故障诊断方法

数据采集和报警处理
智能分析组件 专家知识库
采集数据 处理
报警数据 处理
数据缓存区
专家系统 推理机
特定逻辑分 析器
日曲线分析 算法
曲线分析算 法
故障诊断方法
报警结果缓 存区
21
1、车载监测系统
车载监控系统设备
故障诊断方法
22
2、车地传输系统
车地 传输 系统
支持多制式接入的安全信 息移动数据链关键技术
综合监测及预警
列车综合监测 列车关键系统 各系统自诊断 运行状态监测
应急数据库 管理
屏蔽门状态 监测
列车运行故障 预警显示
应急处置知 识库构建
列车运行状态 列车状态统计
监测
分析展示
应急处置建 议
列车运行状态 展示
调度管理
物资及质量管 理
列车维保
检修计划管理
故障维修管理
作业管理
审核管理
综合管理
系统管理
诊断系统的建立是一个十分巨大复杂的系统工程。
3.3.空气管路部分故障诊断
4.
列车开车与停车都离不开空气管路系统，对保障铁路运输安全、
提高列车的运行速度和可靠性，都起着十分重要的作用。风源系统管路、
控制系统管路、辅助系统管路、制动系统管路等都是一辆列车重要的空
气管路，其中制动系统管路和控制系统管路是必须重点监测诊断的。
故障诊断方法
3、地面预警保障系统
地面 预警 保障 系统
城轨列车关键系统故障 诊断与预警系统研制
城轨交通列车控制系统 故障监测和预处理技术
城轨列车综合监控、预 警与运维系统示范工程
故障诊断方法
3、地面预警保障系统（广州落地）
管理决策人员
行车调度人员 （OCC）
检修调度人员 （DCC）
系统维护人员
业 务 应 用 层
列车行驶 状态监测
列车关键系统 运行状态监测
列车运行预报警 列车运行故
信息展示
障应急处置
统计分析
系统管理
各
系
各 系 统 布 局
各 系 统 自 检
统 配 置 及 主 要
参
数
车 站 屏 蔽 门 状 态 监 测
实历 时史 状状 态态 监查 测询
辅
动 力 系 统 状 态 监 测
制 动 系 统 状 态 监 测
DCC数据 中心状态
系统基础数据库
原始 数据
用户 数据
日志 记录
数 据 接 入 层
MVB数据
人工手动录入
TCP/IP通信服务处理
自动批量导入
AN数据
地面数据中心 DCC
轨旁检测数据
屏蔽门数据
地面综合监测预故障警诊系断方统法平台逻辑架构图
特征数据
3、地面预警保障系统（广州落地）
城轨列车综合运营维护管理系统
100
10KW
10K1W0KW 10KW
10KW
100 125-5 125-2 125-2
机柜机柜 机柜
100 78
100
大屏展示终端
数据中心 机房
紧急事件处理室
400
维保终端 综合展示终端 轨旁检测数据分析系统
终端 终端
档 案 室
故障诊断方法
走廊 11
一、课题概况
主
二、总体进展情况
要
内
三、主要研究成果
系统管理（用户管理、权限设置）
数 据 库 层
列车监 测数据
实时数据库
列车故障 诊断数据
轨旁检 测数据
屏蔽门 数据
应急处置数据库
列车故障 特征
应急处置 专家库
列车 履历
备品 备件
检修 数据
列车维保数据库
故障 记录
定修 计划
维保 专家库
维保 人员
维保 场地
各系统状态数据库
传感诊断 系统状态
传输系 统状态
供电点2 桥1
试K2+290
桥2/第 2个弯 道开始
处
供电点3
约：试K2+800 轨旁设 备安装约：试K2+850 点3
说明：1、K2—1000m—试K2—1000m—试K3. 2、桥1处是小弯道地形类似短山
洞，拐过后看不到之前线路.
约：试K3+400 停车点
故障诊断方法
26
缓冲应急线路
3、地面预警保障系统
也是重点发展的方向。
3.列车故障诊断的主要内容
4.
铁路机车车辆故障的监测和诊断包括3个方面：首先是故障，
然后是故障的诊和断。产生故障，然后再诊断，有时候已经晚了，故障
诊断通常指发现故障的过程。当机车发生某种故障的征兆时，我们希望
能很快的发现这个征兆并做出判定，得出结论可能会产生多种可能的故
障，这就是诊。根据推理或者专家的经验，确定这多种可能的故障中最
系统结构
故障诊断方法
14
1、车载监测系统
现在车载监控系统已完成装车与现场调试工作。车载设 备分车上和车下两部分，其中车下设备满足任务书中规定的 IP54系统防护等级，车上设备满足IP5防护等级。
调试获取的轴箱数据
故障诊断方法
解析后的MVB数据
15
1、车载监测系统（走行）
车载走行系统建立了城轨列车走行系统故障诊断模型， 开发了车载走行系统智能故障诊断算法，研制了列车走行部 故障诊断设备。走行部车载故障诊断系统能实时获取走行部 运行状态信息，采用谐波小波包和加速度包络的故障诊断方 法，能准确的诊断出轴承故障部位，经实验室所搭建平台的 验证达到了任务书中所规定“故障预测准确率大于90%”的 要求，现在已完成任务书中规定的“实现车载对走行系的判 断和下传功能”，正在进行齿轮箱、构架故障集与车地联合 诊断的研究，最终实现走行系统车地联合诊断功能。
故障诊断方法
一、课题概况
城轨列车走行部安全检测与故障诊断系统研制
城轨交通列车控制系统故障监测和预处理技术
支撑五
城轨列车关键系统故障诊断与预警系统研制
城轨列车动力系统的控制与安全保障系统研制
支持多制式接入的安全信息移动数据链关键技术
城轨列车综合监控、预警与运维系统示范工程
故障诊断方法
7
一、课题概况
行车的关键。列车是集中机械、电力、电子、微机控制、气动装置等许
多部件于一体的机电设备，并且本身处于运动状态、振动冲击大，所以
作为一个系统来研究就十分复杂。机车上大部分零件在高压、大电流、
大功率下工作，运行过程中尘土多、温度变化大、工作环境恶劣，容易
产生各种不同的故障。对各种故障进行故障诊断与检测是必须的工作，
地面预警保障系统由监测预警、轨旁检测、故障维修等子 系统构成，实现了城轨列车运行的监测预警、调度指挥、维 护保障等业务工作的集成，解决了列车运行中故障诊断、处 置和维修的信息孤岛和业务脱节等问题，实现了全息化信息 的智能融合及系统的协同监控，为安全预警和主动维修提供 决策支持，构建了列车综合监控、预警和主动维护保养的一 体化平台。其中关键系统监测与预警已完成任务书中规定的 设备失效分析，正在进行故障谱、分布谱模态、故障推演、 预警应急技术研究。
N
特征提取并叠加时
法
间信息
流
程
健康状况评估
图
故障诊断方法
20
数据上传
1、车载监测系统（列控）
针对信号系统的 特点，建立故障检测 和分析模型。系统实 现信号系统的动态特 性建模、监测对象状 态接入、在线故障诊 断与专家知识管理， 提供一体化的监测与 推演功能。基于故障 成因模型-动态故障 传播树对故障诊断与 影响传播分析开展研 究，开发故障诊断与 诊断分析软件。
有可能出现的是那种，这就是故障的断。
故障诊断方法
一、列车故障诊断概述
列车故障诊断的研究方向
1.机械部分故障诊断的主要内容
①车体的故障检测 ②车体能合理的安装各种电气、机电设备，还有为乘务和检修人员提供 好的工作场所，并且要承受各个方向的动态冲击载荷。 ③转向架的故障检测 ④转向架对机车车辆动力学性能、牵引性能和安全性起决定作用。要对 转向架上的轴承、构架、一系弹簧、二系弹簧、齿轮箱等重要部件进行 故障监测。 ⑤轮对的故障检测 ⑥机车车辆的绝大部分垂直静载荷都是通过轮对传递给轨道的，是车辆 容易发生故障的部位。
列车状态展 检修计划管 故障维修管
示
理
理
调度管理
作业管理
物资与质量 管理
系统管理
报
临
/
定时
故预 修 维
障警 计 修
录信 划 计
入息 管 划
展理管
示
理
故故 障障 维统 修计 建分 议析
列
调 度 排 班 管 理
调 度 交 ห้องสมุดไป่ตู้ 班 管 理
车 运 营 日 计 划 编
制
工
作 业 编 制
作 业 审 批
作 业 确 认
轨道交通列车车辆系统故障诊断
——杨建伟
故障诊断方法
一、列车故障诊断概述
主
二、故障诊断的研究方法
要
三、列车关键部件结构原理及故障机理
内
容
四、电气部分在线故障技术
五、机车走行部故障在线诊断系统
故障诊断方法
2
一、列车故障诊断概述
1.列车故障诊断的作用与意义
2.
铁路是我国重要的基础设施，列车良好的运行是确保铁路安全
故障诊断方法
一、列车故障诊断的研究方法
1.列车故障诊断的一般步骤： 2.确定状态监测的内容 3.状态监测的内容主要包括：监测参数、监测部位、监测方式等。 4.2.构建故障信息测试系统 5.选取适合的传感器及数据采集装置，组成故障信息测试斯通，用来收 集所需信息。 6.3.数据分析处理及故障特征信息提取 7.对车市系统所获取的故障信息进行加工处理，包括滤波、异常数据的 剔除以及各种分析算法等。 8.4.状态监测、故障诊断及预报 9.根据列车监测不见的结构特征，构造或选定有效的故障诊断判据，确 定划分被诊断部件状态的各有关参量的槛值等内容，以此判定列车上被 诊断对象的运行状态，并对其未来发展趋势进行预测。
故障诊断方法 动力系故障诊断结果
19
1、车载监测系统（动力）
车载动力系统研究了各关键设备内部的故障机理及相互
之间的作用影响，建立了动力系的状态监测及故障诊断模型，
能根据系统的状态参量如电压、电流、温度等进行实时的监
测与诊断。
MVB信息
鲁棒性滤波
动
特征提取及神经
力
网络诊断
系
信息融合
诊
Y
断
发生故障？
算
地面接入交换设备
轨旁信道接 入管理设备
故障诊断方法
地面无线通信控制设备
2、车地传输系统
经测试验证，达到任务书中规定的“传输带宽最高可达16M” 的要求。
约：K2+300
约：K2+670
轨旁设 备安装
点1
上车点
供电点1
约：K2+600
地面中心设备
约：试K2+400 轨旁设 备安装 点2
试K2+643
容
四、预算计划执行情况
五、后期主要工作安排
故障诊断方法
12
1、车载监测系统
车载 监测 系统
城轨列车走行部安全检 测与故障诊断系统研制
城轨列车控制系统故障 监测和预处理技术
城轨列车动力系统的控 制与安全保障系统研制
故障诊断方法
1、车载监测系统
车载监控系统由列车运行状态检测、信息传输网络、实时 故障诊断、列车安全预警等子系统构成，实现对列车走行、 动力等关键系统运行状态的全息化检测和实时故障诊断。
示 范 工 程
故障诊断方法
8
一、课题概况
主
二、总体进展情况
要
内
三、主要研究成果
容
四、预算计划执行情况
五、后期主要工作安排
故障诊断方法
9
二、总体进展情况
故障诊断方法
二、总体进展情况 坑口控制中心部署
380V 地线
光纤
大屏
400
600
220V
空调
配电柜 220V
UPS (机头)
电池柜电池柜
46
66
故障诊断方法
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1、车载监测系统（走行）
谐波小波包和加故速障诊度断包方法络的故障诊断流程
17
1、车载监测系统（走行）
轴承故障频率计算
注：城轨列车轴承型号：BC1B 326441 A/HB1和BC1B
326442 A/HB1，频率为1HZ。
故障诊断方法
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1、车载监测系统（动力）
车载动力系统解决了关键设备的老化损伤评估及健康度 预测技术，开发了车载动力系统智能故障诊断算法，研制了 列车动力系统故障诊断设备。动力系统车载智能诊断算法， 经实验室所搭建平台的验证达到了任务书中所规定的故障预 测准确率大于90%的要求。
作 业 记 录 管 理
作 票 / 记 录 表 查
询
备 品 备 件 管 理
固 定 资 产 管 理
工 器 具 管 理
专 家 库 管 理
列 车 履 历 管 理
列车综合运营维护系统平台功能架构图
基 础用日 数户志 据管管 管理理 理
列车运行状态综合监测与预警系统
列车综合监测 车站屏蔽门 各系统自诊断 状态监测
故障诊断方法
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2、车地传输系统
车地传输系统由车地无线传输系统和地面大容量数据传
输系统构成，实现了列车运行状态、轨旁检测、车站屏蔽门 等信息的同步传输和接入。
车载无线通信控制主机
故障诊断方法
车载天线 信道设备
2、车地传输系统
车地传输系统解决了城市轨道交通系统车-地间信号的高速交 互传输技术和支持多制式接入的无线信号传输系统车载数据汇聚 技术研究，包括：车-地间信号的高速交互传输技术、基于车载无 线通信单元间的无缝切换技术、数据接口标准化交换和传输技术， 开发了车载数据汇聚接入软件和车地数据无线传输软件，研制了 可多点寻址的高可信移动传输系统设备的工程样机。
故障诊断方法
一、列车故障诊断概述
1.2.电气部分故障诊断
2.
电力机车上进行故障诊断的主要电气部件包括8类：受电弓
（弓网关系）、主变压器、牵引变流器、牵引电机、辅助电机系统、电
气控制系统、微机及电子控制系统、控制电源和辅助电源。电力机车故
障诊断非常复杂、是由多门学科综合在一起的学问，所以电力机车故障