鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行故障診斷技術(shù)分析

潘德永

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，遼寧沈陽，110023）

0 引言

隨著社會的發(fā)展以及民眾生活水平的不斷提升的同時，鐵路機(jī)車車輛得到了更為廣泛與頻繁地使用，這對鐵路機(jī)車車輛的安全運(yùn)行提出了更高的要求。基于這種狀況，鐵路行業(yè)相關(guān)管理層開始對鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行全過程進(jìn)行了深入的分析與探索，有效利用信息化技術(shù)與相關(guān)科學(xué)技術(shù)，提出更多合理的故障診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其在鐵路機(jī)車車輛中的應(yīng)用，在及時發(fā)現(xiàn)故障問題的同時采取針對性的解決方式，保障鐵路機(jī)車車輛的可持續(xù)運(yùn)行。

1 故障診斷技術(shù)基礎(chǔ)

提升運(yùn)輸質(zhì)量、運(yùn)輸速度以及運(yùn)輸安全是鐵路行業(yè)的發(fā)展追求，其中運(yùn)輸安全是鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行的基礎(chǔ)，其對運(yùn)輸質(zhì)量以及運(yùn)輸速度有著一定的保障作用。提升安全保障需對鐵路機(jī)車車輛進(jìn)行定期的全方位檢查，但是很多時候會有定期檢查未發(fā)現(xiàn)故障，但是運(yùn)行過程中會出現(xiàn)故障的情況發(fā)生，這就需要引入振動檢測技術(shù)，其是故障診斷技術(shù)的基礎(chǔ)所在。

在鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行過程中，會與鐵路軌道摩擦進(jìn)而產(chǎn)生振動，雖然這種振動不會出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的問題，但是會掩蓋軸承、齒輪等精密部件故障時的振動響聲。通過振動檢測技術(shù)能夠有效解決這項(xiàng)問題，共振調(diào)解技術(shù)在振動檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入聲音檢測技術(shù)，有效拓展故障排查范圍。共振調(diào)解技術(shù)能夠在排除常規(guī)振動技術(shù)的同時，對細(xì)微故障沖擊信息進(jìn)行捕捉，提升故障信息收集的有效性，且能精準(zhǔn)判斷故障位置以及故障內(nèi)容，便于故障問題的解決[1]。

2 鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢

鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢可從以下幾個方面進(jìn)行簡單論述：

其一，進(jìn)一步提升對信息化的利用程度，并通過無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)對鐵路機(jī)車車輛的實(shí)時監(jiān)控，以便能夠第一時間傳輸故障信息；其二，提升監(jiān)測裝置的集成化與綜合化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)機(jī)車子系統(tǒng)與重要部件的隨車監(jiān)測，使其滿足基本功能的同時朝著小型化發(fā)展。此外，為在一定程度上提升診斷效率，地面監(jiān)控中心應(yīng)實(shí)現(xiàn)與車輪監(jiān)測系統(tǒng)、車輛性能監(jiān)測系統(tǒng)、熱軸探測系統(tǒng)與軸承聲學(xué)探測系統(tǒng)的快速融合，并構(gòu)建統(tǒng)一化、完備化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；其三，進(jìn)一步發(fā)展道路旁與車載監(jiān)測診斷技術(shù)，逐步完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及相關(guān)配件，使其能夠滿足重載、提速以及長途運(yùn)輸需求；其四，增加智能化識別方式以及診斷方式的使用，比如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯以及遺傳算法等，并綜合使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，提升故障診斷的準(zhǔn)確性與可靠性；其五，多傳感信息融合技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，單一信號只能獲取簡單零部件的具體情況，不能準(zhǔn)確診斷復(fù)雜零部件的故障情況，而多傳感信息融合技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多種信號技術(shù)與數(shù)據(jù)融合的綜合診斷，以此來得到可靠準(zhǔn)確的故障診斷信息[2]。

3 鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行故障診斷技術(shù)內(nèi)容

鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行故障診斷技術(shù)內(nèi)容可從多方面進(jìn)行論述，在此不能完全涵蓋，挑選其中較為行之有效的故障診斷技術(shù)進(jìn)行舉例分析，大致包括：提升故障診斷相關(guān)產(chǎn)品的使用、地面系統(tǒng)與車載系統(tǒng)的完備化發(fā)展、建立健全機(jī)車故障自動診斷系統(tǒng)、完善機(jī)車垂直與水平振動沖擊監(jiān)測系統(tǒng)。

3.1 提升故障診斷相關(guān)產(chǎn)品的使用

JK0243軸承齒輪診斷系統(tǒng)、JK05436動態(tài)監(jiān)測裝置、JK00430車載監(jiān)測裝置等裝置或者系統(tǒng)對于故障診斷技術(shù)的提升有著積極的促進(jìn)作用。且隨著社會的需求以及國家的重視，各種故障診斷相關(guān)產(chǎn)品獲得了長足的發(fā)展，故障診斷產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品使用過程中的反饋進(jìn)行歸納與分析，從而不斷地完善與調(diào)整產(chǎn)品性能，使之能夠滿足各個階段的故障診斷需求，這對于機(jī)車的可持續(xù)運(yùn)行有著重要的意義[3]。

3.2 地面系統(tǒng)與車載系統(tǒng)的完備化發(fā)展

地面系統(tǒng)與車載系統(tǒng)的完備化發(fā)展可從以下幾個方面進(jìn)行簡單論述：

3.2.1 統(tǒng)一化管理

為實(shí)現(xiàn)對鐵路機(jī)車復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與內(nèi)部設(shè)備的統(tǒng)一化管理，鐵路相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)加速遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)與信息化技術(shù)的融合，建立聯(lián)動化與系統(tǒng)化的車載與地面系統(tǒng)。在系統(tǒng)的建立與完善之后，地面監(jiān)控中心工作人員可通過終端設(shè)備對機(jī)車運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時在信監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)故障可及時鎖定并獲取其全部內(nèi)容，給予故障檢修人員以充足的時間進(jìn)行檢修方案的設(shè)定與實(shí)施，如此可有效地提升故障處理效率。

3.2.2 完善專家系統(tǒng)

完善專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)共振調(diào)解信息的充分利用，實(shí)現(xiàn)主動診斷、物理量診斷以及其他因素診斷的綜合性診斷，還可通過譜號固化理論與轉(zhuǎn)速相位跟蹤理論促使故障診斷率的進(jìn)一步提升。

3.2.3 做好協(xié)調(diào)校正

做好地面系統(tǒng)與車載系統(tǒng)的相關(guān)輔助性協(xié)調(diào)校正措施，以此來提升故障診斷的適應(yīng)性與準(zhǔn)確性。

3.3 建立健全機(jī)車故障自動診斷系統(tǒng)

傳統(tǒng)形式的機(jī)車故障診斷多依靠專業(yè)人員利用專業(yè)工具對機(jī)車進(jìn)行逐一排查，這種形式已經(jīng)逐漸滿足不了機(jī)車發(fā)展的需求，不具備時效性。結(jié)合傳感技術(shù)與信息化技術(shù)的機(jī)車故障自動診斷系統(tǒng)能夠記錄機(jī)車運(yùn)行過程中的各項(xiàng)參數(shù)，并將其儲存與數(shù)據(jù)庫中，利用傳感器對實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并與數(shù)據(jù)庫相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，若發(fā)現(xiàn)較大的差異性，系統(tǒng)可迅速發(fā)出警報，地面控制中心可通過警報內(nèi)容快速鎖定故障位置，并采取針對性的解決措施，若是軟件方面的問題，應(yīng)可通過信息化技術(shù)進(jìn)行自我修復(fù)。此外，機(jī)車故障自動診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲存功能能夠?qū)收闲畔⒓捌浣夥欧椒ㄟM(jìn)行收集、整理與分類儲存，以此來為后續(xù)的故障處理提供更多的解決依據(jù)[4]。

3.4 完善機(jī)車垂直與水平振動沖擊監(jiān)測系統(tǒng)

機(jī)車的振動情況分為水平方向振動與垂直方向振動兩種情況，通過對機(jī)車運(yùn)行情況的分析觀察來確定故障的位置以及行管內(nèi)容，需要建立相關(guān)的振動沖擊監(jiān)測系統(tǒng)。機(jī)車運(yùn)行情況最常用的診斷方式即為振動監(jiān)測，通過振動波的波長來確認(rèn)機(jī)車的具體運(yùn)行情況，結(jié)合振動原理，采用大型構(gòu)件斷裂識別技術(shù)、裂紋識別技術(shù)與廣義共振疲勞技術(shù)等進(jìn)行振動沖擊系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)對故障的診斷分析與在線預(yù)警，這對于機(jī)車的安全可靠運(yùn)行有著重要的作用。

3.5 總結(jié)與積累故障診斷經(jīng)驗(yàn)

鐵路機(jī)車的故障安全問題一直備受關(guān)注，其在運(yùn)行發(fā)展過程中已經(jīng)出現(xiàn)很多或重復(fù)或不重復(fù)的故障問題，相關(guān)工作人員在工作中可對故障處理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)與歸納整理，并通過研討的方式對故障診斷進(jìn)行優(yōu)化，提升故障發(fā)現(xiàn)與故障解決能力，為其后的故障診斷工作奠定良好的基礎(chǔ)，不斷的縮短故障處理時間。

3.6 建立應(yīng)急診斷處理方案

鐵路機(jī)車運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，鐵路機(jī)車運(yùn)行故障的產(chǎn)生突發(fā)性較強(qiáng)。因此需針對鐵路機(jī)車的實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)及其所易產(chǎn)生的相關(guān)問題對其進(jìn)行系統(tǒng)化應(yīng)急方案的制定，以便于其在發(fā)生鐵路機(jī)車故障時，能夠及時的對相關(guān)故障問題加以診斷，并進(jìn)行解決。

4 結(jié)語

對鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行進(jìn)行故障診斷技術(shù)分析，需要鐵路行業(yè)相關(guān)從業(yè)者對鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行全過程進(jìn)行深入的探索，并對現(xiàn)階段的故障診斷技術(shù)進(jìn)行合理的分析，實(shí)現(xiàn)其在機(jī)車中的合理應(yīng)用，促進(jìn)機(jī)車可持續(xù)運(yùn)行的同時，為人們提供更加安全、適宜的出行環(huán)境。