摘要：鐵路作為我國(guó)現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系中的重要組成部分，其安全運(yùn)行與否關(guān)系著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展。近幾年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)和人民生活水平不斷提高以及交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有了進(jìn)一步加強(qiáng)，因此在高速鐵路、城際軌道等運(yùn)輸方式逐步得到普及應(yīng)用的情況下，對(duì)鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)變得尤為必要且緊迫而有效。當(dāng)列車運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重影響區(qū)域鐵路運(yùn)輸正常運(yùn)轉(zhuǎn)與運(yùn)營(yíng)管理秩序等不利現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)旅客的人身財(cái)產(chǎn)損失較大且出行不便利，因此鐵路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)是保證鐵路安全運(yùn)行的重要措施之一。

關(guān)鍵詞：鐵路機(jī)車;故障檢測(cè);診斷研究

一、引言

鐵路是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的樞紐，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)進(jìn)步重要基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活條件提高以及交通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提升等因素影響下，鐵路運(yùn)輸企業(yè)對(duì)其運(yùn)行管理提出了更高要求。然而由于當(dāng)前高速鐵路建設(shè)過(guò)程中存在諸多不安全現(xiàn)象、設(shè)備故障問(wèn)題及維護(hù)檢修不當(dāng)問(wèn)題，造成鐵路行車交通事故頻發(fā)且難以避免并因此給人們帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡事故屢見發(fā)生。另一方面也反映出，我國(guó)鐵路機(jī)車車輛的可靠性和安全性有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

二、故障診斷和安全監(jiān)測(cè)的技術(shù)基礎(chǔ)

故障檢測(cè)和安全監(jiān)測(cè)是鐵路運(yùn)行中的重要技術(shù)基礎(chǔ)，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。該設(shè)備可用于對(duì)列車進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)狀態(tài)分析，并在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)處理及顯示，同時(shí)還可以通過(guò)相關(guān)硬件軟件來(lái)完成安全參數(shù)設(shè)置和報(bào)警提示等功能。然后利用信號(hào)采集卡技術(shù)與通訊網(wǎng)絡(luò)通信相結(jié)合形成綜合故障監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，主要包括了鐵路行車工況、環(huán)境溫度檢測(cè)以及機(jī)車運(yùn)行狀況的信息收集。

監(jiān)測(cè)技術(shù)是指通過(guò)檢測(cè)鐵路的設(shè)備狀態(tài)，對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制，它在故障定位中發(fā)揮了重要作用。目前常用的監(jiān)測(cè)方法主要有：人工觀測(cè)法和自動(dòng)測(cè)深儀兩種，人工觀察法包括直接測(cè)量與間接測(cè)量?jī)刹糠謨?nèi)容，間接方式分為自上而下及橫向抽查兩類兩種形式：縱向檢查是指定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修工作量、維修作業(yè)情況以及運(yùn)行狀況等方面進(jìn)行檢測(cè)。

三、鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)診斷現(xiàn)狀

隨著我國(guó)鐵路提速計(jì)劃的推進(jìn)，對(duì)機(jī)車車輛性能提出了越來(lái)越高的要求，因此在日常運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中需要采取有效措施來(lái)進(jìn)行故障檢測(cè)。但是由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及故障類型劃分技術(shù)手段無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控，因此需要根據(jù)實(shí)際情況建立不同層次、不同時(shí)間段的設(shè)備在線分析方法與模型診斷系統(tǒng)，來(lái)滿足不同工況下機(jī)車車輛檢修需求要求。通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘與建模，為維修人員提供合理化建議。

四、故障監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)的系列產(chǎn)品

（一）技術(shù)方面

目前，鐵路運(yùn)行的故障監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)主要有：基于計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)字圖像處理與分析技術(shù)等，開發(fā)了多種先進(jìn)設(shè)備。（1）基于機(jī)器語(yǔ)言設(shè)計(jì)：利用機(jī)器語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，通過(guò)人機(jī)對(duì)話界面將所需檢測(cè)參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)中并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的程序存儲(chǔ)器完成實(shí)時(shí)交互操作;（2）采用圖形化編程方法實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)功能模塊化、可視性強(qiáng)、直觀性高，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置功能配置及相應(yīng)的控制邏輯。

（二）系統(tǒng)控制方面

目前，鐵路運(yùn)行的故障監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)主要有基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊邏輯等理論構(gòu)建的綜合型設(shè)備在線檢測(cè)和預(yù)警功能。①基于神經(jīng)網(wǎng)路自處理算法建立了一個(gè)簡(jiǎn)單易行且易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性要求的預(yù)測(cè)模型，該方法能夠快速準(zhǔn)確地獲取所需參數(shù)信息并進(jìn)行預(yù)判，同時(shí)在對(duì)數(shù)據(jù)分析后可得到可靠結(jié)論;②利用粒子群優(yōu)化原理，設(shè)計(jì)出人工智能計(jì)算系統(tǒng)軟件包籌智能化平臺(tái)。

五、軌道交通運(yùn)載設(shè)備故障診斷和安全監(jiān)測(cè)的技術(shù)

（一）建立機(jī)車車載和地面系統(tǒng)

在對(duì)鐵路機(jī)車車輛進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，要充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立機(jī)車車載系統(tǒng)，并將其應(yīng)用到實(shí)際工作當(dāng)中。在鐵路運(yùn)行中，地面上的設(shè)備故障率與車輛的行車速度、列車荷載和溫度等都有關(guān)。因此，建立機(jī)車車載系統(tǒng)是為了有效提高機(jī)車車輛維修效率。通過(guò)車載設(shè)備采集和處理故障信息，對(duì)地網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。根據(jù)不同情況采用分層采樣法、逐級(jí)抽樣分析法等方法獲取相關(guān)地測(cè)點(diǎn)參數(shù)及其他重要部位的分布范圍，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控軟件，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車車載系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，并及時(shí)向鐵路管理部門反饋信息。此外，在鐵路運(yùn)行管理中，地面系統(tǒng)是非常重要的一部分，它將影響機(jī)車車輛正常工作。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)列車車載設(shè)備維修作業(yè)安全及檢修、養(yǎng)護(hù)以及機(jī)車維護(hù)等方面要求，因此需要建立基于行車狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警分析相結(jié)合的綜合管理系統(tǒng)。

（二）建立的機(jī)車、客車轉(zhuǎn)向架的水平、垂直振動(dòng)沖擊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

建立的機(jī)車、客車轉(zhuǎn)向架水平振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要是由傳感器和信號(hào)采集設(shè)備組成。它可以實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)或其他部件是否存在故障，并將其數(shù)據(jù)顯示在電腦上，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析得出結(jié)果，同時(shí)也可用于對(duì)零部件質(zhì)量以及參數(shù)變化等狀態(tài)信息的監(jiān)控與管理。鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)電流能量，當(dāng)汽車運(yùn)轉(zhuǎn)速度超過(guò)允許范圍或者出現(xiàn)超速現(xiàn)象時(shí)將會(huì)導(dǎo)致機(jī)車、客車系統(tǒng)發(fā)生異常情況而造成事故。

（三）建立故障診斷系統(tǒng)

建立故障診斷系統(tǒng)是指對(duì)鐵路的電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，從而達(dá)到安全運(yùn)行目的。計(jì)算機(jī)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，它可以將大量信息存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)中。該技術(shù)能為工作人員提供可靠準(zhǔn)確的信號(hào)支持及分析手段，同時(shí)也能夠提高工作效率和可靠性（包括了數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制等）以及故障診斷能力（如：對(duì)異常情況進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)與排除等），實(shí)現(xiàn)智能化管理，使鐵路設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)得以優(yōu)化升級(jí)。

五、總結(jié)

鐵路是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其運(yùn)行狀況直接影響到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。鐵路行車安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和方法對(duì)列車各運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析與診斷。在實(shí)際工作中由于受到環(huán)境因素影響較大且復(fù)雜多變，所以為了保證設(shè)備正常穩(wěn)定可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)及維護(hù)人員操作正確性等要求，必須要有較高可靠性以及及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障并解決問(wèn)題，另外還要考慮到鐵路行車安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身存在著一些不足。

參考文獻(xiàn)

[1]劉乙寧鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2016 （13）：38-38.

作者簡(jiǎn)介：齊天宏;男;1981-03-13;甘肅省華池縣;漢;本科;工程師;研究方向：鐵路機(jī)車，檢修工作18年，從事技術(shù)科專業(yè)管理8年，車間管理6年，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)崗位4年（機(jī)車電器、電機(jī)檢修）。