THDS故障分析與對(duì)策思考

金海軍 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司車(chē)輛部

1 簡(jiǎn)介

車(chē)輛軸溫智能探測(cè)系統(tǒng)(THDS)是實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行車(chē)輛的軸承溫度，進(jìn)行跟蹤報(bào)警，發(fā)現(xiàn)車(chē)輛熱軸、防止燃切軸，確保鐵路運(yùn)輸安全的重要設(shè)施。經(jīng)THDS探測(cè)站設(shè)備采集到的軸溫信號(hào)，通過(guò)鐵路通信網(wǎng)快速傳輸至集團(tuán)公司車(chē)輛運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)站。

截止2018年12月底，上海局集團(tuán)公司管內(nèi)(不含金溫公司)共有THDS設(shè)備501套(單方向)。其中：普速線路401套、高速線路100套，三年內(nèi)新增36套。

2 故障統(tǒng)計(jì)分析

經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)2016年-2018年集團(tuán)公司車(chē)輛運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)站記錄的故障信息，管內(nèi)THDS發(fā)生車(chē)輛部門(mén)設(shè)備各類(lèi)故障1 160件、影響時(shí)間23 842.9h(停機(jī)類(lèi)故障 528件、10 141.8 h)，通信部門(mén)故障6 032.7h，供電部門(mén)故障2 099.4 h。

2.1 車(chē)輛部門(mén)故障

2.1.1 按周統(tǒng)計(jì)分析

三年中，每年因車(chē)輛部門(mén)設(shè)備原因造成的各類(lèi)故障分別為404件、372件、384件。由于探測(cè)站沿線設(shè)置距離遠(yuǎn)、天窗作業(yè)限制、故障處理遲緩、備品備件不足等原因，導(dǎo)致故障影響時(shí)間較長(zhǎng)。從周故障數(shù)量分布圖可看出(如圖1)，低溫季節(jié)故障相對(duì)較少。高溫季節(jié)故障較多，主要由雷擊和工控機(jī)(主機(jī)箱)死機(jī)造成。設(shè)置在鐵道線的探測(cè)站、不少又在山區(qū)，容易受到雷擊影響。高溫季節(jié)探測(cè)站室內(nèi)溫度高、機(jī)箱內(nèi)灰塵較多等因素，容易造成工控機(jī)(主機(jī)箱)死機(jī)；電壓波動(dòng)較大也會(huì)影響設(shè)備的穩(wěn)定。

圖1 周故障數(shù)量分布

2.1.2 按部件統(tǒng)計(jì)分析

（1）室外部件

列室外故障部件前三位是：大門(mén)檔板(熱靶)類(lèi)160件、占51.9%，板環(huán)溫67件、占21.8%，磁鋼48件、占15.6%(見(jiàn)表1)。板環(huán)溫故障中：更換環(huán)溫頭26件，其中17件發(fā)生在6-9月份。磁鋼故障中：磁鋼線斷10件、磁鋼性能下降更換10件、工務(wù)施工損壞7件、干擾等21件。軌邊環(huán)境，容易造成磁鋼性能下降或電纜老化，部分磁鋼使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；1號(hào)磁鋼安裝在距機(jī)房50(或80)m外遠(yuǎn)，工務(wù)部門(mén)維護(hù)線路時(shí)易忽視、車(chē)輛部門(mén)維修人員疏于檢查、維護(hù)原因，導(dǎo)致故障較多。同樣，安裝在軌邊的探頭也易發(fā)生故障，三年共發(fā)生探頭故障26件，更換探頭16個(gè)。

表1 室外故障部件分布表

室外故障部件中，最多的是大門(mén)檔板(熱靶)類(lèi)。其中：大門(mén)異常自行恢復(fù)58件、占36%，更換大門(mén)(熱靶)40件、占25%，更換大罩32件、占20%等 。包括多數(shù)更換大罩也是因大門(mén)（熱靶）組件故障原因，現(xiàn)場(chǎng)為達(dá)到快速搶修的目的而做了整體更換。由于大門(mén)需頻繁的進(jìn)行開(kāi)閉動(dòng)作，易出現(xiàn)因大門(mén)電機(jī)連桿變形卡滯而導(dǎo)致的大門(mén)故障。大門(mén)有時(shí)遭工務(wù)石渣打擊，導(dǎo)致變形。熱靶長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱會(huì)造成輻射面老化，溫度傳感器損壞等。大門(mén)異常自行恢復(fù)故障是由于：偶發(fā)性大門(mén)開(kāi)啟卡滯、關(guān)閉不到位，探頭視場(chǎng)光路遮檔導(dǎo)致采集軸溫異常，以及熱靶標(biāo)定時(shí)因大門(mén)關(guān)閉不到位而引起探頭無(wú)法采集到熱靶溫度導(dǎo)致熱靶曲線異常。有的大門(mén)卡滯引發(fā)的故障，經(jīng)列車(chē)震動(dòng)等外界因素干擾后，自行恢復(fù)。

（2）室內(nèi)部件

列室內(nèi)故障部件前三位是：主機(jī)箱(工控機(jī))及板卡409件、占48.0%，控制箱及板卡143件、占16.8%，其它133件、占15.6%(見(jiàn)表2)?？刂葡浼鞍蹇ㄖ邪l(fā)生故障較多的是功放板32件、溫控板28件、測(cè)溫板17件。探測(cè)站電源故障92件，其中：機(jī)房配電箱電源跳閘69件。電源箱及板卡部件故障44件，其中：更換電源箱19件。電源箱及板卡故障發(fā)生概率相對(duì)較小，故障主要由雷擊損壞造成。其它類(lèi)故障主要是不明具體原因報(bào)異常后自行恢復(fù)的情況。

表2 室內(nèi)故障部件分布表

在室內(nèi)故障部件中，最多的是主機(jī)箱(工控機(jī))及其板卡類(lèi)。其中：死機(jī)重啟209件、占51%，更換板卡84件、占21%，更換主機(jī)41件、占10%等。死機(jī)故障通常由于：高溫、散熱不足引起。工控機(jī)故障還包括長(zhǎng)時(shí)間使用后，硬盤(pán)碎片積累過(guò)多、非正常斷電產(chǎn)生壞道，致使系統(tǒng)存取數(shù)據(jù)異常、工作不穩(wěn)定。A/D卡(采集板)是主機(jī)板卡故障中最多的一類(lèi)，30件A/D卡故障中的15件是由廠家新配安裝在機(jī)箱內(nèi)不匹配造成。2018年4-5月份管內(nèi)京九、京滬等多條線路，22臺(tái)工控機(jī)遭受病毒攻擊后死機(jī)。其它類(lèi)有：重裝系統(tǒng)、更換硬盤(pán)、插拔內(nèi)存等。

2.1.3 電源、雷擊故障分析

從電源、雷擊故障周分布圖 (如圖2)，可看出每年夏季是此類(lèi)故障的多發(fā)期，雷擊易造成電源跳閘或部件損壞。探測(cè)站遭受雷擊，經(jīng)常受損壞部件較多，給故障原因判斷和處理帶來(lái)困難。例：2017年7月份宣杭線妙西站、2018年5月份合武線墩義塘站上行，因遭受雷擊停機(jī)時(shí)間分別長(zhǎng)達(dá)146.3 h和244.5 h。2018年第21周的22件故障中，10件是遭受雷擊后探測(cè)站配電箱電源跳閘或部件損壞。杜絕雷擊影響很難，但可以通過(guò)提高接地線質(zhì)量、降低接地線阻值、采用綜合防雷等減少。

圖2 電源、雷擊故障周分布

2.2 通信部門(mén)故障

集團(tuán)公司管內(nèi)501套 (方向)設(shè)備中，使用數(shù)字通道396套(方向)，使用模擬通道105套(方向)。記錄顯示，近三年來(lái)的通訊故障主要發(fā)生在使用音頻通道傳輸?shù)钠謻|鐵路等探測(cè)站。由于音頻通道在電氣化區(qū)段受電磁感應(yīng)、雷電等外界因素干擾，使得通道傳輸質(zhì)量低，故障易發(fā)。且音頻傳輸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)現(xiàn)故障后需維修人員到機(jī)械室一段段檢查，處理方式復(fù)雜，造成影響時(shí)間較長(zhǎng)。2018年12月浦東鐵路蘆潮港、漕涇下行，均因通信線路原因造成通訊中斷超過(guò)100 h。采用數(shù)字通道傳輸因抗外界干擾強(qiáng)、通訊狀態(tài)穩(wěn)定，極少發(fā)生故障。故障發(fā)生后，使用ping命令檢測(cè)相關(guān)網(wǎng)關(guān)、IP地址，即可快速、準(zhǔn)確地判斷故障位置，故障處理時(shí)間大大縮短。

2.3 供電部門(mén)故障

因供電線路檢修、故障等原因，造成貫通或自閉電或二路同時(shí)停電，而THDS探測(cè)站兩路電未切換或UPS電源不能正常使用造成設(shè)備停機(jī)。THDS設(shè)備臺(tái)帳顯示，目前有多條支線的探測(cè)站使用一路外接電源配UPS供電。供電線路停電后，因UPS電池狀態(tài)不良而導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)情況較多。確保UPS設(shè)備能正常使用可避免或減少供電部門(mén)停電帶來(lái)的影響。

3 對(duì)策思考

（1）建立設(shè)備預(yù)檢預(yù)判制度。巡檢作業(yè)前對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析預(yù)判不細(xì)、異常臨界指標(biāo)了解不足、檢修重點(diǎn)不明、檢修時(shí)簡(jiǎn)化作業(yè)，是造成設(shè)備檢修質(zhì)量不高、故障多發(fā)的重要原因。編制《設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)》，作業(yè)前利用復(fù)示終端或遠(yuǎn)程登錄查閱探測(cè)站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，做好設(shè)備預(yù)檢。在巡檢時(shí)對(duì)預(yù)檢發(fā)現(xiàn)的異常指標(biāo)及隱性故障作為重點(diǎn)，進(jìn)行檢測(cè)、檢修。

（2）規(guī)范故障處理過(guò)程、合理儲(chǔ)備配件。利用集團(tuán)公司車(chē)輛安全監(jiān)測(cè)設(shè)備檢修系統(tǒng)、配件管理信息系統(tǒng)，對(duì)故障處理情況和儲(chǔ)備配件進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。定期對(duì)故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，合理儲(chǔ)備配件類(lèi)型和數(shù)量，避免因無(wú)備件故障不能及時(shí)處理的情況發(fā)生。

（3）加強(qiáng)對(duì)故障易發(fā)部件的檢查、維護(hù)，提高部件可靠性。統(tǒng)計(jì)得知，大門(mén)(熱靶)、溫度傳感器、磁鋼、工控機(jī)等是故障易發(fā)部件。一是在日常巡檢作業(yè)時(shí)，加強(qiáng)對(duì)這類(lèi)部件的檢查、維護(hù)，如工控機(jī)磁盤(pán)清理等；二是生產(chǎn)廠家對(duì)故障易發(fā)部件，通過(guò)改進(jìn)工藝、技術(shù)改造等，提高部件可靠性；三是對(duì)熱靶等消耗類(lèi)部件建議實(shí)現(xiàn)壽命管理。

（4）進(jìn)一步做好春季設(shè)備整修，應(yīng)對(duì)高溫、雷雨季節(jié)。春季整修時(shí)，加強(qiáng)對(duì)防雷設(shè)施的檢查、檢測(cè)，通過(guò)提高接地性能等進(jìn)一步防范。針對(duì)高溫季節(jié)死機(jī)多發(fā)的情況，在做好空調(diào)、風(fēng)扇維護(hù)降低機(jī)房溫度的同時(shí)，建議在春季整修時(shí)打開(kāi)主機(jī)機(jī)箱除塵。加強(qiáng)軌邊探頭箱的清潔，降低陽(yáng)光直射給箱內(nèi)部件帶來(lái)的影響。

（5）加強(qiáng)維修人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高快速處理故障能力。組織建立常見(jiàn)故障處理案例，經(jīng)常利用練功設(shè)備開(kāi)展模擬故障處理、標(biāo)準(zhǔn)化巡檢作業(yè)演練。

（6）增加硬件投入。通過(guò)模擬改數(shù)字提高傳輸通道質(zhì)量；安裝并充分利用好遠(yuǎn)程控制、視頻監(jiān)控協(xié)助分析、判斷、處理故障；加強(qiáng)一路供電探測(cè)站UPS電池的檢測(cè)、檢修；易遭雷擊的探測(cè)站改裝綜合防雷設(shè)施，提高防雷能力。

（7）安裝防病毒軟件、加強(qiáng)U盤(pán)管理，提高防范病毒能力，保障THDS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)的安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

THDS是保障車(chē)輛運(yùn)行安全的重要設(shè)施。降低故障發(fā)生率、減少故障時(shí)間，確保設(shè)備高質(zhì)量運(yùn)行，除通過(guò)硬件投入外，更需從提升管理水平、維修人員技術(shù)能力等方面努力。使THDS在保障鐵路運(yùn)輸安全方面發(fā)揮更大的作用。