鐵路機車車輛運行故障監(jiān)測診斷技術(shù)

仇景田

摘要：鐵路作為我國人口流動與資源分配主要的交通工具，一直是我國大力發(fā)展的交通方式。橫貫各地的鐵路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為中長距離的貨物運輸和旅客出行的首選，但是在列車運行過程中車輛出現(xiàn)故障不僅會影響運輸秩序，有時還會對列車運行安全產(chǎn)生影響。因此本文主要對鐵路車輛故障監(jiān)測進行分析，從而為鐵路車輛的安全運行發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：鐵路車輛;故障監(jiān)測診斷技術(shù);研究;應(yīng)用

1.故障診斷以及安全監(jiān)測的技術(shù)基礎(chǔ)

一般情況下，為了確保車輛能夠安全穩(wěn)定運行，都會定期對車輛進行檢查與維修，但是，人為目測檢查故障的方法容易出現(xiàn)疏漏，對于一些車輛走行部輪對、軸承材質(zhì)內(nèi)部與不可見部分的故障問題很難發(fā)現(xiàn)，很多故障問題都是在車輛運行中的突發(fā)問題，所以需要通過車輛運行故障監(jiān)測技術(shù)，來提前發(fā)現(xiàn)輪、軸故障，以保證車輛安全運行。目前，鐵路機車車輛運行的故障監(jiān)測主要采用振動與溫度監(jiān)測技術(shù)，通過對運行過程中的振動與溫度變化進行輪軸質(zhì)量的判斷，一旦出現(xiàn)不合理的振動波動或溫升，就很有可能是走行部故障出現(xiàn)的先兆。振動監(jiān)測技術(shù)很早就在鐵路車輛運行中進行應(yīng)用。早期主要借助的振動傳感器來對車輛運行數(shù)據(jù)的收集，然后，再結(jié)合信號的頻率、時間進行分析，但是在實際的應(yīng)用過程中，由于車輛運行結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與運行環(huán)境的影響，導(dǎo)致車輛運行的振動會被其他環(huán)境振動所影響，從而降低監(jiān)測的準(zhǔn)確度。現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展使得故障監(jiān)測技術(shù)在應(yīng)用方式與信息收集量上得到了快速發(fā)展，并且多種技術(shù)的融合也使得車輛運行的安全性得到了有效保證，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)達到了鐵路車輛運行故障監(jiān)測的需求。如何將監(jiān)測技術(shù)進行針對性的應(yīng)用是當(dāng)前鐵路車輛運行管理的重點。

2.軌道交通運載設(shè)備故障診斷和安全監(jiān)測技術(shù)的研究

2.1 車載和地面系統(tǒng)的建立

鐵路車輛故障監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是對車輛本身的故障監(jiān)測管理，更重要的是要實現(xiàn)對車輛內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運行環(huán)境、監(jiān)控技術(shù)的統(tǒng)一化管理，需要結(jié)合遠程監(jiān)控技術(shù)、信息傳遞技術(shù)與故障聯(lián)動協(xié)調(diào)技術(shù)等方式，實現(xiàn)車輛運行故障監(jiān)測與地面管理系統(tǒng)的整合，相關(guān)人員可以在遠程終端設(shè)備隨時隨地的查看車輛運行的安全水平。同時，對出現(xiàn)的故障問題及時進行預(yù)警鎖定并采取有效的處理措施。這個過程主要分為三個部分，首先，是鐵路車輛運行故障監(jiān)測的終端收集管理，保證每輛車都配比了故障診斷信息搜集傳遞設(shè)備。然后，通過故障診斷數(shù)據(jù)進行主動診斷收集，針對無法判定的故障信息自動推送給專家系統(tǒng)進行主動診斷。最后，根據(jù)鐵路車輛運行監(jiān)測與地面管理系統(tǒng)的反饋效果，及時對故障監(jiān)測的重點信息進行展示，以實現(xiàn)故障管理技術(shù)的信息化發(fā)展。

2.2 故障診斷系統(tǒng)的建立

早期鐵路機車車輛故障診斷都是在出現(xiàn)故障后，然后，安排相關(guān)技術(shù)人員進行故障問題的排查、診斷，這種處理方式一是不具備足夠的時效性，而且后期的監(jiān)測并不足以全面處理問題。而信息技術(shù)與傳感技術(shù)的結(jié)合可以隨時對鐵路機車車輛的運行狀態(tài)進行跟蹤記錄。然后，將這些記錄數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)后臺，同時，作為后期運行數(shù)據(jù)問題的參考使用。如果后續(xù)記錄的運行數(shù)據(jù)與之前后臺保存數(shù)據(jù)出現(xiàn)過大波動或者一直呈一個變化趨勢，就需要進行格外的注意，一旦記錄故障監(jiān)測數(shù)據(jù)波動超過限定值就要及時進行預(yù)警。而且相關(guān)技術(shù)人員也能夠根據(jù)運行數(shù)據(jù)的波動情況進行問題的監(jiān)測分析，確定是新故障問題的產(chǎn)生還是由于設(shè)備長期使用而出現(xiàn)的磨損問題。針對一些新型的運行數(shù)據(jù)變化可以建立相應(yīng)的自動修復(fù)功能。診斷系統(tǒng)建立的本身是針對各種故障提供完善的解決方式，是故障監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)建立目的、目標(biāo)。

3.故障診斷技術(shù)在鐵路機車故障診斷中的應(yīng)用

目前，我國鐵路機車輪軸故障診斷技術(shù)還是以共振波動管理實現(xiàn)。這種技術(shù)由于應(yīng)用的廣泛性、科學(xué)性，非常適合進行鐵路機車故障監(jiān)測的全方位應(yīng)用。首先，振動監(jiān)測技術(shù)主要通過對運行時的信號收集，同時，對某一節(jié)點的異常數(shù)據(jù)進行及時預(yù)警管理，在這個過程中會用到聲波傳遞技術(shù)、信號發(fā)射學(xué)等內(nèi)容，最后運用共振解調(diào)技術(shù)可以對很多常規(guī)振動設(shè)備進行統(tǒng)一應(yīng)用，經(jīng)過不斷地技術(shù)改進提升，已經(jīng)可以對非常細微的振動進行捕捉，所以鐵路機車故障監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)能夠滿足當(dāng)前的故障監(jiān)測需要，如何通過信息共享平臺的建立提升故障問題的分析處理效率，這才是我國信息化環(huán)境下鐵路機車故障監(jiān)測發(fā)展的目標(biāo)。

通過對輪軸振動問題的觀察分析，可以看出當(dāng)前的運行狀況，不同振動頻率、振幅方面雖然不同。但是故障環(huán)境下的振動監(jiān)測自然會于其他時間振動出現(xiàn)差異，如果能夠確定正常振動與故障振動的差異，同時給出故障預(yù)警信息。鐵路機車車輛故障監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用功能總結(jié)如下：首先，故障監(jiān)測系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷正常振動與故障振動之間的差異，精確的振動狀態(tài)劃分才是車輛運行監(jiān)測的基礎(chǔ)。其次，對于車輛傳感器收集到的振動、溫度信息與故障信息及時進行傳遞，將相關(guān)信息及時上傳到地面管理平臺，對于故障預(yù)警信息及時安排相關(guān)監(jiān)測維護人員進行分析。最后，對車輛運行故障監(jiān)測技術(shù)要有一個完善的總結(jié)管理平臺，后期車輛的運行管理可以根據(jù)平臺數(shù)據(jù)做出統(tǒng)一改進，設(shè)計出在故障預(yù)警后，系統(tǒng)根據(jù)故障等級給出維持運行、減速或停車的處理信號，從而提升對故障問題的處理效率。

結(jié)語

通過上述對鐵路機車故障監(jiān)測技術(shù)與應(yīng)用的分析，可以看出，鐵路車輛運行故障監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀、技術(shù)內(nèi)容與應(yīng)用要點，對于我國鐵路車輛的運行故障管理與信息化技術(shù)的結(jié)合提供了有效參考，同時也看出了當(dāng)前鐵路車輛運行故障監(jiān)測技術(shù)的不足之處。相關(guān)技術(shù)人員對于機械故障進行綜合的歸類、分析、診斷還需要進行不斷研究，確保我國鐵路機車運行時有良好的安全性保障。

參考文獻：

[1]劉志亮，潘登，左明健等.軌道車輛故障診斷研究進展[J].機械工程學(xué)報，2016（14）：134-146.

[2]宋新良，溫吉斌.HX_N3型內(nèi)燃機車主輔發(fā)電機軸承故障的分析[J].鐵道機車與動車，2013（11）：24-27，3

[3] 潘登 . 面向軌道車輛傳動系統(tǒng)的異常檢測方法及其在滾動軸承 中的應(yīng)用 [D]. 電子科技大學(xué) ，2015：1-81.

中車蘭州機車有限公司