机车电器电路故障诊断系统的研究

杨维才

【摘  要】机车设备作为主要的机械设备，已成为现代社会发展不可缺少的一部分。为了进一步提高机车的使用效果和安全性，做好机车电路故障诊断尤为重要，这是机车安全运行发展的重要驱动力。因此，在实际运行过程中，根据机车电路的实际特点进行故障诊断研究，从而从根本上解决机车电路故障的主要问题。

【关键词】机车;电器电路;故障;诊断;

我国现阶段在机车电气电路故障研究方面相关技术较为成熟，但却存在着故障诊断方法及设备应用不合理的问题，为能够有效的解决以上问题，同时建立完善的机车电路电气故障诊断系统，通过提高对电器电路元件的认识与设备构造分析势在必行，成为解决机车电气电路故障诊断准确性差的关键所在。

一、机车电气线路故障诊断技术的现状

目前，对机车的故障诊断和检修主要采用外部诊断，即将出现故障或需定期维护的机车送至维修间，对机车上的设备如柴油机、各类电机以及电气线路进行检查。其中，对电气线路进行检查采用的传统检测方法是用交流供电的高精密仪表测量各电气线路的阻值，根据人工记录进行分析。机车的质量状态参数特征，绝大多数只有在机车运行的动态过程中，才会有真实的表象，而且有些故障也只有在机车长时间运行的条件下才会发生。机车牵引列车在运行途中发生了质量故障，必须在现场就地进行诊断，查找故障原因，并对故障部位进行修理，以及时排除故障。如果未能及时诊断出故障原因并排除故障，耽误了列车的正常运行，就造成了行车事故，称为机破事件。机破件数的多少，直接反映了机车质量对铁路运输秩序的干扰程度，是评价机车质量和可靠性的重要指标。降低机破事件发生的几率，除了提高机车质量、加强定期维护外，一个补救措施就是机车在运行时发生质量事故后，能在现场及时查找出故障原因并排除。机车现场故障诊断手段主要分为随车携带的便携式检查工具和车载故障诊断系统。

二、建立机车电路故障体系的意义

近几年，随着我国在铁路机车安全管控技术范围内的探索已经实现比较大的提升，缩小了和外国先进技术水平之间的距离。然而从严格意义上讲，该领域的研究从理论层面以及结构层面并没有根本性的超越，当今司机控制车辆的行驶安全的主要手段很多还是依靠以前的经验，司机依据观测到的很多外界信息以及本人针对线路状况和铁路机车车辆的使用情况进行了解以及掌握，使用丰富的运行经验提出判断结果，建立对策进行机车行驶的操纵。然而培育素质优良的司机必须花费很长时间，再加上机车车辆的运行条件比较差，而且受到噪音、振动、精神高度绷紧等各方面因素的作用，司机很容易精神疲惫，进而导致判断失误或者观察错误等情况的发生。铁路机车在运行过程当中，发生故障是难以避免的事情。所以对机车实施检测维修，是保障机车的最高性能发挥出来的前提条件以及确保铁路机车安全行驶。目前全球最发达的状态诊断检测体制的执行，都无法离开故障检测诊断技术的使用。

三、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。针对内燃机车故障診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。（2）设置参数。该功能主要是对内燃机车设备设定门限值系数。（3）诊断故障。经过专家系统以及检测仪器搜索到的数据，用以确定机车电路设备的性能，并获得诊断的结果，据此来判定设备有无需要进行维修或者维护。（4）打印查询。完成数据监控和故障的查询并且打印出查询结果。（5）分析走势。经过设置走势的分析条件，全面深刻了解机车的运行状况。

2.该体系的构成。铁路机车电路故障的诊断体系主要运用在迅速找出故障原因以及位置、检测机车电气体系的质量状况的诊断体系，具体包括有地面专家检测体系以及车载诊断体系两个子体系。车载诊断体系运用在线检测铁路机车电路故障以及记录各个机电设备的故障信息以及状况信息，而且可以通过在线状态数据快速找出发生故障的原因以及位置，引导司机快速解除，能够进一步降低以及规避机破灾难事故的产生，保障机车行驶安全顺利。而地面专家检测体系经过对故障信息以及状况信息实施研究分析，依据专家的经验知识提出判断，搜寻到多方面、更复杂的故障，因为其拥有高级的运算速率以及丰富的经验知识，因此具备特别强的检测诊断技能。其中转储器主要进行提取车载数据，把车载体系测算到的信息数据等传递到地球的数据处理体系实施更加全方位的处理分析。（l）处理基础数据。铁路机车的电路根据它的功能能够划分成励磁回路、辅助回路、主回路、控制回路，所有的电路表现为经典的网络体系，逻辑次序纷繁复杂，工况不同，每个回路具有的工作状态也是不一样的，进而其接触器的每个触点状态也不一样，有关的连锁电路同时也不同，然而总是能够依据纷繁复杂的工况之下每个接触器具备的逻辑联系确立主电路里面所有点的状况。所以，处理基础数据就必须寻找出来被测点以后，找到不同的工况下每个点的组合状态以及寻常状态，给查询判断故障构建模式。具体有构建车载诊断体系的标准数据库以及地面专家检测诊断体系的状态数据库与知识库。（2）提取车载数据。经过查阅及调研很多的有关资料，采取统计分析的办法，选择50个将要被检测的点，这部分被检测点大致上包括常见的故障产生位置以及铁路机车行驶的主要电路位置。车载诊断体系中央处理器持续地查看被测点讯息，进而实施故障判断检测，如果遇到被测点的状态发生变化时，就把目前的状态以及状态变化的时间记录下来，然后经过转储器把单片机里面的数据信息传送到地面的PC机实施处理分析。（3）探究诊断办法。车载与地面专家诊断系统均是对被测信息进行分析处理，根据相应的信息库作出故障判断。由于车载诊断系统受到其运算速度的影响，故只能对那些影响行车安全的重要故障作出判断，并指导司机及时排除，而更复杂的、多方面的故障信息则是依赖地面专家系统，根据知识库和状态数据库所提供的信息，通过逻辑推理和经验知识作出故障诊断。在实际的应用中，由于不同的应用现场所要求的检测和故障诊断的侧重点也不同，这就需要软件设计具有兼容性。因此，切实可行的诊断方法，建立知识库和状态数据库是数据处理的难点和关键。

3.铁路机车诊断系统的研究现状。我国铁路机车在使用的过程中，保持车辆的安全运行方式很大程度上依赖机车司机长时间的实践过程。但是由于机车车辆的本身工作规定、噪音、震动、疲乏，即使经验丰富的司机一样可能发生错误抑或失误。20世纪80年代以后，国家铁路部门积极地把诊断检测技术的研究成果应用于机车电器方面，并且取得了非常大的进步。如今，通常都是定期对已经达到规定运行里程的铁路机车进行大规模的检测与维修，把检修过的车辆送去维修厂，然后再依次对机车里面的电机、油机以及电气线路进行检测。其中检测电路仍然使用常规做法，通过使用高度精密的仪表和仪器来对每一条电气线路中电阻数值进行测量与分析，在完成以后做出检测维修方法的判断并实施。对于机车的综合的诊断，大多数都运用人工智能的诊断方法。如果铁路机车在行驶过程中出现了故障，必须在现场立即寻找出障碍发生的原因然后妥善解决，因而车载故障诊断体系非常重要。

总之，铁路机车诊断系统中电路故障的诊断对铁路的发展具有重要的作用。因此，必须进一步提高和完善铁路机车诊断系统中电路故障的诊断，这样才能保证铁路的快速发展。

参考文献：

[1]张涛.机车电传动电路故障诊断系统的探讨.2017.

（作者单位：神华准格尔能源有限责任公司大准铁路公司机务段）