PHM技术在高速道岔中的应用和难点分析

◆摘  要：通过PHM技术可以提高道岔检测水平，使铁路具有较高的安全性，消除道岔中存在的安全隐患。基于此，本文先从高速道岔、轨件损伤、设备故障三个方面对PHM技术在高速道岔中的应用进行分析，再从子系统性能、冗余信息、可测性三个方面对其应用难点进行分析，从而保障PHM技术的应用效果。

◆关键词：PHM技术;高速道岔;损伤检测

通过PHM技术可以对轨道实施健康管理，使轨道系统能够稳定的运行，对道岔的寿命、损坏情况等进行评估，进而提高对道岔的管理水平。为此，需要合理地对PHM技术进行应用，使技术能够充分地发挥作用，对高速道岔实施有效地管理。

1PHM技术在高速道岔中的应用分析

1.1高速道岔监测

高速道岔运转过程中，存在着损伤问题，一旦这种损伤超过一定的程度，将会对列车行驶的安全性造成影响。为了解决这一问题，需要将健康管理（PHM）技术应用在其中，使道岔得到有效地监测。PHM技术在监测方面的功能如下：第一，可以对轨道断裂情况进行监测，一般发生问题将会立刻产生报警，对区域进行封锁，保障裂车行驶的安全性。第二，可以对转换设备进行监测，使故障能够及时得到排查，对轨道安全问题实施有效控制。第三，道岔损伤监测，避免道岔发生较大的损伤，一旦出现损伤问题，将会提醒工作人员进行修复。

1.2轨件损伤检测

列车与道岔具有严格的性能指标，一旦超过一定范围，将会对轨件造成损伤，使安全隐患增加。从动力學角度来看，道岔处横向力需要小于80kN，纵向力需要小于400kN，这样才能防止轨件发生较大损伤。在应用PHM技术时，需要在高速道岔上安装超声检测装置，根据反射波状况对轨件损伤状况进行判断，进而对其进行修复。检测过程中，需要依赖于导波信号进行实现，对导波状况形成清晰地判断，使信号能够形成有效地采集，使损伤程度分析过程更加地准确。导波信好需要通过导波传感器进行检测，具有较高的灵敏度，进而保障损伤检测的精度。

1.3设备故障预测

通过PHM技术可以对道岔进行故障预测，使道岔的结构状态保持稳定，使其能够正常地工作。故障预测的判断依据较多，如位移、温度等，都可以对故障进行预测，使道岔故障问题能够及时地被发现，对故障实施有效地解决。例如：通过位移传感器可以对尖轨与心轨的位移轨迹进行检测，对道岔转换情况进行判断，使道岔能够稳定地运行。转换设备对于列车行驶非常重要，需要构建故障特征库，这样可以提高设备故障预测的准确性，使故障问题能够被及时发展，进而防止故障隐患扩大，对故障信息进行有效地评估。

2PHM技术在高速道岔中的应用难点

2.1子系统性能较差

PHM技术在应用时存在着子系统性能较差的问题，导致数据之间存在着较大的差异性，对数据的分析造成阻碍。在不同子系统中，容易出现数据类型与数据格式不匹配的现象，对数据之间的传递造成阻碍，导致数据无法有效地进行对比，进而影响到数据分析过程，使得子系统性能较差。为此，需要消除数据之间的差异性，采用统一的数据类型与格式进行处理，这样可以使数据之间的转换更加地方便，使子系统的运行性能更加地稳定，进而提高数据对比的效率，使道岔故障问题能够及时地被发现。

2.2冗余信息较多

在数据检测过程中，存在着冗余信息现象，使数据类型较为繁琐，并且不利于数据的管理。为此，在应用PHM技术时，需要做好数据的精简工作，针对关键性信息进行获取，使信息量能够得到有效地降低，进而提高信息的运用效率。例如：可以对数据信息的类型进行精简，使数据能够满足子系统的需求，这样可以降低子系统的复杂度，避免冗余信息的产生。通过这种方式，一方面可以减少内存的占用，提高PHM技术的应用效果，使系统工作效率得以提高。另一方面，可以提高有效信息的占有率，使数据的分析更加地具有针对性。

2.3可测性不足

在PHM技术应用过程中，存在着可测性不足的问题，无法对数据形成有效地分析，使数据检测效率受到影响，影响对道岔的分析效果。可测性不足主要体现在两个方面：一方面，检测机具依赖与人工操作，并且集成度较低，将会对系统的功能造成一定的阻碍。另一方面，测试数据类型较多，具有较强的离散性，不利与检测结果的分析，进而引起数据可测性的不足。为此，需要提高检测机具的集成度，使系统可以实现自动检测，提高道岔检测的效率。同时，需要提高数据分析能力，使离散信号得到有效采集，进而提高高速道岔的可测性。

3结论

综上所述，PHM技术是保障铁路安全性的重要方法，需要合理地进行应用，使设施、设备的安全性能够得到充分检测，使铁路损伤问题能够及时得到发现，进而保障高速道岔的质量，使其能够稳定地进行工作，保障列车能够顺利地通行。

参考文献

[1]陈浩，芦道林.高速铁路道岔动力学分析及关键技术研究[J].高速铁路技术，2021，12（03）：40-46.

[2]钱坤.PHM技术在高速道岔中的应用和难点分析[J].铁道建筑，2019，59（01）：102-105.

作者简介

洪慧鹏（1988.01-），男，民族：汉，职称：讲师，学位：学士，研究方向：铁道工程。