轨道交通走行部状态监测与智能诊断系统
走行部监测系统可以在列车行驶过程中,对走行部关键部件进行数据采集和故障分析。该系统具有以下几个方面的意义:
1. 系统可以延长部件的使用寿命。系统发现早期故障后,可以采取相应的改善措施(例如增加润滑、调节不对中等)有效提升设备的使用寿命,增加经济效益。
2. 降低故障次生危害。早期故障发生后若不加以控制,很有可能造成周围部件的故障。主要是因为故障产生较大的冲击振动,造成周围部件疲劳裂纹导致周围部件缺陷损坏。
3. 降低维修成本、难度。故障早期经发现后,进行有效跟踪提前准备修程,可以有效控制在故障恶化严重前进行维修。地铁车辆经过汽运路程中难免有颠簸,会对电机轴承等造成极为微小的压痕。若轴承故障早期未被发现,故障加剧发生扫膛现象,维修时需要更换整个电机,维修成本较更换轴承增加十倍以上。
4. 提升运行安全性。走行部件发生故障而导致的行车事故会直接危及行车与旅客生命财产的安全,对车辆走行部关键部件(轮对踏面、轴承、传动齿轮等)进行实时监测预警、报警,可以有效提升运行安全。
5. 优化运维管理。传统轴温检测装置一旦发生故障报警,轴承的故障一般都已经比较严重了,一定要进行检修。而采用走行部故障诊断系统,在运行过程中可以实时监测走行部状态,方便司机、地面运维人员对列车的运行、调度做出安排。同时可以对所有部件的状态数据记录、分析和挖掘,可以掌控部件的整个生命周期状态,进行大数据分析,优化人力、物力资源。
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走行部监测系统的发展
截至2017年末,我国累计31个城市建成投运地铁线路44条,运营线路4667.7公里。随着国内地铁建设蓬勃发展,越来越多的地铁车辆投入运营,而运能的紧张,也容易导致车辆高负荷运行。因此,地铁车辆的检修维护对于列车安全运行变得尤为重要。
随着地铁智能检修的快速发展以及安全运行的要求不断的提高,走行部监测系统在地铁行业也逐步得到了用户方的重视和应用。上海地铁、深圳地铁、北京地铁、武汉地铁、天津地铁和无锡地铁等众多地铁公司均已经在部分列车上加装走行部状态监测系统以提高安全性和故障检修的效率。
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走行部检测意义
近年来,在整个走行部方面,车辆牵引电机的齿轮端轴承是薄弱环节,因为它支承着小齿轮去驱动车轴上的大齿轮,不仅负荷重,而且受齿轮啮合冲击、故障冲击的影响很大。一旦发生抱轴停车事故,通常需要用气割将轴切断方能将车辆拖回机务段进行维修,影响巨大。
此外,车轮在列车运行过程中可能发生异常制动等原因导致的轮对踏面的磨损或剥离。提前发现轴承、齿轮、踏面的故障,能够及时进行维修,防止车辆事故发生,对于地铁运营安全、正点,提高经济效益是非常必要的、有益的。
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监测系统原理
受测部件故障早期就会导致受力变化,通过对特定部位的信号采集及数据分析,来确认缺陷程度及故障类型。
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地面系统
中自庆安提供的列车状态监测系统,不仅仅是对设备进行数据采集分析以及提供给车载显示设备进行报警,还提供地面分析系统。中自庆安可以协助客户构建地面大数据平台,针对走行部部件的数据进行存储、挖掘和智能化的有效利用。
列车状态监测系统软件,主要提供以下功能:实时浏览、数据管理、预警报警、图谱分析、系统管理、设备管理。
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多维度的分析工具
地面系统提供丰富的数据分析图谱,对各点的受力数据进行专业的分析处理,获得对故障诊断有帮助的特征参数,协助设备维护人员进行故障分析。
地面系统提供的图谱包括内容如图所示。
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专业化分析团队及培训体系
中自庆安是美国振动协会的中国区合作伙伴,为国内相关领域的技术人员提供专业化的培训,并协助进行振动分析师的认证考试,该认证为全球范围内认可。
为各使用单位进行专业化培训,可以自主进行基本分析;
协助使用单位建立分析师队伍,更高效的管理相关设备。