王稳 董天豹
中车四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 261000
摘要：近年来社会进步迅速，我国的铁路工程建设的发展也有了创新。铁路作为我国人口流动与资源分配主要的交通工具，一直是我国大力发展的交通方式。横贯各地的铁路网络已经成为中长距离的货物运输和旅客出行的首选，但是在列车运行过程中车辆出现故障不仅会影响运输秩序，有时还会对列车运行安全产生影响。因此本文对铁路车辆故障监测进行分析，通过对相关故障监测系统与产品的阐述，从而为铁路车辆的安全运行发展提供参考。
关键词：铁路车辆运行安全监测设备管理系统；优化设计；关键技术研究
引言
以提高列车的运输效率为前提，加强运输速度和运输质量是铁路技术发展的根本任务，其提速的战略性目标需要依靠列车安全运行来作为保障。因此，列车能否在规定范围内加大运输速度，需对铁路机车控制系统的实用性进行研究探讨。通过对机械故障的振动检测（频域及时域），可以有效的提取到设备在运行过程中存在的异常物理信号，使检测的目的更具效果性，振动检测是最早应用于机械故障排查领域的科技之一。在实际操作环境中，铁路机械装备会产生多样化振动，如，在列车运行过程中，与轨道摩擦所产生的物理震动，虽振动幅度较大，但不会产生实质性的安全问题。但这种噪声往往会掩盖齿轮、轴承等精密部件发生故障所引发振动。为了解决这一困境，共振解调技术的问世在原有的振动检测系统中融合了声音检测技术，对铁路故障排查的服务范围进行了拓展。共振解调技术可自动排查常规的振动，只捕捉细微的故障冲击，使铁路设备的物理信息收集更加具备有效性，从而更为精准的分析判断故障内容以及所处部位，得出更为详尽的结论。
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
一般情况下，为了确保车辆能够安全稳定运行，都会定期对车辆进行检查与维修，但是，人为目测检查故障的方法容易出现疏漏，对于一些车辆走行部轮对、轴承材质内部与不可见部分的故障问题很难发现，很多故障问题都是在车辆运行中的突发问题，所以需要通过车辆运行故障监测技术，来提前发现轮、轴故障，以保证车辆安全运行。目前，铁路机车车辆运行的故障监测主要采用振动与温度监测技术，通过对运行过程中的振动与温度变化进行轮轴质量的判断，一旦出现不合理的振动波动或温升，就很有可能是走行部故障出现的先兆。振动监测技术很早就在铁路车辆运行中进行应用。早期主要借助的振动传感器来对车辆运行数据的收集，然后，再结合信号的频率、时间进行分析，但是在实际的应用过程中，由于车辆运行结构的复杂性与运行环境的影响，导致车辆运行的振动会被其他环境振动所影响，从而降低监测的准确度。现代信息技术的发展使得故障监测技术在应用方式与信息收集量上得到了快速发展，并且多种技术的融合也使得车辆运行的安全性得到了有效保证，相关技术已经达到了铁路车辆运行故障监测的需求。如何将监测技术进行针对性的应用是当前铁路车辆运行管理的重点。
1.2?故障监测以及诊断的传统技术
传统铁路车辆运行监测技术的出现对我国车辆运行安全的保障产生了非常积极的作用，通常用红外线技术、超声波技术、振动分析技术来对运行车辆的中大型部件进行断裂监测，轴承接触面之间的联合监测以及车体内部裂缝的监测。通过故障监测来实现对车辆运行安全隐患的控制，目前，车辆的故障管理仍然以这些传统监测技术为主，对大多数车辆在故障监测方式与问题的诊断上已经有一定效果，同时，也会根据监测时效性与质量需求进行分批改进优化，基本上可以满足车辆运行中主要问题的提前预防。
2铁路车辆运行安全监测设备管理系统优化设计及关键技术研究
2.1自动门系统的故障诊断
铁路客运列车自动门发生故障次数约占列车系统总故障的35％左右，而列车的自动门又在整体系统中占有主导地位，它决定着列车能否正常进行功能性的装载和卸载。基于尼康公司MK0408塞拉门电控系统创新研究了MS730CP5气动塞拉门。3JK00430型机车走行部车载监测装置实证分析JK00430型机车走行部车载监测装置在中国的铁路发展进程中占有推进的先导作用，并在全国范围内得以应用，为中国铁路安全增添了新的“保护屏障”。北京铁路局与上海铁路局分别于2002年、2003年基于铁道部六大干线标准化建设的要求接连启动对走行部车载监测装置的研究工作，以下将对其研究成果进行进一步论述分析。第1，走行部车载检测装置能够对走行部的轴承、轮对踏面以及齿轮箱等作出及时的故障预警，为铁路客车的运行提供更具安全性能的技术保障；第2，因其在实践过程中可为铁路监控中心提供大量的科学实践数据，填补了数据库的空白，所以对于后期的铁路设备机械维修创造了必要前提。第3，便携式的JK00430型机车检测仪，对于铁路机车的整体运行、维护提供了更为先进的科学技术手段，促使JK00430型机车应用的整体生命周期得以延续。
2.2车载和地面系统的建立
铁路车辆故障监测技术的应用不仅仅是对车辆本身的故障监测管理，更重要的是要实现对车辆内部结构、运行环境、监控技术的统一化管理，需要结合远程监控技术、信息传递技术与故障联动协调技术等方式，实现车辆运行故障监测与地面管理系统的整合，相关人员可以在远程终端设备随时随地的查看车辆运行的安全水平。同时，对出现的故障问题及时进行预警锁定并采取有效的处理措施。这个过程主要分为三个部分，首先，是铁路车辆运行故障监测的终端收集管理，保证每辆车都配比了故障诊断信息搜集传递设备。然后，通过故障诊断数据进行主动诊断收集，针对无法判定的故障信息自动推送给专家系统进行主动诊断。最后，根据铁路车辆运行监测与地面管理系统的反馈效果，及时对故障监测的重点信息进行展示，以实现故障管理技术的信息化发展。
2.3故障诊断系统的建立
早期铁路机车车辆故障诊断都是在出现故障后，然后，安排相关技术人员进行故障问题的排查、诊断，这种处理方式一是不具备足够的时效性，而且后期的监测并不足以全面处理问题。而信息技术与传感技术的结合可以随时对铁路机车车辆的运行状态进行跟踪记录。然后，将这些记录数据保存在系统后台，同时，作为后期运行数据问题的参考使用。如果后续记录的运行数据与之前后台保存数据出现过大波动或者一直呈一个变化趋势，就需要进行格外的注意，一旦记录故障监测数据波动超过限定值就要及时进行预警。而且相关技术人员也能够根据运行数据的波动情况进行问题的监测分析，确定是新故障问题的产生还是由于设备长期使用而出现的磨损问题。针对一些新型的运行数据变化可以建立相应的自动修复功能。诊断系统建立的本身是针对各种故障提供完善的解决方式，是故障监测技术系统建立目的、目标。
结语
因铁路运行过程极具复杂性，使得列车控制系统缺乏大量的物理数据支撑，通过对铁路机车走行部车载监测装置的可行性研究，特别是列车装配的机械故障预警方面诊断技术，加快了理论应用到实践的进程，提高了管理列车运行相关部门的思想意识，改良了对铁路机车整体的健康管理能力。
参考文献
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[2]王国彪，何正嘉，陈雪峰.机械故障诊断基础研究“何去何从”[J].机械工程学报，2013，49（1）：63-72.