鐵路車輛運行故障監測診斷技術的應用

崔建云

摘 要：鐵路是我國最主要的交通工具，鐵路運輸事業的發展有助于推動我國交通運輸事業的全面發展。現階段，鐵路網絡的建設已經橫貫世界各地，為人們的出行帶來了極大便利。但是，鐵路車輛運行故障會影響交通運輸的效率和秩序。因此，本文深入研究鐵路車輛運行故障監測診斷技術的具體應用，從而有效控制鐵路車輛運行故障的發生，促進鐵路運輸事業的發展。這些故障監測診斷技術與設備的有效應用不僅可以保證軌道交通的運輸效率，還可讓人們的出行更加安全、高效。其間，首先要建立車載與地面系統，而后要建立鐵路車輛運行故障監測診斷系統，不斷總結故障監測診斷方法，以更好地發揮系統的作用。

關鍵詞：鐵路車輛;運行故障;故障監測診斷技術

中圖分類號：U279文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）04-0112-03

Abstract： Railway is the most important means of transportation in China， and the development of railway transportation will help promote the overall development of transportation in our country. At this stage， the construction of railway networks has traversed all over the world， bringing great convenience to people's travel. However， the operation failure of railway vehicles will affect the efficiency and order of transportation. Therefore， this paper deeply studied the specific application of railway vehicle operation fault monitoring and diagnosis technology， so as to effectively control the occurrence of railway vehicle operation faults and promote the development of railway transportation. The effective application of these fault monitoring and diagnosis technologies and equipment can not only ensure the transportation efficiency of rail transit， but also make people's travel safer and more efficient. In the meantime， the on-board and ground systems must be established first， and then the railway vehicle operation fault monitoring and diagnosis system shall be established， and the fault monitoring and diagnosis methods shall be continuously summarized， in order to better play the role of the system.

Keywords： railway vehicle;operation fault;fault monitoring and diagnosis technology

近年來，國家高度重視發展交通運輸事業，在我國經濟穩步發展的背景下，鐵路工程數量不斷增加，建設規模不斷擴大，極大地推動了我國鐵路運輸事業的發展。但是，鐵路工程規模的浩大也增加了車輛故障監測與維修的難度。隨著信息化技術的發展，人們需要提高鐵路車輛運行故障監測診斷技術的科學性與有效性，從而保證鐵路車輛運行的安全性與穩定性。

1 鐵路車輛運行故障監測診斷技術及其系列產品

1.1 車輛運行故障診斷及安全監測的技術基礎

通常，為保證鐵路車輛運行的安全性與穩定性，技術人員會定期開展車輛的檢查、維修與養護工作，避免車輛出現運行故障[1-2]。但是，采用人工方式開展故障檢查時容易出現漏洞，車輛軸承材質內部的故障檢查往往存在疏漏。在鐵路車輛運行過程中，許多故障的發生都十分突然，一旦故障發生，工作人員往往難以及時進行有效應對和處理。鐵路車輛運行故障監測診斷技術的應用有助于工作人員在車輛出發之前和行駛的過程中及時發現車輪和軸承等部位的故障，進而確保車輛運行過程的安全性和穩定性。

現階段，比較常用的鐵路車輛運行故障監測診斷技術主要是振動與溫度監測技術。該技術需要工作人員對運行車輛振動與溫度變化的實際情況進行監測與診斷，如果出現振動波動不正常或溫度升高的情況，就能夠判斷車輛走形部故障發生率較高。振動監測技術在鐵路車輛運行故障監測中的應用時間較早，應用初期主要利用振動傳感器收集鐵路車輛運行數據信息，之后，工作人員結合信號頻率和時間等因素，對這些數據信息進行分析。但在實際應用該技術的過程中，在復雜的車輛運行結構和環境等因素的影響下，人們難以保證鐵路車輛運行的振動監測精準度。隨著現代信息技術的高速發展，鐵路車輛運行故障監測診斷技術的應用方式實現了一定的創新與突破，同時極大增加了信息的收集量，多種技術的融合應用有效提高了鐵路車輛運行的安全性，相關技術的應用與發展也在很大程度上滿足了鐵路車輛運行故障監測的實際需要。未來需要將監測技術的針對性應用作為鐵路車輛運行管理的重點內容，進而提高技術應用的科學性與有效性。

1.2 鐵路車輛運行故障監測與診斷的傳統技術

傳統鐵路車輛運行故障監測與診斷技術的應用在很大程度上提升了車輛運行的安全性與穩定性。一般來說，較為常用的傳統監測與診斷技術主要包括振動分析技術、超聲波技術（圖1為基于微控制超聲波技術的車輛故障監測診斷系統示意圖）以及紅外線技術。這些技術能夠實現對車輛運行狀態下大中型部件斷裂故障、車體內部裂縫等問題的監測與診斷，從而幫助工作人員及時控制車輛運行中的安全隱患，并采取有效措施進行處理，避免故障發生而影響車輛運行的效率和質量。現階段，鐵路車輛運行故障管理仍然以傳統監測技術為主，其能夠實現對大多數車輛運行故障的監測與診斷，提高監測與診斷的針對性與準確性。在技術的應用過程中，工作人員會依據監測的時效性與質量需求開展技術優化與改進工作，從而有效預防鐵路車輛運行故障的發生。

1.3 鐵路車輛運行故障監測診斷技術的系列產品

在我國經濟高速發展的背景下，信息化技術和機械自動化技術取得了進一步發展，為我國多種新型鐵路車輛運行故障監測產品的研發提供了有力的技術支持。例如，我國研發的JK00430故障監測機能夠針對鐵路車輛運行部件故障進行監測，JK03412故障監測機（見圖2）能夠對車輛軸承故障進行監測。多種監測診斷技術與產品的研發與應用在很大程度上提高了我國鐵路車輛運行故障監測診斷工作的全面性、針對性與精準性，進而保證了鐵路車輛運行的安全性和穩定性。

2 軌道交通運載設備故障診斷與安全監測技術分析

2.1 車載與地面系統的建立

在實際應用鐵路車輛運行故障監測診斷技術的過程中，要以鐵路車輛本身故障的監測管理為基礎，對車輛的運行環境、內部結構和監控技術進行統一管理，同時實現信息傳遞技術、遠程監控技術以及故障聯動協調技術的有效結合，將鐵路車輛運行故障監測與地面管理系統進行整合，確保工作人員能夠打破時間和空間的局限，隨時借助遠程終端設備查看鐵路車輛運行的實際情況，同時，要及時發現車輛運行存在的故障，根據預警確定故障的具體位置，并采取有效措施進行科學有效的應對和處理[3-4]。

這個過程主要分為三個階段。第一階段，工作人員需要對鐵路車輛運行故障監測的終端進行信息收集與管理，每輛車需要安裝運行故障監測診斷信息收集與傳遞設備。第二階段，要借助故障監測系統與診斷技術，結合故障診斷數據對車輛運行故障進行診斷，并將難以準確識別和判定的故障數據信息傳遞給專家系統進行診斷，保證故障診斷的實效性。第三階段，工作人員需要依據鐵路車輛運行故障監測與地面管理系統的相關反饋結果，將故障監測重點信息展示出來，從而有效推動鐵路車輛運行故障監測管理朝信息化方向發展。車載地面故障監測系統示意圖如圖3所示。

2.2 鐵路車輛運行故障監測診斷系統的建立

鐵路運輸事業發展初期，工作人員通常在鐵路車輛故障發生后開展診斷工作。在診斷過程中，需要對故障進行逐一排查，不利于提高故障診斷與處理的效率，而后期監測也難以實現對故障的有效預防。信息化時代，鐵路車輛運行故障診斷實現了信息技術與傳感技術的有效結合，進而幫助工作人員對車輛運行狀態進行跟蹤記錄，之后將相關數據信息保存至系統中，為后期運行數據問題的分析提供有效的參考依據。如果后期記錄的數據與之前保存的數據存在較大的波動，工作人員就需要提高對該車輛運行情況的重視度，在故障監測數據的波動超過限定值時就需要進行故障預警。鐵路車輛運行故障有可能是新發生的故障，還有可能是設備長期使用出現老化而導致的故障，相關技術人員通過對車輛運行數據的波動情況進行監測分析，能夠明確故障類型。鐵路車輛運行故障診斷系統的建立能夠針對不同類型的故障提出最有效的處理方式，進而提高故障監測與診斷技術應用的實效性，保證車輛運行的安全性和穩定性。

2.3 注重總結診斷方法

鐵路車輛運行過程中，由于運行環境、線路狀況等因素的影響，相同的故障振動往往體現出不同的問題。因此，技術人員需要全面記錄故障發生現場出現的問題，針對不同問題出現的原因提出有效的應對和處理措施，確定車輛運行故障是車輛類型、內部結構問題，還是運行環境導致的問題。之后，依據相關問題的處理方式進行記錄與整理，為后續維修人員開展車輛運行故障管理提供可靠的參考依據，提高車輛運行故障管理水平。技術人員要不斷提高自身的專業能力，進而推動鐵路車輛運行故障管理工作的順利進行。

3 故障監測診斷技術在鐵路車輛運行故障監測診斷中的應用

現階段，我國對鐵路車輛輪軸故障監測與診斷技術的應用往往需要依靠共振波動管理來實現。這種技術具有較強的科學性，因此在鐵路車輛運行故障監測與診斷中得到了廣泛應用。首先，在應用振動監測技術的過程中，要借助信號發射學技術、聲波傳遞技術以及共振調節技術等對車輛運行時的信號進行收集，并對某一節點的異常數據進行預警管理，對多種常規設備進行統一應用與管理。經過長期的技術優化，其已經能夠捕捉極其細微的振動，使得鐵路車輛運行故障監測診斷技術的應用滿足鐵路車輛故障監測的實際需要。在未來信息化技術不斷發展的環境下，我國需要將鐵路車輛運行故障監測發展的目標放在建立信息共享平臺上，以提高故障監測與處理效率。故障監測系統能夠對鐵路車輛輪軸正常振動與故障振動之間存在的差異進行精準判斷與分析，以精確的振動狀態劃分提升鐵路車輛運行故障監測診斷效率。同時，將車輛傳感器收集的振動、故障以及溫度等信息及時傳遞至地面管理系統平臺，并由監測人員對故障預警信息進行研究與分析，進而針對不同故障提出有效的處理方案。此外，建立完善的故障診斷總結管理平臺，為后期車輛運行管理的改進提供有效的參考依據，并設計出故障預警系統，系統依據故障等級給出鐵路車輛繼續運行、減速或停車的信號，從而提高鐵路車輛運行故障監測、診斷與處理的效率和質量。

4 結語

在鐵路運輸事業發展過程中，鐵路車輛運行故障監測診斷技術的研究與應用有利于實現鐵路車輛運行故障管理與信息化技術的有效結合，但該技術應用目前仍然存在一定的缺陷，進而影響鐵路車輛運行故障監測與診斷的效率和質量。未來，相關技術人員需要對鐵路車輛運行故障監測診斷技術進行深入細致的研究，從而提高技術應用的有效性，促進鐵路事業的進一步發展。

參考文獻：

[1]張皓惟.鐵路機車車輛運行故障監測診斷技術[J].中外企業家，2018（33）：142.

[2]潘貴才.鐵道車輛狀態監測診斷技術的研究現狀[J].齊齊哈爾大學學報（自然科學版），2010（6）：23.

[3]KURE G，劉景寶.狀態監測：維修的最佳化[J].國外內燃機車，2010（6）：45-46.

[4]麥金森，夕文.鐵路機車車輛運行故障監測診斷技術的研究與應用[J].中國鐵路，2007（3）：56-59.