列車關(guān)鍵部件安全監(jiān)測理論與分析研究.pdf

1、2007年4月18日我國鐵路進(jìn)行了第六次大規(guī)模的提速，列車速度已經(jīng)達(dá)到了200 km/h，而250km/h的線路也已經(jīng)達(dá)到846公里，列車的提速有效地緩解了鐵路運(yùn)量與運(yùn)能的矛盾，收到了十分顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。然而，鐵路交通安全形勢卻不樂觀，列車的安全問題不斷出現(xiàn)，較常遇到的故障就有“車輛運(yùn)行中的輪對故障”、“制動和空氣彈簧系統(tǒng)故障”、“轉(zhuǎn)向架構(gòu)架以及中央懸掛裝置的故障”、“車輛蛇行失穩(wěn)”、“列車特別是貨車脫軌故障”等，這些故障嚴(yán)重影響行

2、車安全，同時會帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。列車關(guān)鍵部件安全監(jiān)測系統(tǒng)是為列車安全運(yùn)行提供技術(shù)保障，它能實(shí)時監(jiān)控列車走行部系統(tǒng)、基礎(chǔ)制動系統(tǒng)以及車電應(yīng)用系統(tǒng)等關(guān)鍵部件的工作狀態(tài)，通過實(shí)時記錄、分析與診斷，對列車關(guān)鍵部件的狀態(tài)進(jìn)行集中顯示和報警，查找故障的原因，并對故障定位以指導(dǎo)維修，同時預(yù)測各個關(guān)鍵部件的工作狀態(tài)以防止事故發(fā)生。為此本文進(jìn)行了以下研究工作： (1)建立列車關(guān)鍵部件安全監(jiān)測系統(tǒng)的檢測模型。從檢測設(shè)備→車廂級檢測系統(tǒng)→列車級檢測系

3、統(tǒng)→段檢測系統(tǒng)→局檢測系統(tǒng)→部檢測系統(tǒng)建立層層連接，將傳統(tǒng)的對單個設(shè)備的檢測結(jié)合起來形成一套完整的實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源的共享，對各個檢測設(shè)備進(jìn)行集中的顯示、保存、分析與報警。采用分級管理的方法將監(jiān)測系統(tǒng)分為車廂級監(jiān)測子系統(tǒng)、列車級監(jiān)測子系統(tǒng)和地面監(jiān)控與專家分析子系統(tǒng)等三級管理系統(tǒng)，利用現(xiàn)代通訊技術(shù)將各級系統(tǒng)進(jìn)行連接，保證系統(tǒng)的可實(shí)施性和操作性。 (2)研究走行部監(jiān)測的理論與模型，基于車輛—軌道耦合動力學(xué)對走行部監(jiān)測模型進(jìn)行受力

4、分析及運(yùn)動狀態(tài)分析，利用simpack仿真系統(tǒng)研究走行部在低速、高速下軸箱、構(gòu)架與車體的振動特性，特別是高速下的振動特性，提取走行部故障的特征參數(shù)，建立了走行部的故障識別模型，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對各個故障的特征參數(shù)進(jìn)行篩選及其判別規(guī)則的優(yōu)化。 (3)利用局域波分解法對走行部振動信號進(jìn)行分析與解耦。研究局域波法在走行部故障監(jiān)測中的運(yùn)用，特別是對非平穩(wěn)隨機(jī)振動信號的分解與時頻特性分析，提出通過局域波法在專家分析系統(tǒng)中進(jìn)行走行部故障的判斷、

5、定位以及預(yù)警分析。 (4)研究制動系統(tǒng)空氣制動工作原理，建立制動系統(tǒng)的故障識別模型，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)對列車制動故障識別模型進(jìn)行驗(yàn)證。針對列車的電器應(yīng)用系統(tǒng)，研究列車電器檢測設(shè)備的原理，重點(diǎn)是那些容易引起行車安全事故的電器設(shè)備，如列車電源系統(tǒng)、48V絕緣狀態(tài)、塞拉門工作狀態(tài)、電力線連接器溫度情況以及列車的軸溫等等。 (5)建立車廂級、列車級以及列車與地面等通訊網(wǎng)絡(luò)。研究LonWorks網(wǎng)絡(luò)與其它通訊網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)，確定Lon