列車關鍵部件安全監(jiān)測理論與分析研究.pdf

1、2007年4月18日我國鐵路進行了第六次大規(guī)模的提速，列車速度已經達到了200 km/h，而250km/h的線路也已經達到846公里，列車的提速有效地緩解了鐵路運量與運能的矛盾，收到了十分顯著的社會經濟效益。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，較常遇到的故障就有“車輛運行中的輪對故障”、“制動和空氣彈簧系統(tǒng)故障”、“轉向架構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，這些故障嚴重影響行

2、車安全，同時會帶來巨大經濟損失。列車關鍵部件安全監(jiān)測系統(tǒng)是為列車安全運行提供技術保障，它能實時監(jiān)控列車走行部系統(tǒng)、基礎制動系統(tǒng)以及車電應用系統(tǒng)等關鍵部件的工作狀態(tài)，通過實時記錄、分析與診斷，對列車關鍵部件的狀態(tài)進行集中顯示和報警，查找故障的原因，并對故障定位以指導維修，同時預測各個關鍵部件的工作狀態(tài)以防止事故發(fā)生。為此本文進行了以下研究工作： (1)建立列車關鍵部件安全監(jiān)測系統(tǒng)的檢測模型。從檢測設備→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)的對單個設備的檢測結合起來形成一套完整的實時監(jiān)測系統(tǒng)，實現資源的共享，對各個檢測設備進行集中的顯示、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)，利用現代通訊技術將各級系統(tǒng)進行連接，保證系統(tǒng)的可實施性和操作性。 (2)研究走行部監(jiān)測的理論與模型，基于車輛—軌道耦合動力學對走行部監(jiān)測模型進行受力

4、分析及運動狀態(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，建立了走行部的故障識別模型，利用試驗數據對各個故障的特征參數進行篩選及其判別規(guī)則的優(yōu)化。 (3)利用局域波分解法對走行部振動信號進行分析與解耦。研究局域波法在走行部故障監(jiān)測中的運用，特別是對非平穩(wěn)隨機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)中進行走行部故障的判斷、

5、定位以及預警分析。 (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，通過試驗數據對列車制動故障識別模型進行驗證。針對列車的電器應用系統(tǒng)，研究列車電器檢測設備的原理，重點是那些容易引起行車安全事故的電器設備，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絡。研究LonWorks網絡與其它通訊網絡的特點與結構，確定Lon