铁路车辆运行故障监测诊断技术的应用

崔建云

摘 要：铁路是我国最主要的交通工具，铁路运输事业的发展有助于推动我国交通运输事业的全面发展。现阶段，铁路网络的建设已经横贯世界各地，为人们的出行带来了极大便利。但是，铁路车辆运行故障会影响交通运输的效率和秩序。因此，本文深入研究铁路车辆运行故障监测诊断技术的具体应用，从而有效控制铁路车辆运行故障的发生，促进铁路运输事业的发展。这些故障监测诊断技术与设备的有效应用不仅可以保证轨道交通的运输效率，还可让人们的出行更加安全、高效。其间，首先要建立车载与地面系统，而后要建立铁路车辆运行故障监测诊断系统，不断总结故障监测诊断方法，以更好地发挥系统的作用。

关键词：铁路车辆;运行故障;故障监测诊断技术

中图分类号：U279文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）04-0112-03

Abstract： Railway is the most important means of transportation in China， and the development of railway transportation will help promote the overall development of transportation in our country. At this stage， the construction of railway networks has traversed all over the world， bringing great convenience to people's travel. However， the operation failure of railway vehicles will affect the efficiency and order of transportation. Therefore， this paper deeply studied the specific application of railway vehicle operation fault monitoring and diagnosis technology， so as to effectively control the occurrence of railway vehicle operation faults and promote the development of railway transportation. The effective application of these fault monitoring and diagnosis technologies and equipment can not only ensure the transportation efficiency of rail transit， but also make people's travel safer and more efficient. In the meantime， the on-board and ground systems must be established first， and then the railway vehicle operation fault monitoring and diagnosis system shall be established， and the fault monitoring and diagnosis methods shall be continuously summarized， in order to better play the role of the system.

Keywords： railway vehicle;operation fault;fault monitoring and diagnosis technology

近年來，国家高度重视发展交通运输事业，在我国经济稳步发展的背景下，铁路工程数量不断增加，建设规模不断扩大，极大地推动了我国铁路运输事业的发展。但是，铁路工程规模的浩大也增加了车辆故障监测与维修的难度。随着信息化技术的发展，人们需要提高铁路车辆运行故障监测诊断技术的科学性与有效性，从而保证铁路车辆运行的安全性与稳定性。

1 铁路车辆运行故障监测诊断技术及其系列产品

1.1 车辆运行故障诊断及安全监测的技术基础

通常，为保证铁路车辆运行的安全性与稳定性，技术人员会定期开展车辆的检查、维修与养护工作，避免车辆出现运行故障[1-2]。但是，采用人工方式开展故障检查时容易出现漏洞，车辆轴承材质内部的故障检查往往存在疏漏。在铁路车辆运行过程中，许多故障的发生都十分突然，一旦故障发生，工作人员往往难以及时进行有效应对和处理。铁路车辆运行故障监测诊断技术的应用有助于工作人员在车辆出发之前和行驶的过程中及时发现车轮和轴承等部位的故障，进而确保车辆运行过程的安全性和稳定性。

现阶段，比较常用的铁路车辆运行故障监测诊断技术主要是振动与温度监测技术。该技术需要工作人员对运行车辆振动与温度变化的实际情况进行监测与诊断，如果出现振动波动不正常或温度升高的情况，就能够判断车辆走形部故障发生率较高。振动监测技术在铁路车辆运行故障监测中的应用时间较早，应用初期主要利用振动传感器收集铁路车辆运行数据信息，之后，工作人员结合信号频率和时间等因素，对这些数据信息进行分析。但在实际应用该技术的过程中，在复杂的车辆运行结构和环境等因素的影响下，人们难以保证铁路车辆运行的振动监测精准度。随着现代信息技术的高速发展，铁路车辆运行故障监测诊断技术的应用方式实现了一定的创新与突破，同时极大增加了信息的收集量，多种技术的融合应用有效提高了铁路车辆运行的安全性，相关技术的应用与发展也在很大程度上满足了铁路车辆运行故障监测的实际需要。未来需要将监测技术的针对性应用作为铁路车辆运行管理的重点内容，进而提高技术应用的科学性与有效性。

1.2 铁路车辆运行故障监测与诊断的传统技术

传统铁路车辆运行故障监测与诊断技术的应用在很大程度上提升了车辆运行的安全性与稳定性。一般来说，较为常用的传统监测与诊断技术主要包括振动分析技术、超声波技术（图1为基于微控制超声波技术的车辆故障监测诊断系统示意图）以及红外线技术。这些技术能够实现对车辆运行状态下大中型部件断裂故障、车体内部裂缝等问题的监测与诊断，从而帮助工作人员及时控制车辆运行中的安全隐患，并采取有效措施进行处理，避免故障发生而影响车辆运行的效率和质量。现阶段，铁路车辆运行故障管理仍然以传统监测技术为主，其能够实现对大多数车辆运行故障的监测与诊断，提高监测与诊断的针对性与准确性。在技术的应用过程中，工作人员会依据监测的时效性与质量需求开展技术优化与改进工作，从而有效预防铁路车辆运行故障的发生。

1.3 铁路车辆运行故障监测诊断技术的系列产品

在我国经济高速发展的背景下，信息化技术和机械自动化技术取得了进一步发展，为我国多种新型铁路车辆运行故障监测产品的研发提供了有力的技术支持。例如，我国研发的JK00430故障监测机能够针对铁路车辆运行部件故障进行监测，JK03412故障监测机（见图2）能够对车辆轴承故障进行监测。多种监测诊断技术与产品的研发与应用在很大程度上提高了我国铁路车辆运行故障监测诊断工作的全面性、针对性与精准性，进而保证了铁路车辆运行的安全性和稳定性。

2 轨道交通运载设备故障诊断与安全监测技术分析

2.1 车载与地面系统的建立

在实际应用铁路车辆运行故障监测诊断技术的过程中，要以铁路车辆本身故障的监测管理为基础，对车辆的运行环境、内部结构和监控技术进行统一管理，同时实现信息传递技术、远程监控技术以及故障联动协调技术的有效结合，将铁路车辆运行故障监测与地面管理系统进行整合，确保工作人员能够打破时间和空间的局限，随时借助远程终端设备查看铁路车辆运行的实际情况，同时，要及时发现车辆运行存在的故障，根据预警确定故障的具体位置，并采取有效措施进行科学有效的应对和处理[3-4]。

这个过程主要分为三个阶段。第一阶段，工作人员需要对铁路车辆运行故障监测的终端进行信息收集与管理，每辆车需要安装运行故障监测诊断信息收集与传递设备。第二阶段，要借助故障监测系统与诊断技术，结合故障诊断数据对车辆运行故障進行诊断，并将难以准确识别和判定的故障数据信息传递给专家系统进行诊断，保证故障诊断的实效性。第三阶段，工作人员需要依据铁路车辆运行故障监测与地面管理系统的相关反馈结果，将故障监测重点信息展示出来，从而有效推动铁路车辆运行故障监测管理朝信息化方向发展。车载地面故障监测系统示意图如图3所示。

2.2 铁路车辆运行故障监测诊断系统的建立

铁路运输事业发展初期，工作人员通常在铁路车辆故障发生后开展诊断工作。在诊断过程中，需要对故障进行逐一排查，不利于提高故障诊断与处理的效率，而后期监测也难以实现对故障的有效预防。信息化时代，铁路车辆运行故障诊断实现了信息技术与传感技术的有效结合，进而帮助工作人员对车辆运行状态进行跟踪记录，之后将相关数据信息保存至系统中，为后期运行数据问题的分析提供有效的参考依据。如果后期记录的数据与之前保存的数据存在较大的波动，工作人员就需要提高对该车辆运行情况的重视度，在故障监测数据的波动超过限定值时就需要进行故障预警。铁路车辆运行故障有可能是新发生的故障，还有可能是设备长期使用出现老化而导致的故障，相关技术人员通过对车辆运行数据的波动情况进行监测分析，能够明确故障类型。铁路车辆运行故障诊断系统的建立能够针对不同类型的故障提出最有效的处理方式，进而提高故障监测与诊断技术应用的实效性，保证车辆运行的安全性和稳定性。

2.3 注重总结诊断方法

铁路车辆运行过程中，由于运行环境、线路状况等因素的影响，相同的故障振动往往体现出不同的问题。因此，技术人员需要全面记录故障发生现场出现的问题，针对不同问题出现的原因提出有效的应对和处理措施，确定车辆运行故障是车辆类型、内部结构问题，还是运行环境导致的问题。之后，依据相关问题的处理方式进行记录与整理，为后续维修人员开展车辆运行故障管理提供可靠的参考依据，提高车辆运行故障管理水平。技术人员要不断提高自身的专业能力，进而推动铁路车辆运行故障管理工作的顺利进行。

3 故障监测诊断技术在铁路车辆运行故障监测诊断中的应用

现阶段，我国对铁路车辆轮轴故障监测与诊断技术的应用往往需要依靠共振波动管理来实现。这种技术具有较强的科学性，因此在铁路车辆运行故障监测与诊断中得到了广泛应用。首先，在应用振动监测技术的过程中，要借助信号发射学技术、声波传递技术以及共振调节技术等对车辆运行时的信号进行收集，并对某一节点的异常数据进行预警管理，对多种常规设备进行统一应用与管理。经过长期的技术优化，其已经能够捕捉极其细微的振动，使得铁路车辆运行故障监测诊断技术的应用满足铁路车辆故障监测的实际需要。在未来信息化技术不断发展的环境下，我国需要将铁路车辆运行故障监测发展的目标放在建立信息共享平台上，以提高故障监测与处理效率。故障监测系统能够对铁路车辆轮轴正常振动与故障振动之间存在的差异进行精准判断与分析，以精确的振动状态划分提升铁路车辆运行故障监测诊断效率。同时，将车辆传感器收集的振动、故障以及温度等信息及时传递至地面管理系统平台，并由监测人员对故障预警信息进行研究与分析，进而针对不同故障提出有效的处理方案。此外，建立完善的故障诊断总结管理平台，为后期车辆运行管理的改进提供有效的参考依据，并设计出故障预警系统，系统依据故障等级给出铁路车辆继续运行、减速或停车的信号，从而提高铁路车辆运行故障监测、诊断与处理的效率和质量。

4 结语

在铁路运输事业发展过程中，铁路车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用有利于实现铁路车辆运行故障管理与信息化技术的有效结合，但该技术应用目前仍然存在一定的缺陷，进而影响铁路车辆运行故障监测与诊断的效率和质量。未来，相关技术人员需要对铁路车辆运行故障监测诊断技术进行深入细致的研究，从而提高技术应用的有效性，促进铁路事业的进一步发展。

参考文献：

[1]张皓惟.铁路机车车辆运行故障监测诊断技术[J].中外企业家，2018（33）：142.

[2]潘贵才.铁道车辆状态监测诊断技术的研究现状[J].齐齐哈尔大学学报（自然科学版），2010（6）：23.

[3]KURE G，刘景宝.状态监测：维修的最佳化[J].国外内燃机车，2010（6）：45-46.

[4]麦金森，夕文.铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用[J].中国铁路，2007（3）：56-59.