TFDS-III系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)造及原理

閆威

摘要：通過(guò)本人多年以來(lái)從事TFDS系統(tǒng)檢修維護(hù)工作的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出當(dāng)下TFDS系統(tǒng)目前列檢作業(yè)過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)當(dāng)前再用TFDS-III型設(shè)備的各個(gè)組成部分，進(jìn)行介紹，并結(jié)合當(dāng)前設(shè)備檢修以及故障處置方面的相關(guān)問(wèn)題，提出相關(guān)個(gè)人見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：TFDS;維護(hù);組成;原理

一、TFDS-III型系統(tǒng)總體組成原理

以目前本人所在湖東車輛段主要在用的哈爾濱科佳公司生產(chǎn)的TFDS-III型設(shè)備為模板，介紹系統(tǒng)組成原理。該系統(tǒng)主要室內(nèi)和室外設(shè)備兩部分構(gòu)成。室內(nèi)設(shè)備由圖像信息采集工控機(jī)，車輛信息采集工控機(jī)，控制箱，車輪傳感器智能處理裝置，智能跟蹤裝置，信號(hào)防雷箱以及列檢服務(wù)器組成。室外設(shè)備有沉側(cè)箱系統(tǒng)，分線箱，車輪傳感器，車號(hào)天線組成。以下將對(duì)各部分組成及原理進(jìn)行詳細(xì)介紹。

二、TFDS系統(tǒng)探測(cè)站設(shè)備功能及原理

1、車輛信息采集工控機(jī)

目前本段主要在用設(shè)備為科佳NI板卡型控制箱，主要通過(guò)NI板卡實(shí)現(xiàn)相關(guān)指令的下發(fā)以及車輛信息的綜合處理。下圖為NI板卡各個(gè)針腳主要定義及其相關(guān)功能。

NI板卡共68芯，在用針腳為1，2，43，45，37，38，39，40，4，8，其中，5v為供控制箱中NI板卡轉(zhuǎn)接板，圖中其余針腳為相應(yīng)風(fēng)，光，門以及相機(jī)觸發(fā)的信號(hào)。其中風(fēng)，光，門控制均為輸入到控制箱內(nèi)固態(tài)繼電器的電信號(hào)。其中采集到的車輪傳感器信號(hào)也是通過(guò)NI板卡傳輸?shù)娇刂茩C(jī)中進(jìn)行相關(guān)處理（圖中未說(shuō)明）。

2、圖像信息采集工控機(jī)

圖像信息采集工控機(jī)中圖像采集軟件主要對(duì)當(dāng)前相機(jī)的工作模式進(jìn)行相關(guān)的設(shè)定以及日志記錄功能，通過(guò)軟件可以修改當(dāng)前的相機(jī)曝光參數(shù)，增益。并通過(guò)相機(jī)識(shí)別配置軟件DALSA對(duì)相機(jī)IP，相機(jī)編號(hào)等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置，通過(guò)相關(guān)配置，相機(jī)進(jìn)行對(duì)車體與底部進(jìn)行拍攝。

3、控制箱

控制箱中主要負(fù)責(zé)相關(guān)磁鋼信號(hào)的接收，風(fēng)，光，門，相機(jī)工作狀態(tài)供電，控制卡1，為NI板卡轉(zhuǎn)接板，其余7個(gè)為航空插頭相機(jī)接口1為提供7個(gè)相機(jī)觸發(fā)信號(hào)的來(lái)源，相機(jī)接口2為預(yù)留相機(jī)接口，目前未使用。磁鋼接口負(fù)責(zé)接收來(lái)自車輪傳感器智能處理裝置的磁鋼信號(hào)，通過(guò)NI板卡轉(zhuǎn)接板，將磁鋼信號(hào)送達(dá)車輛信息采集工控機(jī)進(jìn)行處理?？刂平涌?中僅1，2針腳在用，負(fù)責(zé)下發(fā)來(lái)自NI板卡轉(zhuǎn)接板下達(dá)的光源觸發(fā)信號(hào)。電機(jī)輸出接口為側(cè)箱以及底箱電機(jī)24v工作電壓的輸出，由控制箱內(nèi)24v開(kāi)關(guān)電源供電，風(fēng)機(jī)輸出接口為側(cè)箱底箱風(fēng)機(jī)24v供電輸出，電源來(lái)自控制箱內(nèi)24v開(kāi)關(guān)電源;控制接口2為相機(jī)工作電壓15v供電，電源來(lái)自控制箱內(nèi)15v開(kāi)關(guān)電源，其中相機(jī)供電為常供電狀態(tài)，風(fēng)機(jī)，電機(jī)由控制箱內(nèi)固態(tài)繼電器控制強(qiáng)電的輸入狀態(tài)。下圖為控制箱中各個(gè)航空插頭有關(guān)針腳定義：

4、車輪傳感器智能處理裝置

車輪傳感器智能處理裝置主要負(fù)責(zé)將車輪傳感器接收到的信號(hào)，通過(guò)車輪傳感器內(nèi)部放大整流電路實(shí)現(xiàn)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成工業(yè)計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，方便控制機(jī)進(jìn)行相關(guān)處理。車輪傳感器智能處理裝置內(nèi)部電路簡(jiǎn)化圖如下圖：

上圖中A點(diǎn)為磁鋼輸入信號(hào)點(diǎn)，B點(diǎn)為放大器輸出點(diǎn)，C點(diǎn)為門限電壓，波D點(diǎn)為翻轉(zhuǎn)電壓輸出，E點(diǎn)為微分電壓點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)為脈沖整形電壓點(diǎn)，各點(diǎn)波形如下圖所示：

通過(guò)對(duì)F點(diǎn)電壓的監(jiān)測(cè)，可以得到有掛列車通過(guò)時(shí)相關(guān)的車速，軸距，列車是否經(jīng)過(guò)探測(cè)站，計(jì)算經(jīng)過(guò)列車的數(shù)量，F(xiàn)點(diǎn)的電壓信號(hào)可以轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的二進(jìn)制信息，供車輛信息采集工控機(jī)進(jìn)行計(jì)算分析。

鐵路ZR新型車輪傳感器（簡(jiǎn)稱ZR磁鋼）利用卡軌器安裝在鐵路鋼軌內(nèi)側(cè)，通過(guò)磁性感應(yīng)采集運(yùn)行列車到達(dá)、車速、總軸數(shù)等重要數(shù)據(jù)。可根據(jù)需要單個(gè)或組合運(yùn)用，方式靈活。列車通過(guò)ZR磁鋼時(shí)，車輪不與ZR磁鋼接觸即可產(chǎn)生適合于監(jiān)控系統(tǒng)所需的信號(hào)電平。工作狀態(tài)不受鋼軌起伏或銹蝕的影響原理 。當(dāng)車輛輪緣通過(guò)傳感器時(shí)，線圈產(chǎn)生相應(yīng)的磁感應(yīng)電勢(shì)，輸出給紅外線軸溫探測(cè)系統(tǒng)等系統(tǒng)，以供系統(tǒng)計(jì)軸、計(jì)輛、測(cè)速等。 結(jié)構(gòu) ZR磁鋼的磁體采用了一種"┻"形的單極雙回路磁體，這種單極雙回路磁體卡上鋼軌后，雙回路的磁場(chǎng)與鋼軌形成較好的交連，借助鋼軌的導(dǎo)磁效應(yīng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了磁體的磁通效果。ZR磁鋼的線圈繞向與電力線產(chǎn)生的電磁場(chǎng)干擾、鋼軌回流及軌道電路產(chǎn)生的電磁場(chǎng)干擾相互平行，沒(méi)有形成切割，從根本上防止了此類干擾的產(chǎn)生; ZR磁鋼的線包采取特殊方式進(jìn)行處理;磁鋼內(nèi)部固化填充物采用相應(yīng)的柔性配方設(shè)計(jì)，對(duì)固化材料進(jìn)行真空去泡處理;內(nèi)部防水填充物具有較好的散熱功能，使ZR磁鋼具有防潮、防油、耐污物、抗強(qiáng)烈沖擊振動(dòng)的優(yōu)異功能;適用于任何環(huán)境條件。

5、智能跟蹤裝置

智能跟蹤裝置主要由室外天線接收裝置，同軸電纜，室內(nèi)車號(hào)主機(jī)構(gòu)成。室外車號(hào)天線負(fù)責(zé)接收車號(hào)標(biāo)簽，并通過(guò)同軸電纜傳輸?shù)杰囂?hào)主機(jī)。天線的工作原理是發(fā)射天線發(fā)出微波信號(hào)，通過(guò)車號(hào)標(biāo)簽的反射，通過(guò)同軸電纜與室內(nèi)車號(hào)主機(jī)RF射頻模塊進(jìn)行微波信號(hào)的傳輸。室內(nèi)車號(hào)主機(jī)射頻裝置對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，放大等處理后，傳輸?shù)杰囂?hào)主機(jī)上對(duì)該信號(hào)處理的車號(hào)微波單元讀出卡，進(jìn)行編碼，和數(shù)據(jù)處理。其中射頻接收模塊主要有射頻信號(hào)發(fā)射電路和射頻信號(hào)接收電路。射頻信號(hào)的發(fā)出是經(jīng)過(guò)頻率合成器，功率分配器，前置功放單元，功放模塊，濾波器，環(huán)形器到達(dá)天線發(fā)射出去。信號(hào)接收電路通過(guò)天線收到的標(biāo)簽反射信號(hào)，經(jīng)環(huán)行器、功分器至雙平衡混頻器;發(fā)射電路中的本振信號(hào)經(jīng)過(guò)功分器后，其中的一路經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大器、90°功分器獲得相位差為90°的兩路本振信號(hào)，分別輸入兩路混頻器;標(biāo)簽反射信號(hào)與本振信號(hào)經(jīng)混頻器混頻后輸出的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)，經(jīng)低通濾波器、放大、數(shù)據(jù)整形電路，送數(shù)據(jù)解碼電路。

6、列檢雙機(jī)熱備服務(wù)器

列檢服務(wù)器采用雙機(jī)服務(wù)器配置，通過(guò)故障轉(zhuǎn)移群集提供服務(wù)，如果一臺(tái)服務(wù)器變?yōu)椴豢捎?，則另一臺(tái)服務(wù)器自動(dòng)接管發(fā)生故障的服務(wù)器并繼續(xù)處理任務(wù)。 群集中的每臺(tái)服務(wù)器在群集中至少有一臺(tái)其他服務(wù)器確定為其備用服務(wù)器。集合的服務(wù)器（被稱之為節(jié)點(diǎn)）通過(guò)電纜或軟件連接在一起。如果其中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了故障，則通過(guò)被稱作故障轉(zhuǎn)移的流程，使集群中的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)接替故障節(jié)點(diǎn)的任務(wù)，確保對(duì)服務(wù)造成的影響最低。故障轉(zhuǎn)移集群通常為需要為關(guān)鍵的服務(wù)應(yīng)用提高可用性的IT人員所采用。在Windows Server 2008中，對(duì)于故障轉(zhuǎn)移群集的改進(jìn)目的是為了簡(jiǎn)化集群，使他們更安全，更穩(wěn)定。目前湖東車輛段在用服務(wù)器系統(tǒng)為Windows Server 2003和Windows Server 2008兩種服務(wù)器操作系統(tǒng)。服務(wù)器中安裝了Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，本地服務(wù)器接車軟件以及向集中平臺(tái)傳車的程序，報(bào)文上傳程序，共享磁盤，群集各個(gè)IP設(shè)置等，TFDS3Web應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)對(duì)接收的車輛信息進(jìn)行相關(guān)操作，以及通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)過(guò)程實(shí)現(xiàn)觸發(fā)等操作。共享磁盤為探測(cè)站各個(gè)采集機(jī)提供磁盤共享服務(wù)，實(shí)現(xiàn)采集的圖片直接通過(guò)共享方式傳輸?shù)搅袡z服務(wù)器中。

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