摘要：走行部是地铁车辆的重要部件，它的运行状态直接关系到车辆的运行安全。传统维修模式很难适应车辆安全运行要求，平时列检只能检查到走行部部件表面的安装状态，很难判断这些部件的实际的工作状况。一旦走行部部件存在隐患，轨道交通系统的安全运行将会受到严重威胁。采用监测设备对转向架的重要部件进行实时监测，避免存在人工无法检查到的死角，并针对监测到的走行部部件隐患提前消除，可提高车辆运行的安全性和可靠性。
关键词：地铁车辆走行；故障诊断系统；应用
随着我国经济建设的持续高速发展，城市的规模逐年扩大。伴随着城市化进程的加快，城市的人口迅速地增长。大量流动人口涌入城市，使城市每天面临着巨大的人流和物流压力。为了缓解这一压力，开发和利用高效、安全、节能、环保的新型的公共交通方式成为了轨道交通行业的首要目标。城轨车辆走行部的机械故障关系到列车运行安全，常规手段的日常检查无法准确掌握走行部的状态，维修效率更难以提高。城轨车辆走行部车载故障诊断系统，采用了自主创新的广义共振与共振解调的机械设备故障诊断技术，能自动诊断车辆走行部轴承、传动齿轮、车轮踏面等关键部件的早期故障，并在线实时发出预警信息，准确指导车辆的运用和走行部的状态检修。
1轨道交通的概念
轨道交通是陆地交通运输体系中重要的组成部分，至今已经发展出许多不同的类型。比如过去的铁路运输系统、日本铁路运输中的新干线系统以及当前我国正在开发的城市轨道交通系统等。
城市轨道交通车辆主要由车身主体、车门、走行部、制动系统、动力系统、电气系统、车辆通信系统以及其他辅助系统构成。其中的轨道交通车辆的走行部、电气系统以及动力系统是整个轨道交通的技术关键，同时也是轨道交通安全运行的重点。当前，我国在城市轨道交通中已经布置了大量的车辆监控设备，在车辆运行上起到了重要的作用，然而在车辆的一体化系统设计上还存在着一定问题，对于车辆的实时监控、故障自动化诊断技术、车辆隐患检测系统、应急方案系统等技术进行一体化设计时还需要进一步研究。
2 城轨交通车辆走行部故障分析
城市轨道车辆的走行部故障主要是轴承、车轮以及传动齿轮上出现的机械故障，在过去缺少自动化诊断系统时，通常是通过人工对故障部分进行检测，这种检测手段主要是靠检修人员听音和观察等方式完成的，因此需要投入大量的人力和物力来负责检测城市轨道车辆的故障，但是通过这种检修模式很难全面的进行维修和预防，因此还会经常出现车辆故障，对城市轨道车辆的正常运行带来威胁。此外，在由于城市轨道车辆的设计和材料质量的问题也会导致走行部出故障，而这些故障的出现很难及时的预测到，而对于故障零件又不能在同一时间内进行全面的整修和零件更换，因此一旦出现的事故就会造成城市轨道车辆无法正常运行。
比如在辽宁的地铁线路中，由于投入的新型车辆在齿轮箱的轴承上出现故障，导致地铁单位在3年的时间内，分批次的对这一车型的车辆进行整修和更换齿轮，为此耗费了大量的人力、物力和财力，这种检修模式不仅造成了极大的资源浪费，同时降低了地铁车辆的出车能力，延长了车辆的维修时间，同时也无法真正保障城市轨道车辆的安全运行，依旧存在一定的隐患。这就说明在城市轨道车辆中走行部存在的故障是当前无法回避的问题，因此需要在设计上进行重新的改进。目前的城市轨道车辆设计中虽然对一些问题故障有着考虑，如线路中出现摩擦、应力过于集中、不平顺导致运行时过于大幅度振动等。但是在车辆的实际制造过程中还是很难控制其中的质量和技术工艺，此外由于车辆的开启和停止的次数过多也会对车辆的轴承等零件造成很大的损耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3 走行部故障诊断系统应用
车辆的正常运行不能由于走行部出现的问题而放弃，这就需要在城市轨道车辆中设计一套能够实现高效率、高精度的城轨车辆走行部故障自动化诊断系统，在系统中需要具有车辆故障警报系统以及故障分析系统。在本文中将以辽宁地铁的走行部自动化故障检测诊断系统为例，分析该系统中技术构成和工作模式等内容。
3.1诊断技术应用
在走行部自动化工故障检测诊断系统中，主要是通过共振技术来实现对城市轨道车辆轴承部分出现的故障进行检测的。共振是指在一定的作用力下，作用力的频率与物体频率达到相同。通过计算可以发现共振是一项持久性的过程。从意义的角度来讲，共振分为狭义的共振以及广义上的共振，而广义上的共振是指当外部的作用力进入到机械振动中，使得振动达到最高值，而当其断开共振时，其振幅便会开始衰减，这一过程被称为广义上的共振。在车辆中一些微小的机械冲击也会产生一定的共振，因此通过共振解调技术能够有效发现车辆中出现的机械故障，在机械故障中通常都会存在以下的规律：在城市轨道车辆中不管是哪种因素引起的机械故障，在故障出现的最初阶段一定是在某个零件上出现短时间的、循环性的局部应力过于集中的现象。这种应力集中现象主要会造成零件材料的质地出现疲劳，随后会出现如裂纹、断裂、侵蚀以及剥离等情况，而当应力过于集中的情况下，部分零件会出现破损进而产生相应的作用力以及振动。所以在城市轨道车辆的故障中，各个阶段都会出现不同的故障特征信号，可以通过共振解调技术及时的捕捉到。
3.2故障检测诊断的方法系统
当系统中检测到车辆出现故障时，需要对信息进行分析，判断其中的真伪，确定是否真的出现了故障，以及出现故障的零件位置、损坏程度以及故障的最小安全门限等。这就需要在故障诊断中运用共振解调技术以及机械的几何结构学等专业知识建立故障模型，通过对其全面的分析和数据整理，进而得出判断。
3.3实时诊断与维修指导的结合
在车辆中安装的自动化故障诊断检测系统能够精准的找到故障出现的位置，同时判断出故障的冲击数值，进而显示出故障的严重程度和危险性并以此进行分级预警，此外通过数学理论以及邏辑推理建立故障模型完成了车辆故障诊断技术中自动化、系统化、主动化的设计目标，保证这一技术能够在城轨交通车辆上随时安装随时使用。同时能够通过智能处理系统对故障进行分析，系统将结合实际情况给出最有效的维修指导意见，提高车辆维修的效率。在系统中通过多角度、多因素、多参数的检测诊断模式，能够在大量的故障数据中准确的找到故障的出现点，保障了车辆检修诊断的准确程度。
结论
利用基于广义共振与共振解调的故障诊断技术，不仅能准确地提取走行部部件机械故障的信息，还能对走行部的轴承、齿轮、构架等关键部件的故障实现提前预警和故障特征信息记录。走行部车载故障诊断系统的应用提高了车辆运行的安全性和可靠性，同时为改变传统的转向架维修方式提供了有效的技术支撑，为城市轨道交通车辆的安全运营提供了可靠的保障。
参考文献：
[1]王磊，安刚虎，崔江涵.基于无线数据采集技术的地铁车辆地面试验在线监测系统[J].现代交通技术，2016，13（03）：89-91.
[2]邹毅翃.网络化运营条件下深圳地铁车辆基地管理模式及车辆运检方案优化[D].广州大学，2016.
[3]牟宗元.地铁车辆基地行车管理信息系统的设计与实现[D].西南交通大学，2016.
[4]薛红艳，刘岩，张晓排，张晓娟，张常宾.地铁车辆车内噪声分布规律[J].噪声与振动控制，2016，36（02）：126-129.
论文作者:刘金衍,马朝阳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/15
标签：车辆论文; 故障论文; 系统论文; 技术论文; 城市轨道论文; 部件论文; 故障诊断论文; 《基层建设》2018年第3期论文;