摘要：高寒地区高铁动车的“修、管、用”有别于常温地区，受冬季低温及冰雪的影响，对高铁动车提出了更高的要求。本文将哈尔滨局集团公司自主研发的地对车安全检测系统（5T及相关产品）有机融合，通过与动车检修整备要求相结合，规划具有不同技术特点的测区，创新地构建多传感器融合技术，即融冰除雪技术、力学、声学、红外、射频、5G数据传输、机器视觉、光学测量等多种技术于一体，对通过车辆的关键部件进行立体检测，并采用多种技术手段和方式进行综合分析、故障识别及趋势预警。
关键词：动车；车辆；地对车；综合检测
基于动车周期循环入库的特点，可以实现循环反复的综合性多元化检测，积累数据及完成数据建模，通过跟踪动车状态参数变化，累计出现可确认故障频率，利用识别模型判断故障及等级，从而提高故障预警准确率，实现故障精确识别与定位。检测技术不断提高及5T相关检测技术的不断深化为综合检测提供了可能性及可行性，为改进高铁动车的修制修程、降低劳动强度及提高劳动效率奠定了技术基础。
1研究背景
1.1 车辆及动车组检测监测装备现状
高铁动车关键部件故障识别通过两类设备实现。一是在线检测设备，如5T检测设备（TEDS（动车组图像动态检测）、THDS（走行部温度检测）、TADS（轴承故障声学检测）、TWDS（车轮尺寸检测）等）、踏面超声检测、弓网检测;二是段内检修设备，如车轮超声探伤。在当前工况下基本满足检修需求，但存在以下不足：（1）各系统设备采用单一技术实现专项检测，形成信息孤岛；（2）每种设备功能及操作无互补相关；（3）检测结果无法互为参考；（4）存在检测盲区（万向轴温度及车体、走行部异音）；（5）系统检测所应用的技术相对落后，尤其是在大数据应用、数据挖掘、信息互用完全没有采用。
1.2 当前研究现状及可对综合检测深化提供的技术支撑动车高铁区别
（1）随着机器人、人工智能、机器学习等新技术的不断发展，多种检测技术手段的综合应用为深化检测项点及范围提供了可行性，涉及到的相关技术还包括：智能检测、人工智能、深度学习算法、多种检测手段、传感器融合技术。（2）积累的运用经验为既有5T检测技术的提升及深化提供必要的需求方面的支撑。（3）具有数据综合分析及趋势预测功能的检测、监测系统来指导车辆检修整备成为当前车辆维护检修发展趋势。受电弓及车顶检
测、多维数据下载、融冰除雪、车底自动巡检机器人等应用技术为突破检测盲区，使简化一二级修程成为可能。（4）国铁集团就推进动车组及和谐型机车修程修制改革下发指导意见，要求进一步优化检修周期、检修标准和检修范围，全面提升动车组及和谐型机车检修运用水平，为交通强国、铁路先行提供可靠装备服务保障[1]。鼓励各集团公司自主决定修程的时间为综合检测监测提出了更高的要求，同时也是在政策层面上提供了支持。
2检测与监测关键技术
从《铁路动车组运用维修规程》及动车段作业指导书重点关注内容项点角度出发，日常运维的重点关注部位包括车底走行部、车顶受电弓、车内电气设备。可以采用力学、声学、红外、机器视觉、超声及射频技术，对通过车辆的多个部件进行检测，并对每个重点部件采用多种技术手段和方式进行检测。结合高寒地区高铁运用的实际需要提出以下检测监测关键技术：
2.1 关键部位的立体监控
车辆的重点检测部位包括车底走行部、车顶受电弓、车内电气柜及电缆。（1）车底走行部：
车轮、轴承、电机、齿轮箱、闸瓦以车轮为例，采用多种技术从多个方位对车轮进行检测。如：采用力学检测技术和振动技术检测车轮踏面表面的损伤（硌伤、剥离、擦伤等）；运用机器视觉技术对踏面损伤进行图像检测；运用机器视觉和激光检测技术检测车轮尺寸是否超限；超声波探测技术检测车轮踏面内部的损伤裂纹；采用声音检测多边形轮及平轮。（2）车顶及受电弓：碳滑板尺寸、车顶异物受电弓滑板长期使用会产生磨耗、缺损、中心线偏移等问题，同时，有效地监控升弓压力，保证能够提前发现问题，避免升弓异常。（3）车内电气部分：电器柜及电路线路车内电气柜内的电气设备以及电路线路隐藏在动车内部，由于线路故障引起的发热，若发现不及时容易引起火灾，通常这类故障无法用人监控。如何在火情前期发现并预防，关系行车安全。
2.2 关键检测技术组合架构
按照检测方式方法分为高、中、低速测区，进行联网检测。系统包含检测模块11个。分别为：轮对尺寸检测模块、车辆运行品质检测模块、车辆故障动态图像检测模块、走行部温度检测模块、TADS及异音检测模块、踏面图像采集及平轮检测模块、弓网非接触检测模块、车轮超声探伤检测模块、车载电器防火检测模块、车载数据下载模块（5G）及一级修
智能检测模块（走行部自动巡检机器人）。考虑到不同故障在不同车速下的展现方式和效果不同，将检测区域划分为高速测区(60~90km/h）、中速测区（25~45km/h）和低速测区（5~10km/h）。高速测区包含的检测模块有：TADS及异音检测模块、走行部温度检测模块、车辆故障动态图像检测模块。中速测区包含检测模块有：轮对尺寸动态监测模块、车辆运行品质检测模块、车辆故障动态检测模块、走行部温度检测模块、踏面图像采集及平轮检测模块、TADS及异音检测模块、走行部温度检测模块、车辆故障动态图像检测模块。低速测区包含的检测模块有：车轮超声探伤检测模块、弓网检测模块。考虑到车载检测模块与地面的交互，将车载模块划入到低速区。车载检测模块包含：车载数据下载模块（5G）、车载电器防火检测模块地面接收装置为车载检测技术。走行部自动巡检机器人为段内检修技术也归类到低速测区。
2.3 轴承检测及监测
采用声学及红外测温技术，具体采用TADS轴承早期故障声学诊断技术及红外线轴温探测系统技术。TADS通过轨边声学阵列采集通过车轴承声音，分析轴承特征频率，在轴承故障早期进行预警。
2.4 车轮的检测及监测技术
车轮检测技术包括：车轮几何尺寸检测（TWDS）、踏面损伤超声波检测、踏面擦伤力学检测（TPDS）、踏面擦伤振动学检测（平轮检测）、踏面擦伤图像检测、踏面损伤声学检测技术、车轮温度检测（热轮、冷轮）。
3结束语
本文所述研究通过将哈尔滨局集团公司自主研发的地对车安全检测系统（5T及相关产品）融于一体，并与动车检修整备相结合，以不同测区的方式，创新的应用多传感器融合技术、融冰除雪技术、力学、声学、红外、射频、5G数据传输、机器视觉、光学测量、机电测控等技术，对通过车辆的多个部件进行检测并对每个重点部件采用多种技术手段和方式进行检测，解决动车段冬季春运期间高寒、检修人工作业强度大、频次高、安全性无法充分保证、效率低下问题[2] 。落实了中国国家铁路集团有限公司推进动车组及和谐型机车修程修制改革指导意见，在高寒地区高速铁路检测监测技术研究的基础上，为修程修制改革服务。进一步优化检修周期、检修标准和检修范围，全面提升动车组检修运用水平，为交通强国、铁路先行提供可靠装备服务保障。简化一级修二级修修程，提高自动化检修的比
例，提高检修效率和减少人工修的不确定性，最终达到减员增效的目的。为哈尔滨局集团公司甚至全路的修程修制改革作出实质性贡献及技术支撑。
参考文献
[1] 郭浩. 基于神经网络算法的高速动车组智能检修处理系统研究[J]. 甘肃科技纵横,2020,49(9):8-11. DOI:10.3969/j.issn.1672-6375.2020.09.003.
[2] 动车组检修技术(高铁装备制造技术)专业[J]. 工业技术与职业教育,2019(2):2,93.
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