1、1朔黄铁路红外轴温探测系统探讨摘要：本文以朔黄信息化基础建设工程中铁路列车红外轴温探测系统施工为例，对工程概况、系统功能、构成等方面进行描述，并详细介绍了朔黄铁路列车红外轴温探测系统施工方案及设计、它与车辆轴温智能探测设备比较以及它的发展方向。 关键词：红外轴温探测系统接口 Abstract：This paper takes railway Shuohuang information infrastructure projects train infrared axle temperature detection system construction as an example, descr
2、ibes the engineering survey, system function, structure, and introduces the construction scheme and design, Shuohuang Railway Train infrared axle temperature detection and comparison of vehicle axle temperature intelligent detection device and its development direction. Key words：The Infrared Bearin
3、g Temperature Detecting System；interface 中图分类号：F530.33 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 2朔黄铁路正线总长 591.8km，西起山西省神池县神池南站，与神朔铁路相连，东至黄骅港港口站，横跨山西、河北两省的 5 个地区（市） 、22个县（市） ，与大秦、北同蒲、京广、京九等重大干线接轨，与神朔铁路连接而形成了全长 860km 的铁路西煤东运第二大通道，是神华集团矿、路、港、电、航、油一体化工程的重要组成部分，特别是对加快沿线地方经济发展、保证华东、东南沿海地区能源供应、扩大我国煤炭出口能力具有极其重要的战略意义，在全国铁路路网中占有
4、十分重要的地位。朔黄铁路红外线轴温探测系统采用航天部 502 所康拓红外 HBDS-型红外线探测设备，2002 年开始建设，2003 年 1 月 1 日开始试运用，2003 年 5月 9 日开始正式运用。朔黄铁路红外线轴温探测系统包括 19 个双向红外线轴温探测站（龙宫、北大牛、原平南、回凤、东冶、滴流蹬、小觉、古月、西柏坡、灵寿、新曲、定州东、安国、蠡县、行别营、杜生、沧州西、李天木、黄骅南） 、4 个单向红外线轴温探测站（神池南下行、肃宁北上行、肃宁北下行、黄骅港上行） 、1 个红外线监测中心、3 个红外线列检复示（神池南、肃宁北、黄骅港） 、3 个列调终端。 该线采用国内新型红外轴温探测
5、系统，本系统于 2006 年底开通，至今系统运行良好。较好地解决了各类型车辆的热轴故障，保障了铁路运输车辆的行车安全。 二、系统功能 本系统主要用于朔黄铁路各种客、货车辆轴温的自动监控，能有效防止列车热轴切轴事故，保证列车行车安全箱温度、自动滚滑判别、自3动报警打印和轴箱波形再现以及客货车兼容等功能。可以通过计算机联网通信，实现热轴跟踪和集中管理。主要有如下功能： （1）自动监测动行车辆和动车组热轴故障； （2）自动判别列车（下、下行）运行方向； （3）自动识别和排除机车； （4）自动测速； （5）自动识别客、货车辆及动车组； （6）自动识别滑动轴和滚动轴承； （7）自动计轴、计辆； （8）具
6、有系统自检功能； （9）数据存储、信息转输； （10）可配备车号自动识别单元，正确读取机车、车辆车号信息。 三、系统构成 根据朔黄铁路运输特点，其红外轴温探测系统采用多级分层管理的结构。由朔黄铁路信息中心传输、处理、命令、数据处理及存储。各站区设红外线监测中心，监测并预报通过本系统的各探测站车辆运行状况，与 CTC 调度集中联网。在有列检作业的车站设复示站，监测并预报本站车辆运行状况或通过管辖区探测站车辆运行状况，朔黄铁路沿线 30 公里左右设探测站，实时收集、处理通过的列车车辆及轴温信息数据，在朔黄信息中心设复示终端，监测整个红外探测系统运行状况，共享监测中心数据。其红外轴温探测系统构成的基
7、本框图如图 1： 4图 1 朔黄铁路红外轴温探测系统结构图 朔黄铁路红外轴温探测系统主要由 4 层结构： （1）第一层由各个探测站构成，它负责数据的收集、处理及传输； （2）第二层由各个复示站构成，它们与探测站构成一个小系统，一旦通信中断，它们可以独立地进行工作而不会影响到轴温监测工作。日常它们负责通道的汇接和分配，并接受处理探测站传输到复示站的数据。（3）第三层由监测中心、通道管理机构成，它们负责接收、整理、储存和管理由探测站或复示站传输来的数据，同时对整个系统工作状态进行监测、指挥和控制。 （4）第四层为朔黄铁路信息中心。它可以随时了解整个铁路管内监测中心和各探测站的状态，随时调阅相关数据
8、。 四、红外轴温探测系统施工方案 朔黄铁路红外轴温探测系统由室内和室外两大部分组成。室外设备主要由磁钢和探头组成。探头沿行车方向，以 45 度固定仰角瞄准轴箱进行扫描采集，探头及箱体无法随过车方向而转动。采集轴温是本系统最关键的部分，为确保通过车辆上下行都能以正确的角度扫描到轴箱的热区，室外设备采用 2 套。上下行室外设备不作改动，安装时只考虑适当的距离就可以了。 5室内设备采用 1 台主机，1 台备用。共 2 台机器实现双向探测。 原来主机只处理 1 个方向过车，只有 1 块磁钢和 1 块探头板与室外探头和磁钢信号接口。现在要处理 2 个方向过车，所以需要增加 1 块磁钢板以处理另外 1 路
9、磁钢信号。探头板可处理 4 路探头信号（2 路上探信号，2 路下探信号） ，区间探测无上探，所以将另外 2 路探头信号接入上探输入端，而不用增加 1 块探头板。探头的主要技术指标如表 1 表 1 探头主要技术指标 主机箱内部配线增加 1 路磁钢信号线，主机电源部分不改动。 五、朔黄铁路红外轴温探测系统的硬件设计 磁钢板用来接收处理磁钢信号，工作原理如图 2，磁钢信号经过滤波器滤波整形后经电路整形，进入 8259 的中断输入，8259 收到中断后向CPU 请求中断。8253 定时计数器用来定时、计数以及逻辑控制。地址线A7-A5 用来预置 I/O 地址。 图 2 磁钢板工作原理图 本板共占用 2
10、7 个 I/O 地址，基地址从 40H 开始。板子上有 4 位地址开关用于选择高位地址，分别对应地址 A7、A6、A5 和 A4（其中出厂设置为 40H） 。 6当系统增加了 1 块磁钢极后，为了避免与原来磁钢板冲突，I/O 地址改变，其中基地址从 80H 开始，板上 4 位地址的开关设置为 80H。 六、红外轴温探测系统与车辆轴温智能探测设备比较及发展方向 车辆智能探测设备是在原来的红外轴温探测设备基础上发展起来的，相比较有如表 1 方面的改进。 表 2 车辆轴温智能探测设备与红外轴温探测设备的比较 按照铁道部对 5T 系统的要求，目前朔黄铁路已完成了红外轴温探测网的全面建设，使红外轴温探测
11、信息能够实时传递到监测中心及信息中心，对运行车辆的热轴做到及时发现，准备预报，大量减少了热切事故的发生。 中国航天科技集团公司 502 所研制的红外线热轴探测系统十几年来已先后开发出 HBDsI、HBDS1I、HBDsI等系列产品，其探测功能日趋完善，为确保铁路运输安全做出了重大贡献。然而，长期以来，影响热轴预报准确率和兑现率的主要技术难点热轴定位、热轴跟踪和滚滑判别，由于没有全新的处理手段，一直没有实现质的突破。 目前，红外线轴温探测的主要方法为列车通过红外线轴温探测区域后，列车的基本信息(总轴数、总辆数、轴距表以及由此生成的辆位表)由 2 号、3 号磁头采集到的信号通过逻辑运算得到。软件将
12、采集到的轴温信息与上述基本信息匹配起来，得到车辆轴箱的温度信息，实现热轴定7位。在这种工作模式下，任何一辆车轴距判断错误，都将引起列车后续辆位信息错位。这时若发现热轴，反馈给值班员的信息将是错误的热轴定位信息，将会造成现场处理人员以为设备误报而放行，最终将导致燃轴、切轴事故发生。 七、小结 未来的红外轴温探测技术将更加成熟及完善，各种新技术的合理运用是它未来发展方向。在车号、车次识别功能；信息共享方式；轴承故障动态检测；GPRS 技术；适应列车提速的探测系统；轴温信息采集新技术等等方面还有待于不断地深入研究。 参考文献 1张进德、张运刚，红外线轴温探测系统M 北京：中国铁道出版社，1997。 2铁道部运输局，红外线轴温探测系统运用与操作。北京，内部发行资料，1998。 3红外线轴温探测系统管理检修运用规程M 北京：中国铁道出版社。1999。 4中华人民共和国铁道部，5T 系统管理检修运用规程，2004。 5第三代红外线轴温探测系统技术方案，铁道部运输局装备部，2005.5。 6中华人民共和国铁道行业标准 TB/T 31872007，铁道车辆红外8线轴温探测设备。
