機(jī)車電器電路故障診斷系統(tǒng)的研究

楊維才

【摘 ?要】機(jī)車設(shè)備作為主要的機(jī)械設(shè)備，已成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展不可缺少的一部分。為了進(jìn)一步提高機(jī)車的使用效果和安全性，做好機(jī)車電路故障診斷尤為重要，這是機(jī)車安全運(yùn)行發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。因此，在實(shí)際運(yùn)行過程中，根據(jù)機(jī)車電路的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行故障診斷研究，從而從根本上解決機(jī)車電路故障的主要問題。

【關(guān)鍵詞】機(jī)車;電器電路;故障;診斷;

我國(guó)現(xiàn)階段在機(jī)車電氣電路故障研究方面相關(guān)技術(shù)較為成熟，但卻存在著故障診斷方法及設(shè)備應(yīng)用不合理的問題，為能夠有效的解決以上問題，同時(shí)建立完善的機(jī)車電路電氣故障診斷系統(tǒng)，通過提高對(duì)電器電路元件的認(rèn)識(shí)與設(shè)備構(gòu)造分析勢(shì)在必行，成為解決機(jī)車電氣電路故障診斷準(zhǔn)確性差的關(guān)鍵所在。

一、機(jī)車電氣線路故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，對(duì)機(jī)車的故障診斷和檢修主要采用外部診斷，即將出現(xiàn)故障或需定期維護(hù)的機(jī)車送至維修間，對(duì)機(jī)車上的設(shè)備如柴油機(jī)、各類電機(jī)以及電氣線路進(jìn)行檢查。其中，對(duì)電氣線路進(jìn)行檢查采用的傳統(tǒng)檢測(cè)方法是用交流供電的高精密儀表測(cè)量各電氣線路的阻值，根據(jù)人工記錄進(jìn)行分析。機(jī)車的質(zhì)量狀態(tài)參數(shù)特征，絕大多數(shù)只有在機(jī)車運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過程中，才會(huì)有真實(shí)的表象，而且有些故障也只有在機(jī)車長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的條件下才會(huì)發(fā)生。機(jī)車牽引列車在運(yùn)行途中發(fā)生了質(zhì)量故障，必須在現(xiàn)場(chǎng)就地進(jìn)行診斷，查找故障原因，并對(duì)故障部位進(jìn)行修理，以及時(shí)排除故障。如果未能及時(shí)診斷出故障原因并排除故障，耽誤了列車的正常運(yùn)行，就造成了行車事故，稱為機(jī)破事件。機(jī)破件數(shù)的多少，直接反映了機(jī)車質(zhì)量對(duì)鐵路運(yùn)輸秩序的干擾程度，是評(píng)價(jià)機(jī)車質(zhì)量和可靠性的重要指標(biāo)。降低機(jī)破事件發(fā)生的幾率，除了提高機(jī)車質(zhì)量、加強(qiáng)定期維護(hù)外，一個(gè)補(bǔ)救措施就是機(jī)車在運(yùn)行時(shí)發(fā)生質(zhì)量事故后，能在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)查找出故障原因并排除。機(jī)車現(xiàn)場(chǎng)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(tǒng)。

二、建立機(jī)車電路故障體系的意義

近幾年，隨著我國(guó)在鐵路機(jī)車安全管控技術(shù)范圍內(nèi)的探索已經(jīng)實(shí)現(xiàn)比較大的提升，縮小了和外國(guó)先進(jìn)技術(shù)水平之間的距離。然而從嚴(yán)格意義上講，該領(lǐng)域的研究從理論層面以及結(jié)構(gòu)層面并沒有根本性的超越，當(dāng)今司機(jī)控制車輛的行駛安全的主要手段很多還是依靠以前的經(jīng)驗(yàn)，司機(jī)依據(jù)觀測(cè)到的很多外界信息以及本人針對(duì)線路狀況和鐵路機(jī)車車輛的使用情況進(jìn)行了解以及掌握，使用豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)提出判斷結(jié)果，建立對(duì)策進(jìn)行機(jī)車行駛的操縱。然而培育素質(zhì)優(yōu)良的司機(jī)必須花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，再加上機(jī)車車輛的運(yùn)行條件比較差，而且受到噪音、振動(dòng)、精神高度繃緊等各方面因素的作用，司機(jī)很容易精神疲憊，進(jìn)而導(dǎo)致判斷失誤或者觀察錯(cuò)誤等情況的發(fā)生。鐵路機(jī)車在運(yùn)行過程當(dāng)中，發(fā)生故障是難以避免的事情。所以對(duì)機(jī)車實(shí)施檢測(cè)維修，是保障機(jī)車的最高性能發(fā)揮出來的前提條件以及確保鐵路機(jī)車安全行駛。目前全球最發(fā)達(dá)的狀態(tài)診斷檢測(cè)體制的執(zhí)行，都無法離開故障檢測(cè)診斷技術(shù)的使用。

三、鐵路機(jī)車電氣故障診斷體系

1.系統(tǒng)介紹。鐵路機(jī)車故障診斷系統(tǒng)由兩大模塊組成：內(nèi)燃機(jī)車故障診斷系統(tǒng)和電力機(jī)車故障診斷系統(tǒng)。針對(duì)內(nèi)燃機(jī)車故障診斷系統(tǒng)作以簡(jiǎn)要說明。（1）載入數(shù)據(jù)。該種功能可將內(nèi)燃機(jī)車的所有檢測(cè)儀搜索到的數(shù)據(jù)，經(jīng)由通信線路傳送到故障診斷系統(tǒng)中去。（2）設(shè)置參數(shù)。該功能主要是對(duì)內(nèi)燃機(jī)車設(shè)備設(shè)定門限值系數(shù)。（3）診斷故障。經(jīng)過專家系統(tǒng)以及檢測(cè)儀器搜索到的數(shù)據(jù)，用以確定機(jī)車電路設(shè)備的性能，并獲得診斷的結(jié)果，據(jù)此來判定設(shè)備有無需要進(jìn)行維修或者維護(hù)。（4）打印查詢。完成數(shù)據(jù)監(jiān)控和故障的查詢并且打印出查詢結(jié)果。（5）分析走勢(shì)。經(jīng)過設(shè)置走勢(shì)的分析條件，全面深刻了解機(jī)車的運(yùn)行狀況。

2.該體系的構(gòu)成。鐵路機(jī)車電路故障的診斷體系主要運(yùn)用在迅速找出故障原因以及位置、檢測(cè)機(jī)車電氣體系的質(zhì)量狀況的診斷體系，具體包括有地面專家檢測(cè)體系以及車載診斷體系兩個(gè)子體系。車載診斷體系運(yùn)用在線檢測(cè)鐵路機(jī)車電路故障以及記錄各個(gè)機(jī)電設(shè)備的故障信息以及狀況信息，而且可以通過在線狀態(tài)數(shù)據(jù)快速找出發(fā)生故障的原因以及位置，引導(dǎo)司機(jī)快速解除，能夠進(jìn)一步降低以及規(guī)避機(jī)破災(zāi)難事故的產(chǎn)生，保障機(jī)車行駛安全順利。而地面專家檢測(cè)體系經(jīng)過對(duì)故障信息以及狀況信息實(shí)施研究分析，依據(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)提出判斷，搜尋到多方面、更復(fù)雜的故障，因?yàn)槠鋼碛懈呒?jí)的運(yùn)算速率以及豐富的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，因此具備特別強(qiáng)的檢測(cè)診斷技能。其中轉(zhuǎn)儲(chǔ)器主要進(jìn)行提取車載數(shù)據(jù)，把車載體系測(cè)算到的信息數(shù)據(jù)等傳遞到地球的數(shù)據(jù)處理體系實(shí)施更加全方位的處理分析。（l）處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。鐵路機(jī)車的電路根據(jù)它的功能能夠劃分成勵(lì)磁回路、輔助回路、主回路、控制回路，所有的電路表現(xiàn)為經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)體系，邏輯次序紛繁復(fù)雜，工況不同，每個(gè)回路具有的工作狀態(tài)也是不一樣的，進(jìn)而其接觸器的每個(gè)觸點(diǎn)狀態(tài)也不一樣，有關(guān)的連鎖電路同時(shí)也不同，然而總是能夠依據(jù)紛繁復(fù)雜的工況之下每個(gè)接觸器具備的邏輯聯(lián)系確立主電路里面所有點(diǎn)的狀況。所以，處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)就必須尋找出來被測(cè)點(diǎn)以后，找到不同的工況下每個(gè)點(diǎn)的組合狀態(tài)以及尋常狀態(tài)，給查詢判斷故障構(gòu)建模式。具體有構(gòu)建車載診斷體系的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)以及地面專家檢測(cè)診斷體系的狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)。（2）提取車載數(shù)據(jù)。經(jīng)過查閱及調(diào)研很多的有關(guān)資料，采取統(tǒng)計(jì)分析的辦法，選擇50個(gè)將要被檢測(cè)的點(diǎn)，這部分被檢測(cè)點(diǎn)大致上包括常見的故障產(chǎn)生位置以及鐵路機(jī)車行駛的主要電路位置。車載診斷體系中央處理器持續(xù)地查看被測(cè)點(diǎn)訊息，進(jìn)而實(shí)施故障判斷檢測(cè)，如果遇到被測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，就把目前的狀態(tài)以及狀態(tài)變化的時(shí)間記錄下來，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)儲(chǔ)器把單片機(jī)里面的數(shù)據(jù)信息傳送到地面的PC機(jī)實(shí)施處理分析。（3）探究診斷辦法。車載與地面專家診斷系統(tǒng)均是對(duì)被測(cè)信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)相應(yīng)的信息庫(kù)作出故障判斷。由于車載診斷系統(tǒng)受到其運(yùn)算速度的影響，故只能對(duì)那些影響行車安全的重要故障作出判斷，并指導(dǎo)司機(jī)及時(shí)排除，而更復(fù)雜的、多方面的故障信息則是依賴地面專家系統(tǒng)，根據(jù)知識(shí)庫(kù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)所提供的信息，通過邏輯推理和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)作出故障診斷。在實(shí)際的應(yīng)用中，由于不同的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)所要求的檢測(cè)和故障診斷的側(cè)重點(diǎn)也不同，這就需要軟件設(shè)計(jì)具有兼容性。因此，切實(shí)可行的診斷方法，建立知識(shí)庫(kù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)處理的難點(diǎn)和關(guān)鍵。

3.鐵路機(jī)車診斷系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀。我國(guó)鐵路機(jī)車在使用的過程中，保持車輛的安全運(yùn)行方式很大程度上依賴機(jī)車司機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐過程。但是由于機(jī)車車輛的本身工作規(guī)定、噪音、震動(dòng)、疲乏，即使經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)一樣可能發(fā)生錯(cuò)誤抑或失誤。20世紀(jì)80年代以后，國(guó)家鐵路部門積極地把診斷檢測(cè)技術(shù)的研究成果應(yīng)用于機(jī)車電器方面，并且取得了非常大的進(jìn)步。如今，通常都是定期對(duì)已經(jīng)達(dá)到規(guī)定運(yùn)行里程的鐵路機(jī)車進(jìn)行大規(guī)模的檢測(cè)與維修，把檢修過的車輛送去維修廠，然后再依次對(duì)機(jī)車?yán)锩娴碾姍C(jī)、油機(jī)以及電氣線路進(jìn)行檢測(cè)。其中檢測(cè)電路仍然使用常規(guī)做法，通過使用高度精密的儀表和儀器來對(duì)每一條電氣線路中電阻數(shù)值進(jìn)行測(cè)量與分析，在完成以后做出檢測(cè)維修方法的判斷并實(shí)施。對(duì)于機(jī)車的綜合的診斷，大多數(shù)都運(yùn)用人工智能的診斷方法。如果鐵路機(jī)車在行駛過程中出現(xiàn)了故障，必須在現(xiàn)場(chǎng)立即尋找出障礙發(fā)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(jī)車診斷系統(tǒng)中電路故障的診斷對(duì)鐵路的發(fā)展具有重要的作用。因此，必須進(jìn)一步提高和完善鐵路機(jī)車診斷系統(tǒng)中電路故障的診斷，這樣才能保證鐵路的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張濤.機(jī)車電傳動(dòng)電路故障診斷系統(tǒng)的探討.2017.

（作者單位：神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司大準(zhǔn)鐵路公司機(jī)務(wù)段）