铁路机车车辆运行故障监测诊断技术

2020-11-27胡英杰

商品与质量 2020年2期

胡英杰

烟台港铁路公司山东烟台 264001

1 系统功能

机车故障诊断专家系统在专家分析规则信息库的支撑下，对从机车车载设备上下载的全部数据进行纵向和横向分析。在专家分析子系统中，专家库与规则学习机制是核心组成部分，通过专家库的分析规则和规则学习机制获取的分析规则，对机车本身以及同类机车进行横向综合评判。

机车故障诊断专家系统从数据采集、数据组织与存储、数据预处理、数据分析和检测结果呈现五个部分设计与实现。根据机车车载数据接口模式、文件组成、文件结构、数据构成、数据与核心部件与系统（包括机车网络控制系统、主变流器、辅助变流器、制动系统和其他关键部件）运行状态之间的关系、数据与机车运用工况（包括正常行驶、过分相、行车制动、库内行驶、库内实验等）之间的关系，构建涵盖机车车载数据处理、存储到故障诊断专家逻辑为一体的机车故障诊断专家系统[1]。

2 故障诊断以及安全监测的技术基础

为了确保设备的工作状态满足既定的生产运行要求，各个单位均会对设备予以定期的检查，但是尽管定期检查未发现故障隐患，但是在设备实际运行阶段，仍然存在出现突发性故障的风险，所以需要对设备予以不间断的监测，以此来有助于更加快速地查明故障出现的位置以及原因，并予以有针对性的处理。对于铁路机车车辆而言，更是需要将故障监测诊断技术应用其中，以此来保证铁路机车车辆可以得到高质量的运行。

共振是铁路机车故障监测诊断技术的基础，并且通过分析共振的原理可以发现，其可以对铁路机车车辆故障予以更为有效的诊断，同时也是现阶段铁路机车车辆故障诊断时最为常用的方法。共振故障监测诊断技术存在非常强的适用性，其可对大部分故障予以准确的监测。在实际应用过程中，由于铁路机车车辆结构较为复杂，故障部件所产生的振动往往被其他振动噪声掩盖，从而导致直接通过振动信号进行故障诊断的精确度难以得到有效的提升[2]。

3 故障诊断和安全监测技术的研究与应用

3.1 机车车载和地面系统的建立

为了提高铁路机车车辆运行的安全性与可靠性，降低铁路机车车辆故障的发生频率，则需要将共振解调信息主动诊断、多因素联合诊断及多物理量综合诊断等故障诊断方法论相融合，从而建立起更为科学、有效的故障自动诊断专家系统，以此来实时监测机车中轴承、齿轮以及踏面等旋转机械部件的运行情况，并对潜在的故障隐患进行分析、预警和诊断，同时也可利用转速相位跟踪及谱号固化的理论抽象谱技术来防止车速改变而引发的故障频率信号漂移现象的出现，使故障诊断精度可以得到极大的提高。另外，故障诊断准确率的提升，无疑也可使铁路机车车辆的运行更加安全，并且作为重要的交通运输工具，铁路机车的安全性也因此受到了密切的关注，所以为了进一步提高铁路运输的能力，则有必要提高铁路机车车辆运行的安全性，同时也要注意减少故障事故的出现次数。

3.2 建立的机车、客车转向架的水平、垂直振动冲击监测系统

铁路机车车辆的运行状况可通过车辆振动的波长情况来予以诊断，并且也是诊断铁路机车车辆运行状态时最为常用的手段。通过使用振动原理来对铁路机车车辆运行故障进行诊断，可以有效地对铁路机车中关键部件的运转情况进行故障监测，并且也可根据故障诊断结果来合理、科学地分析出故障出现的原因，并给出有针对性的故障处理方法，这对于确保铁路机车车辆可以得到安全、可靠的运行有着关键的作用。另外，在振动冲击监测系统的帮助下，铁路机车车辆的故障诊断水平也会因此得到极大的提升，具有十分重要的应用价值。

3.3 故障诊断系统的建立

在建立故障诊断系统时，必须要将先进的科学技术融入其中，以此来确保故障诊断能力可以得到最大限度的提高。此外，通过轨道传感器阵列、诊断装置主机、接收主机所有构成的非接触通过式列车故障诊断系统，并运用超谐振式声学共振解调非接触动态诊断原理，来动态化的监测铁路机车中旋转部件的故障信号，并且可将采集到故障信号传输至接收主机中，由接收主机对故障信号进行分析、判断，最后在主机中将铁路机车车辆的运行状态显示出来。总之，故障诊断系统的建立，可以有效地对铁路机车车辆运行状态进行监测，不仅可以降低故障事故的出现概率，同时也可以使铁路机车车辆运行的安全性以及可靠性得到极大的提高，对提升铁路机车的运行质量可以起到关键的作用[3]。

3.4 注重总结诊断方法

在进行故障诊断时，需要有关检修人员具备相应的观察能力、逻辑能力、分析能力等，除了要对故障予以快速处理外，同时也要对诊断方法予以总结和创新。其次，由于故障类型、原因、故障车辆类型等不同，因此在诊断过程中需要人员能够快速分辨出故障类型及适合的诊断方法，同时注重提升自身的综合素质，并且能够根据故障接车车辆的型号等提出诊断技术的改进方法，有助于故障监测诊断技术的综合应用水平得到提升。