機車電器電路故障診斷系統的研究

楊維才

【摘 ?要】機車設備作為主要的機械設備，已成為現代社會發展不可缺少的一部分。為了進一步提高機車的使用效果和安全性，做好機車電路故障診斷尤為重要，這是機車安全運行發展的重要驅動力。因此，在實際運行過程中，根據機車電路的實際特點進行故障診斷研究，從而從根本上解決機車電路故障的主要問題。

【關鍵詞】機車;電器電路;故障;診斷;

我國現階段在機車電氣電路故障研究方面相關技術較為成熟，但卻存在著故障診斷方法及設備應用不合理的問題，為能夠有效的解決以上問題，同時建立完善的機車電路電氣故障診斷系統，通過提高對電器電路元件的認識與設備構造分析勢在必行，成為解決機車電氣電路故障診斷準確性差的關鍵所在。

一、機車電氣線路故障診斷技術的現狀

目前，對機車的故障診斷和檢修主要采用外部診斷，即將出現故障或需定期維護的機車送至維修間，對機車上的設備如柴油機、各類電機以及電氣線路進行檢查。其中，對電氣線路進行檢查采用的傳統檢測方法是用交流供電的高精密儀表測量各電氣線路的阻值，根據人工記錄進行分析。機車的質量狀態參數特征，絕大多數只有在機車運行的動態過程中，才會有真實的表象，而且有些故障也只有在機車長時間運行的條件下才會發生。機車牽引列車在運行途中發生了質量故障，必須在現場就地進行診斷，查找故障原因，并對故障部位進行修理，以及時排除故障。如果未能及時診斷出故障原因并排除故障，耽誤了列車的正常運行，就造成了行車事故，稱為機破事件。機破件數的多少，直接反映了機車質量對鐵路運輸秩序的干擾程度，是評價機車質量和可靠性的重要指標。降低機破事件發生的幾率，除了提高機車質量、加強定期維護外，一個補救措施就是機車在運行時發生質量事故后，能在現場及時查找出故障原因并排除。機車現場故障診斷手段主要分為隨車攜帶的便攜式檢查工具和車載故障診斷系統。

二、建立機車電路故障體系的意義

近幾年，隨著我國在鐵路機車安全管控技術范圍內的探索已經實現比較大的提升，縮小了和外國先進技術水平之間的距離。然而從嚴格意義上講，該領域的研究從理論層面以及結構層面并沒有根本性的超越，當今司機控制車輛的行駛安全的主要手段很多還是依靠以前的經驗，司機依據觀測到的很多外界信息以及本人針對線路狀況和鐵路機車車輛的使用情況進行了解以及掌握，使用豐富的運行經驗提出判斷結果，建立對策進行機車行駛的操縱。然而培育素質優良的司機必須花費很長時間，再加上機車車輛的運行條件比較差，而且受到噪音、振動、精神高度繃緊等各方面因素的作用，司機很容易精神疲憊，進而導致判斷失誤或者觀察錯誤等情況的發生。鐵路機車在運行過程當中，發生故障是難以避免的事情。所以對機車實施檢測維修，是保障機車的最高性能發揮出來的前提條件以及確保鐵路機車安全行駛。目前全球最發達的狀態診斷檢測體制的執行，都無法離開故障檢測診斷技術的使用。

三、鐵路機車電氣故障診斷體系

1.系統介紹。鐵路機車故障診斷系統由兩大模塊組成：內燃機車故障診斷系統和電力機車故障診斷系統。針對內燃機車故障診斷系統作以簡要說明。（1）載入數據。該種功能可將內燃機車的所有檢測儀搜索到的數據，經由通信線路傳送到故障診斷系統中去。（2）設置參數。該功能主要是對內燃機車設備設定門限值系數。（3）診斷故障。經過專家系統以及檢測儀器搜索到的數據，用以確定機車電路設備的性能，并獲得診斷的結果，據此來判定設備有無需要進行維修或者維護。（4）打印查詢。完成數據監控和故障的查詢并且打印出查詢結果。（5）分析走勢。經過設置走勢的分析條件，全面深刻了解機車的運行狀況。

2.該體系的構成。鐵路機車電路故障的診斷體系主要運用在迅速找出故障原因以及位置、檢測機車電氣體系的質量狀況的診斷體系，具體包括有地面專家檢測體系以及車載診斷體系兩個子體系。車載診斷體系運用在線檢測鐵路機車電路故障以及記錄各個機電設備的故障信息以及狀況信息，而且可以通過在線狀態數據快速找出發生故障的原因以及位置，引導司機快速解除，能夠進一步降低以及規避機破災難事故的產生，保障機車行駛安全順利。而地面專家檢測體系經過對故障信息以及狀況信息實施研究分析，依據專家的經驗知識提出判斷，搜尋到多方面、更復雜的故障，因為其擁有高級的運算速率以及豐富的經驗知識，因此具備特別強的檢測診斷技能。其中轉儲器主要進行提取車載數據，把車載體系測算到的信息數據等傳遞到地球的數據處理體系實施更加全方位的處理分析。（l）處理基礎數據。鐵路機車的電路根據它的功能能夠劃分成勵磁回路、輔助回路、主回路、控制回路，所有的電路表現為經典的網絡體系，邏輯次序紛繁復雜，工況不同，每個回路具有的工作狀態也是不一樣的，進而其接觸器的每個觸點狀態也不一樣，有關的連鎖電路同時也不同，然而總是能夠依據紛繁復雜的工況之下每個接觸器具備的邏輯聯系確立主電路里面所有點的狀況。所以，處理基礎數據就必須尋找出來被測點以后，找到不同的工況下每個點的組合狀態以及尋常狀態，給查詢判斷故障構建模式。具體有構建車載診斷體系的標準數據庫以及地面專家檢測診斷體系的狀態數據庫與知識庫。（2）提取車載數據。經過查閱及調研很多的有關資料，采取統計分析的辦法，選擇50個將要被檢測的點，這部分被檢測點大致上包括常見的故障產生位置以及鐵路機車行駛的主要電路位置。車載診斷體系中央處理器持續地查看被測點訊息，進而實施故障判斷檢測，如果遇到被測點的狀態發生變化時，就把目前的狀態以及狀態變化的時間記錄下來，然后經過轉儲器把單片機里面的數據信息傳送到地面的PC機實施處理分析。（3）探究診斷辦法。車載與地面專家診斷系統均是對被測信息進行分析處理，根據相應的信息庫作出故障判斷。由于車載診斷系統受到其運算速度的影響，故只能對那些影響行車安全的重要故障作出判斷，并指導司機及時排除，而更復雜的、多方面的故障信息則是依賴地面專家系統，根據知識庫和狀態數據庫所提供的信息，通過邏輯推理和經驗知識作出故障診斷。在實際的應用中，由于不同的應用現場所要求的檢測和故障診斷的側重點也不同，這就需要軟件設計具有兼容性。因此，切實可行的診斷方法，建立知識庫和狀態數據庫是數據處理的難點和關鍵。

3.鐵路機車診斷系統的研究現狀。我國鐵路機車在使用的過程中，保持車輛的安全運行方式很大程度上依賴機車司機長時間的實踐過程。但是由于機車車輛的本身工作規定、噪音、震動、疲乏，即使經驗豐富的司機一樣可能發生錯誤抑或失誤。20世紀80年代以后，國家鐵路部門積極地把診斷檢測技術的研究成果應用于機車電器方面，并且取得了非常大的進步。如今，通常都是定期對已經達到規定運行里程的鐵路機車進行大規模的檢測與維修，把檢修過的車輛送去維修廠，然后再依次對機車里面的電機、油機以及電氣線路進行檢測。其中檢測電路仍然使用常規做法，通過使用高度精密的儀表和儀器來對每一條電氣線路中電阻數值進行測量與分析，在完成以后做出檢測維修方法的判斷并實施。對于機車的綜合的診斷，大多數都運用人工智能的診斷方法。如果鐵路機車在行駛過程中出現了故障，必須在現場立即尋找出障礙發生的原因然后妥善解決，因而車載故障診斷體系非常重要。

總之，鐵路機車診斷系統中電路故障的診斷對鐵路的發展具有重要的作用。因此，必須進一步提高和完善鐵路機車診斷系統中電路故障的診斷，這樣才能保證鐵路的快速發展。

參考文獻：

[1]張濤.機車電傳動電路故障診斷系統的探討.2017.

（作者單位：神華準格爾能源有限責任公司大準鐵路公司機務段）