列车故障诊断概述
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17
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。
1.列车故障诊断的主要内容
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有可能 出现的是那种，这就是故障的断。
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
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。
系统结构
13
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。
列车故障诊断的一般步骤： 1.确定状态监测的内容 状态监测的内容主要包括：监测参数、监测部位、监测方式等。 2.构建故障信息测试系统 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。 3.数据分析处理及故障特征信息提取 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。 4.状态监测、故障诊断及预报 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。
15
1、车载监测系统（走行）
谐波小波包和加速度包络的故障诊断流程
16
1、车载监测系统（走行）
轴承故障频率计算
序号
1 2 3 4
部位 内圈 外圈 滚动体 保持架
故障频率
17.4798 0.5202 1.0104 0.0289
注：城轨列车轴承型号：BC1B 326441 A/HB1和BC1B 326442 A/HB1，频率为1HZ。
调试获取的轴箱数据
解析后的MVB数据
14
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。
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
8
二、总体进展情况
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
100
10KW
10K1W0KW 10KW
10KW
100 125-5 125-2 125-2
一、列车故障诊断概述
2.电气部分故障诊断
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，所以电力机车故障诊断系统 的建立是一个十分巨大复杂的系统工程。
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
6
一、课题概况
示 范 工 程
7
一、课题概况
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
走廊 10
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
11
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
一、列车故障诊断概述
主ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
1
一、列车故障诊断概述
1.列车故障诊断的作用与意义
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，也是 重点发展的方向。
3.空气管路部分故障诊断
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。
一、列车故障诊断的研究方法
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 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。 ①转向架的故障检测 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。 ①轮对的故障检测 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。
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。
1.列车故障诊断的主要内容
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有可能 出现的是那种，这就是故障的断。
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
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。
系统结构
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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。
列车故障诊断的一般步骤： 1.确定状态监测的内容 状态监测的内容主要包括：监测参数、监测部位、监测方式等。 2.构建故障信息测试系统 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。 3.数据分析处理及故障特征信息提取 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。 4.状态监测、故障诊断及预报 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。
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1、车载监测系统（走行）
谐波小波包和加速度包络的故障诊断流程
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1、车载监测系统（走行）
轴承故障频率计算
序号
1 2 3 4
部位 内圈 外圈 滚动体 保持架
故障频率
17.4798 0.5202 1.0104 0.0289
注：城轨列车轴承型号：BC1B 326441 A/HB1和BC1B 326442 A/HB1，频率为1HZ。
调试获取的轴箱数据
解析后的MVB数据
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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。
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
8
二、总体进展情况
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
100
10KW
10K1W0KW 10KW
10KW
100 125-5 125-2 125-2
一、列车故障诊断概述
2.电气部分故障诊断
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，所以电力机车故障诊断系统 的建立是一个十分巨大复杂的系统工程。
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
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一、课题概况
示 范 工 程
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一、课题概况
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
走廊 10
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
11
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
一、列车故障诊断概述
主ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
1
一、列车故障诊断概述
1.列车故障诊断的作用与意义
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，也是 重点发展的方向。
3.空气管路部分故障诊断
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。
一、列车故障诊断的研究方法
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 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。 ①转向架的故障检测 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。 ①轮对的故障检测 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。