货车运行故障动态图像检测系统

货车运行故障动态图像检测系统

（TFDS-1）

使用说明书

武汉华目信息技术有限责任公司

目 录

一、系统简介 ................................ 1

二、系统组成 ................................ 2

三、系统原理 ............................... 10

四、系统主要特点及技术参数 ................. 11

五、系统安装 ............................... 14

六、系统维护与保养 ......................... 19

七、常见故障分析与处理 ..................... 29

八、系统产品易损件 ......................... 31

九、技术服务与支持 ......................... 31

TFDS-1型货车运行故障动态图像系统使用说明书

一、 系统简介

(一) TFDS-1系统的定义

货车运行故障动态图像检测系统（TFDS系统）的定

义是：应用计算机、网络通讯、自动控制、软件识别和

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

和效率以及车辆安全防范的水平，加强货车运行中故障

基础信息收集、管理的人机系统。

(二) TFDS-1系统的检测范围

TFDS系统应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：

1. 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。

2. 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。

3. 钩尾框底部无裂损，钩尾框托板无裂损、螺栓螺母

1

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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。

4. 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。

5. 制动缸、副风缸无松脱，闸调器无破损，各拉杆无

折断。

(三) TFDS-1系统图像采集数量

为了确保TFDS系统采集到的图像清晰、检测范围

全面、明确，TFDS系统对每辆车统一采集照片53幅。

其中，各部件图像数量如下：

1. 钩缓部件：采集11幅，其中底部9幅，侧面2幅；

2. 侧架部件：采集12幅，其中左右各6幅；

3. 基础制动部件：采集12幅；

4. 车底架部件：采集18幅；

二、 系统组成

从数据的角度可以将整个系统分成三大部分：数据采集

站、数据中转站和数据分析检测中心。

(一) 硬件组成

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1. 数据采集站

⑴ 地线

a) 设备地线：与2米机柜外壳相连

b) 防雷地线：电源防雷

⑵ 磁钢

a) 功能说明

 1，2号磁钢：计轴、计量、测速

 3，4号磁钢：定位拍图

⑶ 轨侧保护箱

a) 照片

b) 箱内设备

 高速相机一台：

Basler A312f CCD数字摄像头，图像数据接口采用

1394总线，采用外触发方式。左边一个接口为1394线视

频接口，右边为外部触发线接口。

摄像机采用5mm镜头，光圈、焦距都可调节。镜头图

3

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片如下：

镜头的焦距和光圈都可以进行调节，且调节适当后可

以锁定，上边为焦距锁定钮，下边为光圈锁定钮。

 补偿灯四个

每个灯里面为2个氙气灯管，采用HID冷光源，型号

为KT9006，单支功率35W，每支灯管与一个器相连，

工作电压为直流24V。

 器八个

每个器与一个氙气灯相连，为其提供电源，工作

电压DC24V，最大电流10A。

 电机一台

4

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保护门电机型号：55LYX04直流永磁力距电机。

电机减速器型号：RV25(30:1)涡轮涡杆减速器。

 行程开关一个

行程开关用来判断保护门开关是否到位。

⑷ 轨心保护箱

a) 照片

b) 箱内设备（和轨边保护箱设备完全一样，只是

数量不同）

 高速相机3台

 补偿灯8个

 器16个

 电机2台

 行程开关2个

⑸ 轨边箱

当远端电缆进轨边机房超过10米时，则必须用到

轨边箱。这时，所有的电缆及视频等线全部经过轨边箱。

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⑹ 车号天线

接收列车车次及车辆车号

5. 数据中转站

⑴ 2米机柜内设备

a) 显示器

b) 功率放大器

实时监控系统的音频放大设备。

c) 切换器

四台计算机共用一个显示器及一套键盘、鼠

标的切换设备。

d) 键盘、鼠标

e) 交换机

将轨边机房四台计算机、音视频服务器组成

的局域网。

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f) 音视频服务器

实时监控系统的主机服务器。

g) 光纤收发器

将轨边机房和检测中心的设备连接成一个整体。

h) 动态检测仪

 为相机提供外部触发

 从AEI车号设备读取车号等数据，传送给信

息采集计算机

i) AEI车号读取装置

读取货车车号标签，该设备只与动态检测仪相

连接。

j) 信息采集计算机

 完成车号等数据的处理，并写入到服务器

Oracle数据库

 实现用软件对室外设备：轨心保护箱、轨侧

保护箱、补偿光源、相机电源等的控制

k) 图像采集计算机I

与轨心2号相机相连，处理2号相机的拍图并

传送到服务器上的存图目录：Trainbmp里。

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l) 图像采集计算机II

与轨心1，4号相机相连，处理1，4号相机的

拍图并传送到服务器上的存图目录：Trainbmp里。

m) 图像采集计算机III

与轨心3，5号相机相连，处理3，5号相机的

拍图并传送到服务器上的存图目录：Trainbmp里。

n) 信号防雷箱

磁钢信号防雷

⑵ 电源控制柜

包括控制电路，开关电源DC24V，DC12V；空气

开关10A（控制电路电源）、空气开关60A（控制

室外设备如灯、相机、电机的电源）

⑶ 电涌防雷箱

系统总电源防雷

6. 数据分析检测中心

⑴ IBM双机服务器

存储TFDS系统所有的数据及图片，并对终端浏览

提供数据查询及图片浏览服务。

⑵ 光纤收发器

将检测中心及轨边机房的设备连成一个局域网。

⑶ 交换机

将服务器、所有终端浏览窗口机连成局域网。

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(四) 软件组成

TFDS系统软件组成

1. 信息采集程序

⑴ 车号等数据的处理

⑵ 外部设备的手动控制

2. 图像采集程序

⑴ 图像采集

⑵ 相机实时图像

⑶ 相机参数设置

3. 窗口浏览程序（2008年8月开始使用统一平台）

⑴ 数据的查询

⑵ 图片的浏览

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⑶ 故障图片的提交

⑷ 报表打印

4. 报文上传程序

⑴ 按标准格式将列车及车辆信息、图片上传到局端服

务器

三、 系统原理

TFDS系统是应用计算机、网络通讯、自动控制、高速

图像采集处理、图像模式识别技术，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、传输及预警服务的人机系统。

(一) 图像和数据生成模型

1. 图像生成过程模型

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2. 数据生成过程模型

(二) 系统流程

四、 系统主要特点及技术参数

(一) 系统硬件技术参数标准

1. 适应列车速度：5～120Km/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；

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4. 摄像机：Basler A312f CCD数字摄像头，分辨率

782X582，5个；

5. 抓拍最高速率：53fps；

6. 控制方式：使用车轮传感器，数量：4个；

7. 服务器：采用IBM服务器双机热备；

8. 部件信息浏览终端：采用IBM计算机，10台；

9. 存储容量：故障检测原始数字信息及故障图像在TFDS

系统内保存不少于一个段修期，过期移出信息做永久

保存，并建立备份；其他图像信息保存不少于30天。

10. 工作环境： 室外：-40～70ºC，室内：-20～60ºC；

11. 探测站地线设置：设防雷地和设备地两点，防雷接地

与设备地小于4欧姆；

12. 防雷措施：采用法国CITEL防雷器，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

(二) 系统软件技术参数

1. 系统应能自动屏蔽客车；

2. 系统应能自动计轴计辆；

3. 系统应能自动测量车速；

4. 图像采集时系统应能根据环境状况自动调整摄像机参

数，确保获取清晰图像；

5. 图像采集后应立即存入服务器，保证图像数据的安全，

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便于图像数据集中管理；

6. 图片清晰无明显干扰，部件显示终端亮度、对比度能

够自动调整，并自动记录个性化设置参数；

7. 图片统一采用JPG格式存储；

8. 同步检车：列车机车通过探测设备之后，图像数据即

可同步在部件信息浏览终端上显示；

9. 系统能够处理当前所有货车车型，能够清晰准确的抓

拍检测部位图片，不需人工调整；

10. 系统不能具备删除部件图像功能；

11. 系统能够按整体部件组合显示图像，拼接良好；

12. 系统能够用图像还原整车侧下部部件状态；

13. 系统数据库采用ORACLE8i数据库；

14. 系统采集、控制、服务器程序能够自动维护，过期图

片信息能自动备份或自动删除；

15. 系统能够实现按检车要求自动分配检测车辆和检测部

件；

16. 系统能够自动记录检车员看图的工作信息，并提供报

表；

17. 系统数据编码需符合HMIS编码规范和“5T”测报数据

规范，能够与HMIS及其它“5T”系统兼容和数据交换；

18. 系统图像浏览终端应能够按车次车号查询部件图片和

车辆信息；

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19. 系统能够自动生成含列车车次、编组辆数、过车时间、

编组类型、故障车位、车号、制造时间、制造厂、故

障部位、故障名称、检测员、处理员、处理方法等内

容的列车检查报告，并将上述信息自动转入HMIS系统，

提高HMIS数据录入的速度和准确率；

20. 系统应能提供室内检车员方便的故障标记工具,用于

在故障部位准确标注,并在故障图片中显示出车次,车

号,图片部位,标记时间,标记人,故障名称等信息,便

于故障图片的管理和通知现场对故障的准确定位，处

理；

21. 系统具有自检功能，能够自动检测通信链路、采集设

备、光源补偿装置、防护装置出现的故障并报警；

22. 系统初步具备故障自动识别功能。对钩缓、侧架、基

础制动、车底架等四个部位的故障，系统至少应能初

步实现制动梁脱落、摇枕及侧架可视部分裂损、枕簧

丢失、安全链脱落、制动梁支柱元销丢失及关门车故

障的自动识别与报警，积累经验。逐步提高图像故障

自动识别的准确率和兑现率。

五、 系统安装

本系统安装分二大类：硬件安装、软件安装。

(一) 硬件安装

1. TFDS系统设备分布示意图

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行

车

方

向

2. 磁钢安装

3. 基础施工图

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4. 摄像机布局

列车行驶方向

钢轨

4 3 2 1 5

5. 摄像机视频线、触发线布局

6. 电缆线铺设

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7. 网络布线

(二) 软件安装

1. 信息采集计算机软件的安装

 WindowsXP SP2安装

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 麦卡非杀毒程序安装

 设置XP登录的用户名及密码与服务器的一致

 工控机驱动安装

 Oracle数据库系统

 .ET框架2.0

 信息采集程序

2. 图像采集计算机软件的安装

 Windows 2000 SP4安装

 打系统补丁

 麦卡非杀毒程序安装

 设置XP登录的用户名及密码与服务器的一致

 工控机驱动安装

 .ET框架2.0

 图像采集程序

3. 终端窗口机软件的安装

 WindowsXP SP2安装

 麦卡非杀毒程序安装

 设置XP登录的用户名及密码与服务器的一致

 窗口机驱动的安装

 Oracle客户端安装

 .ET框架1.0

 统一平台程序安装

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4. 服务器端软件的安装

 详细步骤另见《服务器安装》资料

六、 系统维护与保养

TFDS系统的检修分为日常检修和定期检修。设备检修工

作必须坚持日常维修和定期检修相结合的原则，提高定期检

修质量，搞好日常维修工作，保证设备正常使用。

(一) 日常维修

日常维修包括：日检、周检、临时故障处理。日检

的重点是检查外部设备、设施的紧固、清洁等，以及对

设备的使用、网络情况、运行状态进行确认，并对摄像

机镜头进行校验。周检的重点是检查外部设备、设施的

紧固，各项技术指标的测试、校验、调整以及端口处理

器的磁盘整理，确保端口处理器运行正常。

(二) 定期检修：

定期检修分为：小修、中修、大修三级修程，检修质

量标准见附件。

定期检修周期：

修 程 小修 中修 大修 备注

周期 1年 3年 6年

(三) 在设备检修中，当多种修程重叠时，以高级修程为

主。各级修程可以提前或错后进行，提前或错后时 间为：

小修15天，中修一个月，大修两个月。

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(四) 定期检修工作应遵循以下原则：小修以全面检测为

主；中修以保持状态为主；大修以恢复为主，第二个

大修以更新为主 。

(五) 检修时间、方式和地点：

项目 周检 小修 中修 大修

修时 1天 3天 15天 15天

地点 现场 现场 指定单位 指定单位

方式 包人 包组 定人 定人

(六) 系统主要部件使用寿命和质量保证期：

计算机

部件 摄像机 镜头 磁钢 前置处理器 电缆

寿命 2年 1年 2年 5年 6年 3年

质保期 1年 1年 1年 1年 半年 1年

及附件

(七) 系统遇下列情况无法正常使用时，须立即通知列检

所进行列车技检：

1. 系统发生软件及设备硬件故障暂时无法恢复；

2. 设备受到干扰出现异常时；

3. 列车在检测数据采集站处调速停车时；

4. 停电；

5. 遇到不可抗拒因素，如自然灾害发生设备故障时；

6. 发生以上情况停机时，须认真记录并及时向有关部

门和人员汇报。

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(八) TFDS系统检修工具

单数

序号 名称 型号 主要功能

1 万用表(机械) Mf-47 个 1

2 万用表(数字) 1 个

3 钢卷尺 1 个

4 水平仪 1 个

5 组合板手 1 套

6 网线钳 1 个

7 高斯计 1 磁钢磁通量 个

8 测网仪 1 测量网线 个

9 光纤测量仪 1 测量光纤 台

10 电工工具 1 套

11 器 1 个

12 500V 兆欧表 个 1 测量地线电阻

13 300mm寸板手 把 1

14 450mm板手 把 1

15 450mm管钳 把 2

16 热风 个 1 加温热缩管

17 50M卷尺 个 1

位 量

台 1 18 TFDS动态模拟装置

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磁钢安装

试,模拟接车

对系统进行调

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(九) 数据采集站日检标准

项目 日检标准 测试条件 备注

直观检查 1、车轮传⑴ 清洁无尘

感器及卡⑵ 连接部须紧固、无松动，直观检查

具 须给油

⑴ 各部须清洁无尘 直观检查

⑵ 摄像机箱镜片须用脱脂直观检查

棉擦拭干净 直观检查

⑶ 箱体无破损 直观检查

2、轨侧探测

⑷ 各连接部需紧固、无松直观检查

装置

动 直观检查

⑸ 摄像机位置正确（仰角

15－17°）

⑹ 保护门开关正常

⑴ 灯架无松动 直观检查

3、补偿光⑵ 补偿光源保护玻璃清洁直观检查

源 无污，无破损 直观检查

⑶ 来车后补偿光源应开启

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⑴ 各部须清洁无尘 直观检查

⑵ 保护门开关正常 直观检查

⑶ 各连杆、圆销、转轴润直观检查

4、轨心探滑 直观检查

测装置 ⑷ 各连接、转动部须给油 直观检查

⑸ 各连接部须紧固、无松直观检查

动

⑹ 摄像机位置正确

5、电气控⑴ 插接头无松动 直观检查

制柜 ⑵ 各组件无异状 直观检查

(十) 数据处理中转站日检标准

项目 日检标准 测试条件 备注

⑴ 室内清洁无尘

1、设备外观检查 ⑵ 设备清洁、主机运直观检查

行无异状 直观检查

⑴ 不间断电源运行

2、电源

⑵ 动力电源箱无异直观检查

状

3、光纤收发器 ⑴ 指示灯显示正常 直观检查

正常，能自动转换 直观检查

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(十一) 数据分析中心日检标准

项目 日检标准 测试条件 备注

检查系统工作状况

⑵ 图像清晰 直观检查

检查系统网络通畅

机指示灯显示正常

⑴ 图像无错误 直观检查

检查窗口计算机

⑵ 无掉图现象 直观检查

调整光圈 光圈是否可调整 直观检查

检查系统工作日期直观检查

北京时间

时间

检查打印机 字正、图像清晰 直观检查

光纤收发器、交换直观检查

⑴ 设备运行正常 直观检查

检查网络服务器数数据存储空间不小直观检查

据容量 于3G

室内卫生

备整洁无尘

室内清洁无尘、设直观检查

(十二) 数据采集站周检标准

项目 周检标准 测试条件 备注

⑴ 各部须清洁无尘

1、轨侧探测装置 ⑵ 摄像机箱镜片须用

棉纱擦拭干净

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⑶ 箱体无破损 直

⑷ 各连接、转动部须给观

油 检

⑸ 各连接部须紧固、无查

松动

⑹ 摄像机位置正确

⑺ 保护门开关正常

⑴ 清洁、无松动、破损 直观检查

⑵ C1、C2磁钢中心距工具测量

270±2mm 工具测量

⑶ C3、C4磁钢中心距工具测量

270±2mm 工具测量

⑷ C0、C3磁钢中心距工具测量

2、磁传感器及卡具 8±0.5m 工具测量

⑸ C3与摄像机中心距

110±2mm

⑹ 磁钢中心距钢轨内

侧50±5mm

⑺ 磁钢顶面距钢轨上

平面35--40mm

⑴ 灯架无松动 直观检查

3、补偿光源

⑵ 补偿光源保护玻璃直观检查

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无破损 直观检查

⑶ 来车后补偿光源应直观检查

开启

⑷ 玻璃清洁无污、灯架

须清洁无尘

⑴ 各部须清洁无尘 直观检查

⑵ 保护门开关正常(用直观检查

铁器敲c0磁钢，保

护门应打开，5秒后直观检查

关闭) 直观检查

4、轨心探测装置

⑶ 各连杆、圆销、转轴

润滑

⑷ 各连接部须紧固无

松动，接线端子无

松动

⑴ 磁钢噪音（毫伏

表测）静噪＜50mV

用表测量

⑵ 摄像机电源：

5、电气控制柜

12V±0.5V

用表测量

用表测量

⑶ 光圈步进电机，

调节时

⑷ 正转A+—A-电压

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用表测量

用表测量

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24V±2V

⑸ 反转B+—B-电压

24V±2V

⑹ 保护门开关电源：

24V±0.5V

⑺ 补偿光源输出电

压：200V~250V

用表测量

(十三) 数据处理中转站周检标准

项目 周检标准 测试条件 备注

1、设备外观检查

⑵ 设备运行无异状 直观检查

⑴ 不间断电源运行正

常，转换正确 用表测量

2、电源

⑵输入电压为170V~250V 直观检查

⑶ 动力电源箱无异状

3、光纤收发器 ⑴ 指示灯显示正常 直观检查

4、光圈调节器

察镜头校验窗口)

⑴ 各部接口接插件无脱直观检查

5、各接口电路插

落、松动 直观检查

件、显示器

⑵ 显示器显示正常

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⑴ 室内清洁无尘 直观检查

⑴ 光圈、灯光可调节(观直观检查

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（十四）数据处理中转站周检标准

项目 周检标准 测试条件 备注

直观检查 清扫擦拭设备 室内整洁无尘

⑴ 不间断电源运行正

直观检查

常，转换正确

系统供电

直观检查

⑵ 电源接插件牢固、无

松动

⑴ 光纤收发器运行正常。 直观检查

光纤收发器和

⑵ 交换机接插件牢固可直观检查

交换机

靠、显示灯显示正确

⑴ 调出调节菜单适时调直观检查

光圈远程调节 节 光圈 直观检查

⑵ 调节光圈脉冲数正确

检查系统工作⑴ 系统运行正常 直观检查

状况 ⑵ 图像清晰、无错位 直观检查

光纤及其收发器、计算直观检查

连接部件 机、显示器、键盘、打印机、

交换机各部分连接可靠

检查网络服务直观检查

数据存储空间不小于3G

器数据容量

对窗口计算机直观检查

使系统运行加快

进行磁盘整理

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七、 常见故障分析与处理

(一) 电源系统

1. 三台图像采集计算机都不到相机

⑴ 相机12V电源是否打开；

⑵ 12V开关电源是否烧坏；

2. 补偿光源灯有不亮的

⑴ 对应的24V开关电源是否有电源输出

⑵ 氙气灯是否损坏

⑶ 对应的器是否损坏

3. 轨边机房4台计算机同时重启动

⑴ 输入电源功率是否符合要求

(二) 机械系统

1. 轨心保护门或者轨侧保护门开关不到位

⑴ 加强机械部分润滑

⑵ 两叠簧接触偏松，应紧固到适当程度

⑶ 行程开关安装位置不恰当

⑷ 保护门是否受力变形

2. 保护门开门或关门没反应

⑴ 电机损坏

⑵ 连轴杆脱落

⑶ 电机24V工作电源是否正常

(三) 相机拍图方面

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1. 某通道拍图太暗或太亮

⑴ 调整光圈至适当位置

⑵ 调整图像采集程序中的拍图参数到适当的值

⑶ 图像采集程序是否有必要设置东边、西边

⑷ 补偿光源是否全部工作正常

⑸ 是否存在光干扰

2. 某通道拍图模糊

⑴ 调整焦距至适当位置

⑵ 镜头是否损坏

⑶ 镜头保护镜片是否被污染

3. 5个通道相机拍图同时丢图

⑴ 轴数如果也是错的,则换1，2号磁钢

⑵ 如果轴数不错，则换3，4号磁钢

(四) 系统运行稳定性方面

1. 窗口机浏览图片速度太慢

⑴ 服务器G盘存图目录trainbmp图片存储太多，清

理以前的图片。

⑵ 数据库中数据日益庞大，备份过时的数据，减小数

据量。

⑶ 对服务器查杀病毒

2. 信息采集机在来车时没反应

⑴ 机器背部各连线是否牢固

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⑵ 重启检测仪和信息采集机

3. 信息采集机在来车时有反应，但图像采集机都没反应

⑴ 检查网络是否畅通，是否都能ping通服务器

⑵ 图像采集机配置是否正确

八、 系统产品易损件

序号 名称 型号 备注

1 专用摄像机(轨心/侧) Basler A312f

2 轨心镜头 5mm

3 轨侧镜头 6mm

4 电机 55LYX04直流永磁力距

5 氙气灯

6 器 10A

7 开关电源 24V

8 开关电源 12V

9 交换机 16口 机架式

10 光纤收发器 单模

11 分屏器 机械式

12 空气开关 10A

13 空气开关 60A

14 行程开关 AZ8108

15 1394卡

16 鼠标

17 键盘

九、 技术服务与支持

1.为用户提供设备的安装、调试，保证在规定的时间内正

常运行使用；

2 .TFDS系统设备保修期为一年，终身提供维护及技术支

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TFDS-1型货车运行故障动态图像系统使用说明书

持；

3 .为用户提供设备的使用、维护培训及相关资料；

4 .快速处理用户所提出的关于设备使用上的问题；

5. 快速为用户提供必要的备品、备件、易损件，同时保

证价格低，质量好。

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