成都地铁运营有限公司 610081
摘要：随着轨道交通的发展，人们对地铁铁轨等设备的寿命管理提出了更高水平的要求，而轮对作为地铁的重要部分，对地铁运行安全至关重要。基于以上认识，本文通过对地铁车辆轮对磨耗的磨损模型进行分析，用建模的方式对地铁车辆轮对镟修策略及其优化结果进行了探讨，从而为关注这一话题的人们提供参考。
关键词：地铁车辆轮；磨耗故障预报；镟修策略
引言：地铁相对于其他出行方式，具有快速便捷、不会造成拥堵、载客量大等优点，是人们喜爱的交通工具。而轮对是地铁的三大易耗件之一，轮缘与踏面的磨损与故障情况会对地铁的乘坐舒适度、稳定运行、和地铁的使用寿命有重要影响。因此，地铁维修人员始终将轮对磨耗控制在安全限度范围，优化镟修策略对延长轮对使用寿命，减少维修费用，保证行车安全意义重大。
1地铁车辆轮对磨耗的故障预测建模与研究
轨道交通车辆车轮的磨耗速度和其轮缘厚度紧密相关，虽然一些研究者通过对多个车轮的磨耗统计，认为轮缘随着厚度增大，轮缘磨损速度越快；但通过现代的数据模拟和实例分析，我国研究学者对地铁车辆个别车轮测试的轮对磨耗数据进行的分析，普遍认为随着轮缘厚度减小，轮缘厚度磨损越快。因此我们可以得出：车轮型号、运用、使用条件的不同，对于不同类型车辆轮对的磨损速率与轮缘厚度之间的关系并不都是相同的结论。研究人员根据测量数据得出了以下公式：
时间间隔=时刻（i+1）-时刻i（简称：a）
踏面直径的磨耗量=时刻（i+1）的踏面直径值-时刻i的踏面直径值(简称：b)
且研究人员为了提高数据的可靠性，将轮对镟修数据以及一些有着较为明显误差的磨耗量数据剔除出去，将a,b两个公式进行累加，得出了轮缘厚度和踏面直径的累加磨耗量。其中 是[ ， ]上的一次函数， 是时刻累加数据，
因此轮缘厚度和踏面直径累加磨耗量公式如下：
轮对磨耗量预测模型的建模步骤有以下几点：（1）对时间序列进行平稳性的分析，地铁车轮磨损会受到测量位置、维修人员测量方式、钢轨工作状态等因素的影响，通过研究磨耗数据，研究人员可知磨耗随时间增加而下降，因此不能满足平稳性要求。（2）由于时间序列不满足平稳化要求，研究人员需对序列进行平稳化处理，对时间序列进行差分处理，以保证序列平稳化。（3）最小信息准则（AIC衡量统计模型拟合优良性的一种标准）确定模型阶数的值。（4）采用最大似然估计法作为模型参数估计。
2.2地铁车辆轮对镟修策略结果分析
根据车轮踏面直径和轮缘厚度模型，工作人员完成了对镟修策略的优化分析。通过不同的镟修阈值和恢复阈值，可得出地铁车辆轮对期望使用寿命和期望镟修次数。（1）当车轮镟修阈值在29毫米左右时，车轮期望使用寿命最大，当大于29毫米时，使用寿命下降。镟修阈值相同恢复阈值不同时，恢复阈值减镟修阈值差值越小，需要镟修次数越多。因此地铁出车任务重的地铁线路不适合有过多的选镟修次数。（2）因此我们可以了解，当镟修阈值等于28.5毫米，恢复阈值等于29毫米时，期望使用寿命是最大值，理论可以达到15.3年。但同时对镟修次数的要求也是很大的理论达到20.4次。因此，为达到延长使用寿命，同时减少镟修次数的目标，工作人员在实际镟修时，可采用镟修阈值为：27毫米，27.5毫米，28毫米，28.5毫米的镟修策略，此时的恢复阈值均为30毫米，这样的策略是比较合理的。如我国G市每月平均的地铁车辆运行距离为1.5千米，根据上述方案，G市的期望使用寿命为13.2年，因此在使用寿命内期望达到的历程可以达到241.5万千米，实现了策略优化，增加了期望使用寿命和减少镟修次数两个目标的达成[2]。
结论：综上所述，通过轮缘厚度和踏面直径的变化做预测，可以有效地计算地铁车辆轮对磨耗故障情况，并对镟修的次数进行预测。通过分析可得，地铁地铁车辆轮对镟修人员可以用建模预测的方法对轮缘厚度与踏面直径进行估值，对车轮在使用周期内镟修次数进行分析，以便制定科学的镟修策略，确定镟修时间，减少地铁故障的发生。因此，地铁地铁车辆工作人员在进行镟修时，应用以上办法进行科学估量。
参考文献：
[1]赵文杰.地铁车辆轮对磨耗故障预报和镟修策略优化[D].中国计量学院,2015.
[2]许宏,员华,王凌,那文波,徐文彬,李运堂. 基于高斯过程的地铁车辆轮对磨耗建模及其镟修策略优化[J].机械工程学报,2010,46(24):88-95.
论文作者:陆海东
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/25
标签：磨耗论文; 地铁论文; 轮缘论文; 阈值论文; 车辆论文; 厚度论文; 使用寿命论文; 《防护工程》2017年第21期论文;