探究铁路车辆运行故障监测诊断技术的应用

探究铁路车辆运行故障监测诊断技术的

应用

摘要：铁路是我国交通运输事业的重要组成部分。经济社会的发展使得铁路

规模不断扩张，但也带来了车辆故障检测和维修工作难度提升的问题。在我国信

息化社会持续发展的影响下，用于铁路车辆运行故障的监测诊断技术也在不断更新。基于此，本文探讨了铁路车辆运行故障监测诊断技术的具体应用。首先，本

文针对铁路车辆运行故障的监测阶段技术基础简单进行分析。随后，从车载地面

系统、子系统故障诊断以及水平、垂直振动冲击监测系统三个方面探讨了监测诊

断技术的具体应用，以便为今后故障监测诊断技术在铁路运行中的广泛应用提供

参考。

关键词：铁路车辆；运行故障；监测诊断技术

1、铁路车辆运行故障检测诊断的技术基础

在我国铁路车辆运行的过程中，为了保障车辆行驶的稳定性和安全性，技术

人员通常会定期落实车辆的检查以及保养工作，降低车辆运行过程中故障事件的

发生概率。但这种人工手动进行故障检查的操作方法，很容易带来漏洞。在轴承

材料的内部故障检查工作，因为人工操作存在观察和检测精度方面的缺陷，会存

在明显的问题。在铁路车辆正式运行时，部分故障带有突然性，工作人员无法第

一时间应对处理。铁路车辆运行故障监测诊断技术作为现代信息技术成果和铁路

交通运输事业发展的融合产物，可以帮助检修工作人员在车辆检修、行驶中及时

发现潜在安全故障，通过采取相应的措施维护铁路车辆的行车安全性。如今，在

铁路车辆运行故障监测诊断的过程中，振动和温度监测技术应用相对普遍，要求

工作人员实时检测和诊断车辆振动以及温度变化状况。如果出现了振动波动异常

以及温度持续升高的问题，则可以判断出车辆的走行部位存在一定的故障问题[1]。在铁路车辆运行故障监测的早期工作阶段，振动监测技术便得到了广泛应用，且

主要用于铁路运行车辆的数据信息搜集，技术人员可以基于信号、频率和时间等

多项因素对于收集来的数据进行分析。但在具体技术操作的过程中，因为铁路车

辆的运行环境及内部结构组成较为复杂，振动监测结果的精准度无法得到保证。

在我国现代信息技术持续发展创新的影响下，铁路车辆运行中的故障监测诊断技

术应用方法得到了一定的突破和创新，可以借助现代化传感器提高信息和数据的

收集数量。多种信息集成的持续融合和应用使得铁路车辆运行的安全性明显提升，能够满足车辆运行过程中故障监测的工作要求。

2、铁路车辆运行故障监测诊断技术的实际应用

2.1机车车载及地面系统

铁路车辆运行中故障监测诊断技术的应用需要以车辆自身的故障监测管理作

为前提条件，确保统一管理车辆的整体内部结构、监控技术和车辆运行环境，促

进信息传递、远程监控和故障联动协调，实现三者之间的有效融合，保障运行故

障监测与地面管理系统可以整合应用。检修和技术人员能够在突破时空限制的前

提下，利用终端设备对于铁路车辆的运行状况随时随地进行查看，并且能够第一

时间发现车辆运行存在的潜在故障，根据预警信号合理确定故障发生的具体位置

以及原因，第一时间处理铁路车辆运行中存在的故障问题。

在系统运行的过程中，工作人员需要针对运行故障检测的终端进行全方位的

信息收集和管理，在每辆车辆上安装故障监测信息收集、传递的现代传感设备。

在此之后，技术人员就可以借助故障监测诊断技术对车辆运行中的故障现象及时

进行诊断，并将无法正确识别和判断的各项数据信息上传到专家系统中，由其进

行故障诊断，提高诊断结果的精准性。技术人员在得到运行故障检测和地面管理

系统得到的故障反馈结果之后，可以全面展示故障重点信息，在实现运行故障监

测管理信息化发展的同时，第一时间解决车辆行驶的故障问题。

2.2子系统的故障诊断

铁路车辆运行中的故障监测诊断技术同样可以在车辆的子系统诊断中发挥作用。当下额度铁路列车车辆走行部一般都使用了转向架式构造，具体的组成部分

包括了轮对、轮轴、齿轮箱、轴承等。因为列车的车辆走行部都是用轮对组成基

础框架，轮对会和钢轨直接接触，列车的整个重量施加在轮对上[2]。在检测和维

持车辆安全的过程中，需要技术人员对于车轮踏面以及车轴轴径的摩擦损耗数据实时进行收集和分析。现代列车车辆的传动系统需要全面发挥齿轮箱这一重要机械部件的作用，这也是列车牵引的动力源头，因其所处的工作负荷较大，系统磨损水平明显超过其他子系统。在车辆齿轮箱故障检查的过程中，一般都是以齿轮箱轴承作为检查主体。铁路轴承的故障检测是以共振解调技术作为主要方法，可以捕捉滚动轴承内部零部件因为故障产生的细微冲击，检修人员可以在第一时间发现转动轴承中细微的故障问题。作为铁路车辆核心动力装置的牵引电动机能够将各种能量转化为汽车运作必需的机械能，因为长时间运行过程中会受到风霜雨水等各种自然因素的侵蚀，再加之车辆的制动和加速行为较为频繁，轴承和端部线圈很容易产生故障问题。在铁路车辆运行故障监测诊断技术应用的过程中，针对该项故障形成了针对性的系统。小波包作为其中的关键诊断元素，可以通过最终测试信号进行分类诊断。铁路车辆的交流牵引电动机包括了逆变器、受力弓和接地装置等组成部分，电动机可以对铁路车辆运行过程中的电力合理进行分配，也是目前列车故障监测诊断技术应用的重要主体[3]。在交流牵引电机故障监测诊断中，逆变器和受力弓的故障排查是关键工作环节。考虑到对于铁路车辆运行产生影响的因素种类较多，可以将自适应网络维护逻辑理论作为出发点形成对应的故障排查体系。自动门作为我国铁路车辆不可或缺的基础组成部分，其故障频数整个铁路列车系统总故障的35%，将会直接影响到列车是否能够正常稳定进行装载。铁路车辆的走行部车载检测装置可以及时针对走行部的轴承、轮对踏面等方面出现的故障发出预警信号。在实践中，该系统能够向铁路监控中心提供相应的数据，使得铁路车辆运行过程中的安全数据空白得到有效填补，能够为后续设备维修工作提供数据支持。

2.3水平垂直振动故障诊断

一般而言，在铁路车辆运行的过程中，车辆振动波长状况是故障诊断不可或缺的重要依据，能够帮助技术人员第一时间发现存在的故障。在铁路车辆运行故障诊断技术应用的过程中，振动原理的引入和应用能够帮助技术人员实时监测关键部位的运转状况，并根据反馈的故障诊断结果，针对故障原因科学进行分析和探索，从而形成针对性的故障处理方法，能够在维护铁路车辆安全稳定运行的同