关键词：失稳；平稳；传感器；动车组
引言
高速运行后，动车组需要定期检查确认列车各部件的工作状态。检修作业完成后需要对列车整体进行静态调试以及动态调试，以确认检修过后的列车各项性能指标符合安全运行要求。通过静调以及动调可以暴露出列车存在的潜在隐患，提前进行纠正处置，确保列车安全稳定运行。本文分析了电动车维修电动调试过程中常见的故障，能够有效识别维修人员检修调试过程中的故障。提出整改措施，为列车的安全稳定运行提供保障更为有效。
1失稳检测系统原理
失稳检测系统通过失稳传感器实时采集转向架及车体横向加速度信息，并转换为模拟电流信号，然后通过连接组件将信号传送给失稳检测主机；经过主机对信号进行滤波、趋势项等处理，并结合时域、频域分析，对动车组运行的横向稳定性进行实时监控，给出转向架及车体的失稳预警报警信息，并通过MVB网络传送至动车组的MVB网络，实现对动车转向架及车体的实时监测。
2中国标准动车组失稳检测系统的调试故障
2.1辅助电气辅助
电气系统故障主要集中在配电盘、车内照明以及辅助电源装置。配线盘故障往往存在于配线盘接线不规范，空气开关及接触器损坏，电气元器件部件损坏，继电器不动作等。检修时应该加强对配线盘的监控，尤其是空气开关的开合测试，提出专项检查。车内照明系统常出现的故障为照明灯、应急灯照明异常，亮灭功能缺失。通过切换常用与紧急状态下的照明实验即可确认是否存在异常。
2.2失稳检测装置
该装置由失稳检测传感器模块、数据采集与处理模块、综合诊断模块、网络传输模块组成。（１）失稳检测传感器模块中车长春轨道客车股份有限公司生产的中国标准动车组失稳检测装置在列车一、二端转向架上分别安装了一个横向加速度传感器，实时采集列车横向振动信号，两个传感器呈对角线分布。失稳检测传感器模块，作为整个失稳装置的最前端，用来实时采集列车的横向振动信号，并将其转换为电信号，上传至数据采集与处理模块。（２）数据采集与处理模块用于将传感器输出的模拟信号经前置滤波及信号处理，送入Ａ／Ｄ采集转换为数字信号，提供给综合诊断模块进行滤波处理及进行失稳诊断等操作。（３）综合诊断模块将采集数字信号进行去野值、低通滤波等预处理后，对处理后的信号进行时域分析、频域分析、特征抽取，以及各种模式识别的工作，对列车的横向稳定性进行综合评估，为装置提供列车失稳预警、报警判断依据，同时对装置各功能模块进行实时自检，并对故障模块给出报警指示。（４）网络传输模块由以太网交互模块及Ｉ／Ｏ模块组成，并与列车网络连接。其主要功能为将综合诊断结果通过列车网络传输至列车控制端，并通过列车网络获取列车基本信息、运行信息及安全信息，用于装置的数据记录与分析。
2.3动车蛇行失稳时车体、转向架振动情况分析
转向架的蛇行运动包含了横移和摇头两个自由度，其中横移带来的振动加速度在转向架上不同位置的表现相同，而摇头运动则随着测点位置与摇头中心之间距离的增大而愈加明显。考虑到实际情况下，转向架的摇头加速度较难以直接测量，在转向架端部布置测点进行转向架蛇行运动的特征分析，测点位置为前转向架左前轴箱上方和右后轴箱上方，。通过对该测点横向加速度信号的耦合分析，可以获得转向架的横移加速度（ab）和摇头角加速度（γb）。
2.4MVB通讯故障
故障现象：失稳检测装置PW板卡或者CPU板卡发生故障，导致与中央控制单元MVB通讯异常，司机室显示屏报失稳装置通讯故障，进而导致限速发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆故障原因及解决方案：重启主机，查看是否消除；若未能消除，需检查PW板卡指示灯状态，若指示灯都不亮，检查供电输入是否正常，若正常，则更换PW卡；若指示灯状态正常，需检查MVB连接器连接情况；若MVB连接器虚接或断开，重新紧固连接器后；若连接器未发生缩针，则更换CPU板卡。
2.5空压机及制动
空压机及制动常见故障主要分布在电气连接器以及速度传感器等部位，故障类型为电气插头损坏、辅助空压机信号反馈异常等。在调试过程中，发生信号反馈应及时确认信号反馈处是否存在异常，若发现异常及时更换制动系统部件。
2.6传感器故障
故障现象：失稳/平稳传感器故障，CPU板卡将故障上传至中央控制单元，司机室显示屏报故障，由于失稳传感器根据安装位置分为1位端和2位端，根据故障类型分为开路故障和短路故障。故障原因及解决方案：（一）重启主机，查看是否排除；（二）若未能排除，检查传感器连接器安装是否牢固；（三）若传感器连接器虚接或断开，重新紧固后，重启主机；（四）若传感器连接器未发生虚接或断开的情况，根据故障报警信息定位故障传感器位置进行更换；（五）更换传感器后，重启主机，并查看是否消除。
2.7网络控制
网络控制设备的故障主要集中在光纤衰减值超标，牵引制动数据和BIDS数据溢出，监测里程丢失，光纤异常传输和光节点传输暂停等问题。其中，超过标准的光纤衰减值的处理比较繁琐。
2.8CRH2型动车实际线路上蛇行失稳研究
在对CRH2型动车进行蛇行稳定性计算时，采用的是数值计算方法，然而，车辆在实际线路上运行时，除了自身的蛇行运动外，还会受到由于轨道不平顺等因素产生的强迫振动，情况更为复杂。
2.9基于列车工业以太网的失稳检测系统设计方案
（１）研究安全监测数据的列车级网络传输方案，通过车厢以太网代理节点实现安全监测节点的识别与握手，代理节点间的数据交换与路由。以太网不同于其他现场总线，其多个代理节点之间必须经过交换或路由才能通信，针对动车组多级数据交换与路由，必须在硬件和协议上进行强化，减少数据交换延时，并采取冗余通信机制，以确保单点失效后全网的其他节点能够实现数据跨接，不受失效节点的影响。（２）研究安全监测数据的车厢级网络传输方案，以车厢代理节点为顶层节点，车厢内部研制专用的以太网数据交换设备，并将安全监测设备在车厢内部形成子网，车厢内部通信不受全列车影响，其子网内的ＩＰ也可按规则进行有序分配，不同车厢之间的ＩＰ地址分配方案，不影响全列车通信。（３）车厢级主机内部采用基于以太网的实时数据库系统，安全监测系统最重要的功能就是数据的采集与诊断，引入实时数据库系统，基于ＴＣＰ／ＩＰ协议，并利用标准ＳＱＬ语句实现数据的检索，将对本车内部数据的多特征对比，全列数据横向对比，历史数据纵向对比，能够更加准确的分析故障或报警的发展趋势，为列车运行安全的可预测性提供基础支持库。
结语
目前高速铁路迅速发展，车辆转向架及车体的振动会影响列车运行的安全性和平稳性，列车失稳检测系统可以实时监控车辆振动状态；随着列车失稳检测系统应用的不断深入，可为车辆中央管理系统提供集成、综合、有针对性的车辆安全监测信息，确保高速列车持续稳定安全运行。
参考文献
[1］GB5599-1985，铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范[S].
[2］动车组失稳检测装置暂行技术条件TJ/CL505-2016.
[3］赵灿.转向架失稳检测装置电磁兼容研究[D].西南交通大学，2015.
[4］刘亚陆.动车在线监控装置的MVB通信系统的设计与调试[D].西南交通大学，2016.
论文作者:刘欢,赵庆龙,陆东宇,吴天宇,张阳,吴艳鹏
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第5期
论文发表时间:2020/4/30
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