鐵路機車車輛運行故障監(jiān)測診斷技術(shù)

胡英杰

煙臺港鐵路公司 山東煙臺 264001

1 系統(tǒng)功能

機車故障診斷專家系統(tǒng)在專家分析規(guī)則信息庫的支撐下，對從機車車載設(shè)備上下載的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向和橫向分析。在專家分析子系統(tǒng)中，專家?guī)炫c規(guī)則學(xué)習(xí)機制是核心組成部分，通過專家?guī)斓姆治鲆?guī)則和規(guī)則學(xué)習(xí)機制獲取的分析規(guī)則，對機車本身以及同類機車進(jìn)行橫向綜合評判。

機車故障診斷專家系統(tǒng)從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)組織與存儲、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析和檢測結(jié)果呈現(xiàn)五個部分設(shè)計與實現(xiàn)。根據(jù)機車車載數(shù)據(jù)接口模式、文件組成、文件結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)構(gòu)成、數(shù)據(jù)與核心部件與系統(tǒng)（包括機車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、主變流器、輔助變流器、制動系統(tǒng)和其他關(guān)鍵部件）運行狀態(tài)之間的關(guān)系、數(shù)據(jù)與機車運用工況（包括正常行駛、過分相、行車制動、庫內(nèi)行駛、庫內(nèi)實驗等）之間的關(guān)系，構(gòu)建涵蓋機車車載數(shù)據(jù)處理、存儲到故障診斷專家邏輯為一體的機車故障診斷專家系統(tǒng)[1]。

2 故障診斷以及安全監(jiān)測的技術(shù)基礎(chǔ)

為了確保設(shè)備的工作狀態(tài)滿足既定的生產(chǎn)運行要求，各個單位均會對設(shè)備予以定期的檢查，但是盡管定期檢查未發(fā)現(xiàn)故障隱患，但是在設(shè)備實際運行階段，仍然存在出現(xiàn)突發(fā)性故障的風(fēng)險，所以需要對設(shè)備予以不間斷的監(jiān)測，以此來有助于更加快速地查明故障出現(xiàn)的位置以及原因，并予以有針對性的處理。對于鐵路機車車輛而言，更是需要將故障監(jiān)測診斷技術(shù)應(yīng)用其中，以此來保證鐵路機車車輛可以得到高質(zhì)量的運行。

共振是鐵路機車故障監(jiān)測診斷技術(shù)的基礎(chǔ)，并且通過分析共振的原理可以發(fā)現(xiàn)，其可以對鐵路機車車輛故障予以更為有效的診斷，同時也是現(xiàn)階段鐵路機車車輛故障診斷時最為常用的方法。共振故障監(jiān)測診斷技術(shù)存在非常強的適用性，其可對大部分故障予以準(zhǔn)確的監(jiān)測。在實際應(yīng)用過程中，由于鐵路機車車輛結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，故障部件所產(chǎn)生的振動往往被其他振動噪聲掩蓋，從而導(dǎo)致直接通過振動信號進(jìn)行故障診斷的精確度難以得到有效的提升[2]。

3 故障診斷和安全監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用

3.1 機車車載和地面系統(tǒng)的建立

為了提高鐵路機車車輛運行的安全性與可靠性，降低鐵路機車車輛故障的發(fā)生頻率，則需要將共振解調(diào)信息主動診斷、多因素聯(lián)合診斷及多物理量綜合診斷等故障診斷方法論相融合，從而建立起更為科學(xué)、有效的故障自動診斷專家系統(tǒng)，以此來實時監(jiān)測機車中軸承、齒輪以及踏面等旋轉(zhuǎn)機械部件的運行情況，并對潛在的故障隱患進(jìn)行分析、預(yù)警和診斷，同時也可利用轉(zhuǎn)速相位跟蹤及譜號固化的理論抽象譜技術(shù)來防止車速改變而引發(fā)的故障頻率信號漂移現(xiàn)象的出現(xiàn)，使故障診斷精度可以得到極大的提高。另外，故障診斷準(zhǔn)確率的提升，無疑也可使鐵路機車車輛的運行更加安全，并且作為重要的交通運輸工具，鐵路機車的安全性也因此受到了密切的關(guān)注，所以為了進(jìn)一步提高鐵路運輸?shù)哪芰Γ瑒t有必要提高鐵路機車車輛運行的安全性，同時也要注意減少故障事故的出現(xiàn)次數(shù)。

3.2 建立的機車、客車轉(zhuǎn)向架的水平、垂直振動沖擊監(jiān)測系統(tǒng)

鐵路機車車輛的運行狀況可通過車輛振動的波長情況來予以診斷，并且也是診斷鐵路機車車輛運行狀態(tài)時最為常用的手段。通過使用振動原理來對鐵路機車車輛運行故障進(jìn)行診斷，可以有效地對鐵路機車中關(guān)鍵部件的運轉(zhuǎn)情況進(jìn)行故障監(jiān)測，并且也可根據(jù)故障診斷結(jié)果來合理、科學(xué)地分析出故障出現(xiàn)的原因，并給出有針對性的故障處理方法，這對于確保鐵路機車車輛可以得到安全、可靠的運行有著關(guān)鍵的作用。另外，在振動沖擊監(jiān)測系統(tǒng)的幫助下，鐵路機車車輛的故障診斷水平也會因此得到極大的提升，具有十分重要的應(yīng)用價值。

3.3 故障診斷系統(tǒng)的建立

在建立故障診斷系統(tǒng)時，必須要將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)融入其中，以此來確保故障診斷能力可以得到最大限度的提高。此外，通過軌道傳感器陣列、診斷裝置主機、接收主機所有構(gòu)成的非接觸通過式列車故障診斷系統(tǒng)，并運用超諧振式聲學(xué)共振解調(diào)非接觸動態(tài)診斷原理，來動態(tài)化的監(jiān)測鐵路機車中旋轉(zhuǎn)部件的故障信號，并且可將采集到故障信號傳輸至接收主機中，由接收主機對故障信號進(jìn)行分析、判斷，最后在主機中將鐵路機車車輛的運行狀態(tài)顯示出來?？傊?，故障診斷系統(tǒng)的建立，可以有效地對鐵路機車車輛運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，不僅可以降低故障事故的出現(xiàn)概率，同時也可以使鐵路機車車輛運行的安全性以及可靠性得到極大的提高，對提升鐵路機車的運行質(zhì)量可以起到關(guān)鍵的作用[3]。

3.4 注重總結(jié)診斷方法

在進(jìn)行故障診斷時，需要有關(guān)檢修人員具備相應(yīng)的觀察能力、邏輯能力、分析能力等，除了要對故障予以快速處理外，同時也要對診斷方法予以總結(jié)和創(chuàng)新。其次，由于故障類型、原因、故障車輛類型等不同，因此在診斷過程中需要人員能夠快速分辨出故障類型及適合的診斷方法，同時注重提升自身的綜合素質(zhì)，并且能夠根據(jù)故障接車車輛的型號等提出診斷技術(shù)的改進(jìn)方法，有助于故障監(jiān)測診斷技術(shù)的綜合應(yīng)用水平得到提升。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展速度的持續(xù)加快，民眾的出行也更加頻繁，同時貨物運輸需求也逐步加大，所以對于鐵路機車車輛的安全性與可靠性等方面的要求也與日俱增。與此同時，為了更加及時地對鐵路機車車輛故障進(jìn)行監(jiān)測，則必須將現(xiàn)代化的故障監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用到其中，以此來保證鐵路機車車輛可以得到高質(zhì)量的運行。