铁路机车故障诊断及预警系统的研究
铁路机车车辆运行故障监测诊断技术研究
铁路机车车辆运行故障监测诊断技术研究摘要：目前我国社会经济发展较为迅猛，铁路运输量逐渐增加,是当前人们出行的主要交通工作。
随着客流量与运输量的逐步加大,对机车车辆安全性提出更高的要求,因此,应加强故障监测技术的研究,利用当前先进技术,从而能够保证的铁路机车运行的质量。
本文结合这一话题来对铁路机车车辆运行故障进行分析,再提出一些相应的监测诊断技术。
关键词:铁路机车;车辆运行故障;监测诊断技术铁路是我国重要交通运输工具,其发展程度体现一个国家的综合国家,并为人们的出行、货物出口提供了便利。
随着我国客流量与运输量的不断增长,铁路机车运行中的故障问题也越来越多,不利于铁路的安全运行。
因此,需要在铁路机车运行系统中应用故障检测技术,针对故障情况进行检测,从而有助于铁路机车运行高效、安全。
1.故障诊断与安全监测的技术基础铁路机车车辆在运行过程中经常有故障发生，在处理时应先对故障进行诊断，最常用的是共振原理，此方法效果非常显著,也是当前最为科学的一种技术，在业界应用较早。
传统振动检测技术与当前检测技术有许多不同之处，在实际应用时，先提取被检测对象的振动信号，然后发挥传感器的作用，再对其进行分析,从中得到异常信息，从而达到检测的根本目的。
但在实际运用过程中,机器振动有所不同，例如,有的机器振动大,但造成的影响不大;有的零部件出现故障时，会发生振动，但易被其他振动所遮掩。
所以，利用振动信号来诊断故障存在一定局限性。
现阶段，应用最为频繁的是共振解调技术，其是根据传统技术基础融合多种技术而成的,涉及的领域也越来越广泛。
此技术具有许多优势，特别是对常规振动和故障冲击进行准确判断，将两者进行区分，从中准确找出微小故障,还可以采集到故障信息,为后期故障诊断工作提供了保障，并对故障的内容、故障程度做出准确的诊断。
故障诊断工作内容繁琐、复杂,涉及的领域较为广泛,因此应做到具体情况具体分析,从而提出有效的解决措施,使故障诊断技术有所提高,有助于铁路机车车辆安全运行。
铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用
铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用铁路机车车辆运行故障监测诊断技术在铁路运输领域具有重要意义。
随着铁路运输技术的不断发展和推进，机车车辆的运行故障问题也日益突出。
研究和应用高效可靠的故障监测诊断技术对于确保铁路运输的安全性、可靠性和经济性具有重要作用。
铁路机车车辆运行故障监测诊断技术主要通过监测机车车辆的不同部件、系统和参数来实现。
这些部件、系统和参数包括轴承、齿轮、电机、传动系统、轨道、制动系统等。
通过监测这些要素的工作状态、振动、温度、电流和电压等参数，可以及时发现机车车辆故障的存在和变化，从而实现快速、准确的诊断。
铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的关键是信号采集与分析。
信号采集主要采用传感器和数据采集系统，传感器可以采集到车辆的各种参数信号，数据采集系统可以将这些信号进行采集、存储和传输。
信号分析主要通过数学模型、信号处理算法和人工智能等方法对采集到的信号进行分析和诊断，以达到对车辆故障的准确判断。
当前，铁路机车车辆运行故障监测诊断技术已经得到了广泛的研究和应用。
一方面，研究人员通过实验室和实地试验，积累了大量的数据和经验，为后续的研究和应用提供了基础。
各个铁路运输企业在实际运营中也积极探索和应用这项技术，提高了运输效率和安全性。
铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的应用可以带来多重好处。
它可以帮助运输企业及时发现和排除机车车辆故障，减少因故障带来的运力损失，提高运输效率。
它可以提供作业人员的决策支持，帮助他们制定最佳的维修和调度方案。
它可以通过对机车车辆的故障数据进行分析，帮助企业优化设备管理和维修策略，降低运营成本。
铁路机车车辆运行故障监测诊断技术是一项重要的研究和应用领域。
随着铁路运输的发展和技术的进步，对这项技术的需求将会越来越大。
我们应该加大对这项技术的研究和开发力度，进一步完善和优化技术方法和应用方案，为铁路运输的发展提供更好的支持。
铁路机车简单故障诊断系统设计研究
铁路机车简单故障诊断系统设计研究摘要随着铁路建设事业的发展，社会对建设铁路单位安全体系给予极高的关注度。
铁路建设工程需要经常在工程线路上使用铁路机车，但工程线路质量与运营线路存在极大的差别，运行机车大部分也不属于建设单位，提高机车故障诊断的准确度可保障铁路机车的安全运行。
因此，本文通过对铁路机车的运行现状进行研究，分析机车故障的引发途径及表现形式，探讨故障诊断系统的设计。
【关键词】铁路机车；故障诊断；系统设计近几年，铁路机车成为我国一项科研领域，特别是故障诊断系统，成为科研知识的聚集地，利用专业知识和评估系统，实现铁路机车的故障诊断。
基于机车运行的实际状况，故障诊断可以提高铁路机车的安全性能，确保故障的及时发现，避免发生事故。
受多项影响因素的制约，机车发生的故障表现形式多种多样，如何快速发现机车故障，成为铁路行业的主要研究对象。
1 铁路机车故障的表现特点铁路机车本身属于复杂的项目，在零件与动力的配合下，完成运输。
机车故障的出现属于必然行为，因为机车在运行时，不仅涉及大量工科知识，而且处于运动状态，受磨合与性能的影响，引发机车故障，对机车故障的表现特点做以下分析。
不明确性。
机车中的故障信息，并没有明确的界限，故障与故障源之间也没有明确的联系性，导致故障判断不明确，模糊故障诊断的方式。
突发多变性。
部分机车发生故障属于瞬间性的，没有提前做出故障发生的预兆，通过肉眼基本观察不出机车的不正常，也无法判断机车是否处于故障变换阶段，而且在故障突发后，容易引发机车的其他故障，由于发生故障，导致机车运行系统瘫痪，逐渐演化成整体机车故障。
延伸性。
机车发生故障时，会体现出延伸特性，展示由小变大、由无到有的过程，或者是机车故障呈现辐射性散发，直至引发机车系统瘫痪，增加故障诊断的难度，不能确定引发故障的为某一单纯的点，而是在多项零件同时具有故障倾向的作用下，形成故障表现，必须以综合、系统为出发方向，分析故障的源头和特性。
铁路机车诊断系统中电路故障的诊断探究
铁路机车诊断系统中电路故障的诊断探究铁路机车诊断系统可以对内部各类电子设备、线路的运行工况进行巡检，并且对异常工况及时报警，以便于维护人员动态掌握铁路机车运行情况，及时消除安全隐患。
但是随着铁路机车使用年限的增加，诊断系统由于振动、老化、磨损等因素的影响，容易出现电路故障，导致诊断功能不能正常实现，给铁路机车的安全运行带来了隐患。
因此，技术人员要加强对诊断系统电子元件和电路故障诊断的重视，逐步构建起完善的铁路机车诊断体系，保障机车内部电路运行安全。
标签：铁路机车；诊断系统；电路故障；解决措施引言：近年来，人工智能技术、大数据技术在铁路机车诊断系统电路故障检测中得到了成熟应用，为快速、准确的获取电路故障信息，并自动提出故障解决方案提供了技术支持。
文章首先概述了开展电路故障诊断工作的重要性，随后就铁路机车电气故障诊断体系的构建和实际的应用效果进行了分析。
一、开展电路故障诊断的重要性铁路作为现阶段一种主要的货物和人员运输方式，保障铁路机车的运行安全，对于促进经济发展和保障生命安全有着至关重要的作用。
现阶段的铁路机车已经实现了半自动或自动化控制，但是由于铁路机车内部诊断系统的结构较为复杂，一旦诊断系统中的某个重要电气设备或线路出现故障，导致诊断工作无法正常开展，或是诊断结果不能正常显示，一些潜在的故障得不到及时处理，将会给铁路机车的安全运行造成严重威胁。
传统的电路故障诊断，主要是依靠技术人员凭借以往经验，或是借助于手持检测设备，对铁路机车的诊断系统进行逐一的检测。
这种方式虽然也能够找出电路故障，但是效率较低，难以满足当前诊断工作需要。
因此，必须要建立起铁路机车故障诊断体系，推动诊断工作向信息化、智能化方向发展。
二、铁路机车电气故障诊断体系1、系统介绍铁路机车故障诊断系统由两大模块组成：内燃机车故障诊断系统和电力机车故障诊断系统。
针对内燃机车故障诊断系统作以简要说明。
（1）载入数据。
该种功能可将内燃机车的所有检测仪搜索到的数据，经由通信线路传送到故障诊断系统中去。
铁路交通系统故障诊断研究及应用
铁路交通系统故障诊断研究及应用现在，在全球范围内，交通密集的城市中，由铁路交通系统所提供的交通服务对于人们的日常出行生活具有至关重要的作用。
不仅如此，铁路交通系统也承担着维护经济发展稳步前行的重要责任。
然而，在这个高度自动化的时代，交通系统的失灵和故障仍然可能导致人们的出行受到极大的干扰。
为了提高铁路交通的安全性和效率，许多新兴技术都被应用到了交通系统之中，其中之一就是故障诊断技术。
1. 什么是故障诊断技术？故障诊断是一种通过对设备或者系统的状态进行检测，从而确定故障原因的过程。
简单来说，就是通过对系统中的各种数据和信号进行分析，来找出故障点和故障原因。
在铁路交通系统中，故障诊断技术可以被应用到火车、机车、信号系统等诸多部分，来提供更好的维护和保障服务。
2. 故障诊断技术对铁路交通系统的重要性铁路交通系统需要每时每刻都保持良好的工作状态，以便车辆能够准时地到达预设的站点和目的地。
尤其是在高铁时代，铁路交通系统必须保持连续的高速流畅的运转，因此，任何系统中的故障都可能导致高速列车的延误或者提前停止服务。
这不仅会对铁路交通系统造成损害，还会极大地影响人们的出行、工作及商业活动等方面。
故障诊断技术可以帮助工作人员及时发现并解决故障问题，保持整个铁路交通系统的正常运转。
3. 故障诊断技术的应用故障诊断技术在铁路交通系统中具有广泛的应用，其中主要包括以下三个方面：3.1. 火车传感器相关技术通过对火车传感器中的温度、压力、电压等数据进行实时的分析和记录，系统可以监测到传感器的性能情况，以便在有问题的时候进行更换或维护。
这项技术对于确保列车的安全性至关重要。
3.2. 信号灯检测对于绝大多数铁路交通系统来说，信号灯是保证交通安全的重要设备。
而检测信号灯所需要的技术，也是故障诊断技术的重要应用之一。
通过安装传感器和摄像头等设备，能够及时发现信号灯故障或者磨损等问题，从而及时解决，保证列车运行的稳定和安全性。
3.3. 大数据分析作为一项新型的技术，大数据分析已经成为了铁路交通系统中故障诊断的必要和重要的手段之一。
铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用
• 188•作为最主要的交通工具，铁路不仅承担着对人员的运输工作，同时还承担着货物的运输任务。
由于其工作强度较大，所以铁路机车车辆在投入市场使用一定时间后，因为部件发生磨损、老化等因素，非常容易发生各种各样的问题。
这些故障不仅会对铁路机车的正常运行产生影响，严重时还会造成重大铁路事故，危及到人员的生命安全。
由于铁路的内部结构非常复杂，所以一定要运用综合性的故障诊断方法，从而实现符故障的有效防范，并对所发现的问题及故障进行及时的处理，最终确保铁路机车车辆的安全运行。
引言：我国的铁路建设工作在世界上处于领先的地位，加快铁路的建设工作能够切实促进我国国民经济增长，中国自古有一句俗语：要想富，先修路。
可以看出交通建设对于经济的影响是非常大的，铁路交通作为最重要的交通运输工具，其安全性与稳定性也是民众最为关心的问题。
铁路机车车辆在实际运行过程中存在故障诊断工作开展难度过大的问题。
并且随着近些年来我国高速铁路的飞速发展，对于铁路机车车辆的信息化及电子化程度也越来越高，所以与之相对应的故障诊断技术也要进行及时的更新与完善。
1.共振检测的基本原理安全监测与故障诊断技术是以共振为基础实现的，运用共振原理来对铁路机车车辆进行故障判断是最常用的手段，该技术手段具有一定的科学性，非常适合用来进行故障检测。
振动检测技术是较早应用于机械故障领域的技术之一，关于传统的震动检测技术，其通过运用振动器来对被检测对象的震动信号进行提取，然后经过时域与频域的分析，从而实现从中提取异常信息的目的，并对异常信息进行检测。
关于共振解调技术，该技术是在传统振动检测技术的基础之上，通过融入应力检测技术、声发射以及声学，从而为工业设备的故障诊断与修复拓宽了道路。
运用共振解调技术可以对常规振动与故障冲击进行准确的区分，通常情况下它对常规振动不产生反应，但是对细微的故障冲击却特别的敏感，能够对故障冲击进行敏锐的捕捉，进而对故障信息进行科学有效的分析，并对故障的部位、程度以及内容进行诊断，从而做出最为准确的判断。
铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用
- 56 -工 业 技 术自改革开放以来，我国经济发展势头呈现出不可阻挡的态势，并且作为世界经济发展的大引擎，我国对于铁路工程的投入力度也呈现出逐年增加的态势。
此外，随着我国高速铁路的出现，对于民众出现质量的提高有着十分显著的作用。
因此，为了确保民众的出行更加安全，铁路货物运输更加迅速，则必须要采取措施降低铁路机车车辆出现故障的概率，并且也要对故障问题及时发现，所以也因此使铁路机车车辆运行故障监测诊断技术应运而生。
１ 铁路机车车辆运行故障监测诊断技术基础以及系列产品１．１ 故障诊断以及安全监测的技术基础通常来说，为了确保设备的工作状态满足既定的生产运行要求，各个单位均会对设备予以定期的检查，但是尽管定期检查未发现故障隐患，但是在设备实际运行阶段，仍然存在出现突发性故障的风险，所以需要对设备予以不间断的监测，以此来有助于更加快速地查明故障出现的位置以及原因，并予以有针对性的处理。
对于铁路机车车辆而言，更是需要将故障监测诊断技术应用其中，以此来保证铁路机车车辆可以得到高质量的运行。
通常来说，共振是铁路机车故障监测诊断技术的基础，并且通过分析共振的原理可以发现，其可以对铁路机车车辆故障予以更为有效的诊断，同时也是现阶段铁路机车车辆故障诊断时最为常用的方法。
共振故障监测诊断技术存在非常强的适用性，其可对大部分故障予以准确的监测。
此外，对于振动监测技术来说，其存在较为悠久的应用年限，在早期铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用郭喜春（哈尔滨铁道职业技术学院，黑龙江 哈尔滨 150001）摘 要：对于有着我国运输大动脉之称的铁路来说，随着我国经济发展速度的持续加快，民众的出行也更加频繁，同时货物运输需求也逐步加大，所以对于铁路机车车辆的安全性与可靠性等方面的要求也与日俱增。
与此同时，为了更加及时地对铁路机车车辆故障进行监测，则必须将现代化的故障监测技术应用到其中，以此来保证铁路机车车辆可以得到高质量的运行。
铁路机车故障诊断及预警系统的分析
铁路机车故障诊断及预警系统的分析发布时间：2021-10-12T06:23:00.881Z 来源：《科学与技术》2021年第5月15期作者：谭齐郑治国[导读] 铁路系统在社会经济发展中起到了非常关键的作用，在铁路系统运行过程中，如果铁路机车出现故障，很容易引发严重后果，所以，谭齐郑治国中车大连机车车辆有限公司辽宁大连 116021摘要: 铁路系统在社会经济发展中起到了非常关键的作用，在铁路系统运行过程中，如果铁路机车出现故障，很容易引发严重后果，所以，为了实现对机车故障的事前控制和预警，铁路部门提出了故障诊断及预警系统。
该系统具有智能化的特点，属于信息时代的产物，利用专业预判以及传输技术，对铁路机车的运行状态信息进行收集和分析，及时的发现机车故障，同时，对机车运行参数进行调节，达到降低故障率的目的，有效的促进了铁路机车运行安全性的提升。
本文对此进行分析，并且提出了几点浅见。
关键词：铁路机车；必要性分析；故障诊断及预警系统；结构分析引言近年来，由于我国社会经济的高速发展，铁路系统的重要性得到了充分的体现，在铁路系统运行中，铁路机车是其中的关键元素，铁路机车的运行状态，不仅关系到了铁路的运行效率，同时，也会对铁路系统的安全性产生直接影响。
当前我国的铁路系统普遍配置安全检测体系，但是该体系应用效果不理想，在5G时代背景下，铁路部门要着手构建全新的故障诊断及预警系统，进一步的拓展系统功能，该系统的构建，对于铁路机车的运行来说具有非常重要的意义。
下文对此进行简要的阐述。
1 铁路机车故障诊断及预警系统构建的必要性分析在铁路机车的使用过程中，会受到多种因素的干扰，如果铁路机车在使用过程中出现故障，就会引发严重后，导致列车调度受到直接影响。
随着社会的不断发展，铁路机车的运行原理越发复杂，对机车安全性提出了更高的要求，而且在当代的铁路工程中，部门增加了铁路电子信号设备的安装数量，风险隐患也得到了进一步的增加，在这种形势下，故障诊断及预警系统的重要性得到了充分体现。
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铁路机车故障诊断及预警系统的研究
摘要：随着以高速铁路机车为代表的铁路运输工具的不断发展，其运行时的安全性越来越受关注。
目前的铁路机车普遍配置有简单的故障自检系统，但该系统存在着数据库资源不足、系统开放性差、无法将故障及时反馈到区域和全国监控中心的缺陷，故障监测效率和实时性差，难以满足高速铁路机车故障诊断实时性和高效性的需求。
而一种新的铁路机车故障诊断和预警系统，就是从铁路机车的关键部件入手，在不同位置设置高精度的监测传感器，对列车的运行状态进行实时监测和信息反馈，通过建立车载5G高速通信体系实现和区域/全国监测中心的互联互通，满足了机车故障自动诊断、故障异常及时告警、故障数据实时传输的控制需求，通过建立专家判别库可实现故障的自动分析和定位，对于提升铁路机车运行安全性具有十分重要的意义。
关键词：铁路机车；故障诊断；预警系统
1 故障诊断及预警系统结构
根据高速列车的运动控制状态，本文所分析的故障诊断与预警系统包括被动故障诊断系统和主动故障诊断系统两大块。
被动故障诊断是从机车自身的控制系统内获取故障信号和故障代码，然后利用获取的故障信息作为故障检测时的判断依据，实现对故障的判断和定位，该类型的故障判断主要是对电子控制系统的故障诊断。
主动故障诊断是在列车重点监测部位设置高精度传感器设备，主动对列车的控制信号、运行振动信号、温度传感器信号等进行分析，确定列车运行状态，自动对异常信号进行标定[1]。
如图1所示，当列车运行时通过主动和被动故障诊断系统实现对列车运行状态的信息采集，并对监测信息进行提取分析，利用信号、数据处理+数据融合+人工智能的方式对列车运行状态信息进行判断，获取列车各状态监测参数，对异常信息进行实时故障报警，然后通过车载5G高速通信体系将故障信息传输到区域/全国监测中心，用于实现对各个列车运行状态的实时监控。
图1 故障诊断及预警系统结构
系统可对监测发现的列车故障信号进行自动识别和转换，将其存储到故障数据库内，用于进行故障模拟和分析。
地面控制中心收到故障信号后自动对故障库内的数据进行快速比对，对故障类别、故障处理方案进行确认，然后将数据快速传输到故障列车进行故障自动修复并将处理情况上报列车长，便于列车工作人员实时掌握故障处理情况，形成闭环控制，确保列车的运行安全性。
该机车故障诊断及预警系统的优点在于将主动诊断和被动诊断进行有机结合，同时通过5G高速数据系统将列车和地面控制中心集成一体，可实现对故障的准确判断和自动定位。
2 故障诊断及预警系统的故障诊断专家库系统结构
铁路机车整体结构庞大、监测数据量非常大，因此对数据分析处理的速度和对异常信号识别的准确性就直接决定了系统的运行可靠性[2]。
该机车故障诊断及预警系统的故障诊断专家库系统（见下页图2），通过专家库实现对数据的快速异常识别，可提高对数据分析的效率和准确性。
图2 机车故障
库系统
由图2可知，该机车故障库系统主要包括知识库、执行机构库、解释机构库等。
知识库是该专家故障库的核心，用于存储故障信息以及不断提高故障库数据信息存储的丰富度[3]。
执行机构库的主要作用是按一定的搜索逻辑对数据信息进行快速搜索和比对，对故障现象进行快速分析并确定故障原因。
接收机构库的主要作用则是，在当前故障无法在数据库内匹配到对应信息时，按一定逻辑给出故障预判，然后将信息发送给值班专家确认，待专家确认后进行故障定义并存储到数据库内，从而不断丰富数据库内容，提高数据分析准确性和匹配度[4]。
3 故障诊断及预警系统的应用效果
通过实践应用（见图3）表明，系统监测界面能够对运行中列车的故障状态进行实时监控，技术人员可以对任何一辆列车的运行状态进行实时监测，同时能够对列车的运行位置进行定位，便于根据故障情况决定列车是进行就近维护还是返回维修基地进行专业维护，有效提升了列车运行的安全性和经济性。
根据实际监测表明，该故障诊断及预警系统能够将机车运行故障率降低93.1%，对提升机车运行安全和稳定具有十分重要的意义。
图3 故障诊断及预警系统应用界面
4 结论
1）该机车故障诊断及预警系统的优点在于将主动诊断和被动诊断进行有机结合，同时通过5G高速数据系统将列车和地面控制中心集成一体，实现了对故障的准确判断和自动定位。
2）该机车故障诊断及预警系统的故障诊断专家库系统，能够实现对数据的快速异常识别，提高对数据分析的效率和准确性，提升故障诊断体系的应用效果。
3）该机车故障诊断及预警系统的应用，能够将机车运行故障率降低93.1%。
参考文献
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[2]郭喜春.铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用[J].中国新技术新产品，2019(20):56-59.
[3]姜正，陈广泰，陈闯，等.HXD2B型大功率交流传动电力机车专家处理系统的设计与实现[J].铁道机车与动车，2019(6):13-15.
[4]姜或.铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用[J].电子世界，2019(11):188-189.。