HXD1B型机车系统数据分析

王绍辉

（郑州铁路局郑州机务段，河南郑州450053）

HXD1B型机车系统数据分析

王绍辉

（郑州铁路局郑州机务段，河南郑州450053）

HXD1B型电力机车使用的是德国成熟的铁路机车控制系统，简称SIBAS 32系统。通过数据分析专家诊断系统软件Expert 2 viewer，分析人员可以看到系统的诊断信息、机车操作过程、机车工作环境状态等系统数据。如何利用系统数据排查机车故障隐患，对提高机车质量有着重要意义。结合郑州机务段数据分析方面积累的经验，重点介绍了系统数据分析过程、分析经验以及开展的工作，以供读者参考。

HXD1B机车；Expert 2 viewer；系统数据分析；诊断界面

HXD1B型电力机车使用的是德国成熟的铁路机车控制系统，简称SIBAS 32系统［1］。为了便于机车用户和技术维护人员直观的分析、掌握SIBAS 32系统的诊断信息、机车操作过程、机车工作环境状态的系统数据。西门子公司开发了SIBAS 32系统自诊断采用了数据分析专家诊断系统软件Expert 2 viewer。利用该软件，可以直观的利用计算机对诊断系统存储的数据及内容进行有效的分析，为机车实际故障的查找提供帮助和技术支持。

如何利用系统数据排查机车故障隐患，对提高机车质量有着重要意义。结合郑州机务段数据分析方面积累的经验，简要介绍了分析软件，系统数据分析过程、分析经验以及开展的工作，以供读者参考。

1　HXD1B机车数据分析软件

HXD1B的机车数据包括故障诊断信息和机车协议事件的记录。机车数据下载需要选用容量为2G，格式为FAT格式的U盘。在机车未上电前，技术人员将U盘插入I端副司机侧操纵台的U SB端口上，按照机车数据下载程序操纵微机显示屏，即可完成数据下载工作。

正常情况下，下载的机车数据包共有8个压缩文件，分别为CCU1DIAG.ZIP、CCU1PROT.ZIP、CCU2DIAG. ZIP、CCU2PROT.ZIP、TCU1DIAG.ZIP、TCU1PROT. ZIP、TCU2DIA G.ZIP、TCU2PROT.ZIP。技术人员可以通过Expert 2 viewer程序，下载这些数据文件。

Expert 2 viewer程序的界面如图1所示。图中CarNo表示机车号，Code ID表示故障代码，Date-TimeOcc表示记录开始时间，DateTimeGone表示记录结束时间，EventText表示记录内容。其中在诊断界面中即CCU1DIAG.ZIP、CCU2DIAG.ZIP、TCU1DIAG. ZIP、TCU2DIAG.ZIP这4个文件操作界面下，双击机车诊断记录会进入记录环境界面。环境界面如图2所示，其中的数据详细描述了诊断记录发生时的机车各部件运行状态。

图1　Expert 2 viewer程序界面

图2　诊断记录环境界面

2　机车数据分析过程

对HXD1B机车的数据分析，按照诊断界面中记录的不同，按以下3种情况进行：

（1）如果诊断界面中有相应的故障记录，且故障没有消除时间，可根据故障记录，确定故障范围，更换相应故障元件。以图3所示的故障为例，故障代码145，故障开始时间2014-03-30 T16：22：00，没有故障结束时间，故障内容为HWP：检测到错误4QC1模块-A1→测试/NEV1。即硬件保护：检测到4QC整流部分的A1模块故障，执行测试程序同时隔离了中间直流环节1。该故障没有结束时间，且故障内容较为明确，因此机车回机务段后，技术人员根据故障内容检查了A1模块，发现模块已炸裂，随即更换了故障模块。

图3　故障举例1

（2）如果诊断界面中相应的故障记录有消除时间，需结合相应控制器件的过程记录，判断出故障是如何产生、消除的，以采取相应的处理措施。在此过程中，建议读者将机车的电路原理图及器件工作原理与机车数据相结合，从而更好的分析数据中包含的信息。以图4所示的故障为例，故障代码202，故障开始时间2014-05 -06 T10：21：51，故障结束时间2014-05-06 T10：22：16，故障内容为主断闭合故障，没有主断闭合反馈信。该诊断界面为CCU2的诊断界面，因此从CCU2的过程界面如图5所示，分析故障时刻的机车运行过程。故障前后，机车运行过程如下：

10：21：48～10：21：52主断闭合释放（$E131_05）

10：21：50～10：21：51司机闭合主断

10：21：51～10：21：52主断控制继电器=21-A11 -K01闭合（$E131_15）

10：21：52～10：21：52主断路器状态：字节12：主断闭合故障

结合机车原理图及主断路器工作原理可知，主断路器闭合的条件是主断软、硬件环闭合，同时CCU发出主断路器闭合指令，满足上述条件后，主断路器电磁阀得电，风路导通从而推动主断操作机构闭合主断路器触点。分析机车过程数据，我们可以看出故障时刻，满足了主断路器的闭合条件，同时如果是不满足主断闭合条件，则会产生其他故障代码，如代码211，故障内容继电器21-A11-K02闭合故障，表示主断路器硬件环故障等。因此故障时刻主断路器没有闭合的原因，应该是主断路器本身存在故障。我们更换机车主断路器后，未再发生该故障。

图4　故障举例2

图5　故障举例2过程分析界面

（3）如果诊断界面中没有相应的故障记录且故障现象会自动消除，需结合相应控制器件的过程记录，以及故障时刻机车的其他诊断记录判断出故障是如何产生、消除的，以采取相应的处理措施。特别是在行车过程中，机车诊断界面中往往产生故障代码为315，故障内容为定速控制：状态不允许的记录，读者在分析故障时，建议注意利用该条代码判断机车故障。以图6所示的故障为例，故障现象机车运行途中，偶尔发生司机提手柄主断路器自动断开的现象。故障分析如下：

①16：03故障初次发生时，分析CCU2的诊断界面如图6所示，在故障时刻没有找到关于主断路器的故障记录；

②分析CCU2的过程界面如图7所示，故障发生前主断路器处于闭合状态，司机提了牵引手柄，随即发生主断路器断开故障：

③再次分析CCU2的诊断界面，分析16：03时，有定速控制：状态不确定的记录，双击该记录，分析环境界面数据如图7所示，发现提示CCU控制主断闭合的模块输出均为低电平，但是从过程数据记录中，没有找到影响主断闭合的条件；

④按此方法分析其他故障时刻的数据，发现故障现象基本一致，因此更换了机车S K S模块，机车随后运行过程中没有再发生该故障。

3　经验总结

通过上述3种数据分析情况，我们总结如下经验，供读者参考：

（1）在日常工作中，建议读者通过收集资料、上车试验等方式，结合机车电路原理图，学习、掌握机车诊断界面中各种故障代码的含义及产生条件。在熟悉了各种故障代码的基础上，我们分析机车故障时，可先判断故障部件，再分析机车数据中记录了哪些该部件的哪些故障代码，同时该部件有哪些故障代码没有出现，从而帮助我们缩小部件故障判断范围；

图6　故障举例3诊断界面

图7　故障举例4过程界面

图8　故障举例4环境界面

（2）对于机车运行过程中的故障，在分析数据的过程中，如果遇到数据诊断界面中没有故障记录的情况，建议读者注意利用故障代码为315，故障内容为定速控制：状态不允许的记录，因为机车在运用过程中，发生故障后往往会导致机车退出定速状态。通过分析该记录的环境变量，可以帮助我们了解机车故障时刻的各部件状态，从而找出故障原因。

4　开展的工作

对应机车数据分析过程，我们在实际生产过程中开展了以下工作：

（1）建立了数据分析平台，具备了数据的初步筛选、共享、统计等功能。机车回机务段后，检修人员可以将下载的数据直接上传至平台。通过平台中嵌入的分析程序，可以在线看到数据的诊断、过程界面。同时软件平台会自动筛选出故障时间没有消除的代码，在诊断、过程界面中添加颜色，以提醒检修人员需要扣车处理。

（2）编写了环境数据分析软件，实现了对环境数据的自动翻译。对需要分析环境变量的数据，分析人员可将需要分析的环境数据拷至软件输入界面。经过软件内部处理后，分析人员可以在软件输出结果界面中，看到翻译结果。同时在结果的备注栏中，软件给出了各部分结果的正常值，以供分析人员对比、判断。

（3）建立了数据分析台账，以达到积累数据分析经验的目的。为了积累数据分析的经验，我们建立了数据分析台账，台账的内容包括车型、车号、日期、故障情况、数据记录、分析过程、处理措施、分析心得等内容。通过建立台账，一方面技术人员积累了数据分析的经验，另一方面也方便检修职工学习。

5 结束语

和谐机车系统数据分析是降低机车事故等级的重要手段，随着用数据修车、用数据保车的现代检修理念的深入贯彻，机车系统数据分析工作在提高机车质量方面正发挥着越来越重要的作用。

［1］ 甘雄华.HXD1B、HXD1C型电力机车常见故障及处理［M］.北京：中国铁道出版社，2013.

System Data Analysis of the HXD1B Locomotive

WANG Shaohui
（Zhengzhou Railway Bureau，Zhengzhou Loco motive Depot，Zhengzhou 450053 Henan，China）

The control system used in the H XD1B locomotive is Germany＇s mature railway locomotive control system，or the SIB AS 32 system for short.Through the data analysis of expert diagnosis system software named as Expert 2 viewer，analysts can know the system data such as system diagnostics，locomotive operation process，and locomotive working environment status.It＇s very important to find a way to use the system data to find the hidden trouble of the locomotive.Combined with the experience of data analysis，this paper mainly introduces the system data analysis process，analysis experience and carrying out the work，in order to offer

for readers.

HXD1B loco motive；expert 2 viewer；system data analysis；diagnostic interface

U269.6

A doi：10.3969/j.issn.1008-7842.2015.04.28

1008-7842（2015）04-0119-03

3—）男，硕士研究生（

2014—11—21）