铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究

铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究

伍春发

湖南高速铁路职业技术学院 421002

摘要：近年来，在我国社会高速发展下，经济水平提升，工业化进程逐步加快，人们对于交通运输方式也提出了更高的要求，迫切需要速度快、安全舒适的交通运输方式，由此产生了高速铁路这种运输方式。高速铁路作为现代化先进的铁路技术，其不仅推动了我国交通运输行业的发展，同时对于其他产业和技术发展也起到了推动作用。基于此，本文就高速铁路机车车辆关键技术展开研究，首先阐述了高速铁路机车车辆技术，其次对其关键技术进行了深入分析，以期能够为高速铁路机车车辆优化完善奠定基础。

关键词：铁路；机车车辆；关键技术

引言

随着社会的发展以及民众生活水平的不断提升的同时，铁路机车车辆得到了更为广泛与频繁地使用，这对铁路机车车辆的安全运行提出了更高的要求。基于这种状况，铁路行业相关管理层开始对铁路机车车辆运行全过程进行了深入的分析与探索，有效利用信息化技术与相关科学技术，提出更多合理的故障诊断技术，实现其在铁路机车车辆中的应用，在及时发现故障问题的同时采取针对性的解决方式，保障铁路机车车辆的可持续运行。

1车辆运行故障诊断及安全监测的技术基础

通常，为保证铁路车辆运行的安全性与稳定性，技术人员会定期开展车辆的检查、维修与养护工作，避免车辆出现运行故障。但是，采用人工方式开展故障检查时容易出现漏洞，车辆轴承材质内部的故障检查往往存在疏漏。在铁路车辆运行过程中，许多故障的发生都十分突然，一旦故障发生，工作人员往往难以及时进行有效应对和处理。铁路车辆运行故障监测诊断技术的应用有助于工作人员在车辆出发之前和行驶的过程中及时发现车轮和轴承等部位的故障，进而确保车辆运行过程的安全性和稳定性。

现阶段，比较常用的铁路车辆运行故障监测诊断技术主要是振动与温度监测技术。该技术需要工作人员对运行车辆振动与温度变化的实际情况进行监测与诊断，如果出现振动波动不正常或温度升高的情况，就能够判断车辆走形部故障发生率较高。振动监测技术在铁路车辆运行故障监测中的应用时间较早，应用初期主要利用振动传感器收集铁路车辆运行数据信息，之后，工作人员结合信号频率和时间等因素，对这些数据信息进行分析。但在实际应用该技术的过程中，在复杂的车辆运行结构和环境等因素的影响下，人们难以保证铁路车辆运行的振动监测精准度。随着现代信息技术的高速发展，铁路车辆运行故障监测诊断技术的应用方式实现了一定的创新与突破，同时极大增加了信息的收集量，多种技术的融合应用有效提高了铁路车辆运行的安全性，相关技术的应用与发展也在很大程度上满足了铁路车辆运行故障监测的实际需要。未来需要将监测技术的针对性应用作为铁路车辆运行管理的重点内容，进而提高技术应用的科学性与有效性。

2铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究

2.1完善机车垂直与水平振动冲击监测系统

机车的振动情况分为水平方向振动与垂直方向振动两种情况，通过对机车运行情况的分析观察来确定故障的位置以及行管内容，需要建立相关的振动冲击监测系统。机车运行情况最常用的诊断方式即为振动监测，通过振动波的波长来确认机车的具体运行情况，结合振动原理，采用大型构件断裂识别技术、裂纹识别技术与广义共振疲劳技术等进行振动冲击系统的建立，实现对故障的诊断分析与在线预警，这对于机车的安全可靠运行有着重要的作用。

2.2牵引传动

①高速列车中的牵引传动装置运行时需要大额定输出功率作为支撑，并使用轻量的牵引电机，以便维修保养，提高其环境适应性，也更容易控制速度，同时，还需要保证电机转矩速度符合要求，抑制空转，增强粘着性，使电机不会出现转向现象，也不会损耗电气、机械等。②交直交变流系统能够通过整流将单相交流电转变为直流电，并通过逆变器对将其转变为调频调压三相交流电，应用在交流牵引机中。当前高速列车中应用的交流传动系统以及工业变流装置的调速区间更大，控制范围更广，能够实现迅速动态响应，电压波形输出质量更佳，牵引以及再生制动可以完成频换转化，在效率、可靠性、重量、体积、防震性等方面都有明显的优势。③牵引电机悬挂和传动方式。传统牵引电机采取的是抱轴式，该方式中的车轴承担着单机全部重量，簧下质量大大增加，导致轮轨振动，影响电机工作。高速列车牵引电机一般应用的是万向轴或车体悬挂式、架悬式等。

2.3铁路车辆运行故障监测诊断系统的建立

铁路运输事业发展初期，工作人员通常在铁路车辆故障发生后开展诊断工作。在诊断过程中，需要对故障进行逐一排查，不利于提高故障诊断与处理的效率，而后期监测也难以实现对故障的有效预防。信息化时代，铁路车辆运行故障诊断实现了信息技术与传感技术的有效结合，进而帮助工作人员对车辆运行状态进行跟踪记录，之后将相关数据信息保存至系统中，为后期运行数据问题的分析提供有效的参考依据。如果后期记录的数据与之前保存的数据存在较大的波动，工作人员就需要提高对该车辆运行情况的重视度，在故障监测数据的波动超过限定值时就需要进行故障预警。铁路车辆运行故障有可能是新发生的故障，还有可能是设备长期使用出现老化而导致的故障，相关技术人员通过对车辆运行数据的波动情况进行监测分析，能够明确故障类型。铁路车辆运行故障诊断系统的建立能够针对不同类型的故障提出最有效的处理方式，进而提高故障监测与诊断技术应用的实效性，保证车辆运行的安全性和稳定性。

2.4控制检测诊断技术

该技术主要是控制检测列车运行安全性，使车辆能够根据司机操作被有效控制，协调行车命令以及相关作业。司机能够及时发现故障并采取措施，保证网络通信传输顺利。①控制技术。一方面，通过列车主动单元对列车进行控制进而执行任务，控制信息使其能够传送至车辆计算机节点上，对其他列车进行联动控制，完成自动牵引控制，对制动力进行科学分配，使拖车开关得到控制，收集信息并显示诊断状态，发生通信故障司机要紧急制动列车，保证安全。另一方面，控制列车车车厢，车厢总线控制能够对牵引单元进行控制，并对电气参数进行检测、连锁等，对变流器、司机室空调装置、轴温进行控制，也能够对电机和辅助的变流器进行控制，同时也掌握计算机运行状态。②检测诊断技术。该技术主要是用于对一些信息进行收集整理的，可以识别部件的磨损程度，并记录一些偶然出现的故障情况。若是系统发生故障，显示运行方式能够将故障维修方式逐一排除，在一定程度上可以提示紧急制动信息。该系统包括部件诊断、单节列车诊断以及整个列车诊断三个层次，在对诊断结果进行平行处理后，需要将指令传给列车进行控制，行车过程中或是在进行列车检测维修时需要将列车诊断结果存储在数据库内，保证维修顺利。司机驾驶部位的屏幕上会显示出诊断结果，确定故障位置，维修人员通过便携机了解诊断结果。

结语

综上所述，高速铁路机车车辆关键技术在不断发展中也实现了持续创新和优化，各个学科互相渗透、交叉，形成了最终成果，其在铁路行业中综合集成了各种高新技术，为我国铁路机车车辆的现代化发展起到了积极的推进作用，对于高速铁路的发展十分重要。因此，我国需要加大力度研究高速列车关键技术。

参考文献

[1]迟余强.铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用分析[J].民营科技，2017（3）：26-27.

[2]郭喜春.铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用[J].中国新技术新产品，2019（20）：56-59.

[3]李和平，严霄蕙.70年来我国铁路机车车辆制动技术的发展历程[J].铁道机车车辆，2019.