路局/分局监控中心、铁路总公司查询中心等组成。探测网络严格按照5T系统的组网要求，充分体现分散检查、集中预报、联网监测、信息共享。实现三级联网、三级复示。

TPDS的系统构成

TPDS探测站

TPDS探测站是TPDS系统的核心，分为室外设备和室内设备两大部分。室外设备主要包括，轨道测试平台、传感器、接线箱、雨量桶、AEI地面天线和车轮传感器：室内设备主要包括，测试工控机、测点服务器、信号调理单元与数据采集仪、AEI主机、雨量计主机、数据远传单元、UPS不间断电源、防雷组件。

探测站设备组成示意图

室外设备

1.轨道测试平台

轨道测试平台安装在线路上，由专用混凝土轨枕通过纵向连接形成框架

式轨道结构平台。它提供了具有高平顺性和长期稳定性的平台结构，保证了

线路的高平顺状态。采用了以高强度螺栓技术为核心的纵向连接，既满足了

连接要求又使在既有线上的安装简便易行。同时在线路上安装时要求在框架

式结构两端使用至少15根III型混凝土轨枕作为纵向刚度的过渡段。通过上述

措施，消除或最大限度消除了线路对车辆走行性能、轮载“动荷增量”的影

响，保证了测量数据准确、装置稳定可靠。

轨道测试平台由22根混凝土轨枕组成(其中A型轨枕6根，B型轨枕16根)，轨枕间距0.76m，台面总长16.27m，轨枕长2.6m；A型轨枕上装配二维板式传感器，B型轨枕上设承轨槽和锚固螺栓孔。

室外设备

2.传感器

探测站设备测试核心部件是传感器，设备采用的板式双向压力传感器和不打孔轨腰剪力传感器两类传感器，二者均为自主研制、国际领先、具有专利的产品。板式传感器可同时测试轮轨作用的垂直力和横向力，二者相互串扰严格控制在允许范围内。剪力传感器既可准确测量钢轨剪力又无需在钢轨上打孔，从而不影响钢轨的工作状态。板式传感器既是一个传感器，同时又起着连接钢轨和轨枕的作用，实现了对钢轨的约束，保证了行车安全，安装测试系统不必对线路和行车条件进行限制。

室外设备

2.传感器

板式压力传感器是一个二维压力传感器，用于测试轮轨相互作用的垂直力和横向力，它通过四个高强螺栓固定在测试平台中A型轨枕上，一套设备共使用12只板式压力传感器，分布在六根A型轨枕上；不打孔剪力传感器用于测量钢轨在轮载下所受剪力，其信号与板式传感器信号合成后得到完整的轮轨作用力大小和波形特征，它通过专用支架固定在钢轨上，一套设备共使用8对剪力传感器，每股钢轨4对，如图所示。

板式压力传感器、剪力传感器安装实景图

室外设备

3.接线箱

接线箱安装在线路路肩靠近测试平台中央部位，接线箱内放置传感器信号线接线盒，接线盒内安装接线板。接线板是将传感器的信号中转连接到测试间二次仪表上，把传感器输出信号实时准确的传送至信号调理单元。

接线箱实景图

室外设备

4.雨量桶

雨量桶安装在轨边机房一侧端墙上部（尖顶房）或机房放水层上（平顶房），如图所示，用于收集雨天雨量情况，雨量桶信号线连接在机房内雨量计主机专用接口。

雨量桶安装位置实景图

室外设备

5.AEI地面天线和车轮传感器

AEI地面天线如图所示，负责获取通过列车的过车信息（机车和车辆的标签信息），并通过电缆传至机房AEI主机。车轮传感器与AEI天线匹配，用来检测列车到达和通过信息，同时采集列车车速、轴距等信息。

AEI地面天线

室内设备

1.测试工控机

测试工控机完成与数据采集仪通讯、实时判轴测速计辆、车辆动力学指标计算、超偏载计算、车轮踏面擦伤识别及读取车号、UPS信息，测试结果以文件形式通过网络传递给测点服务器。

测试工控机

室内设备

2.测点服务器

测点服务器实时接收测试工控机监测结果文件、结果文件入库、车辆运行状态综合评判、车辆装载超偏载评判、采集雨量计信息、通过局域网将数据和报警信息上传至分局服务器。

测点服务器

室内设备

3.信号调理单元与数据采集仪

信号调理单元一方面是对传感器供电，另一方面将传感器输出的微小信

号放大、滤波，并将放大模拟信号转换数字信号传至数据采集仪。数据采集

仪是由测试工控机控制，完成传感器信号的采集、合成处理，并完成与测试

工控机间数据通信。信号调理单元和数据采集仪具有良好抗电磁辐射及其它

干扰能力，分辨率高、工作快速稳定，仪表结构简单，工作可靠，能适应长

期无人值守稳定工作的要求。

数据采集仪

室内设备

4.AEI主机

AEI主机