Engineering Technology Research 工程技术研究 第 3 卷第 8 期 2021 年
城轨电客车走行部在线监测系统研究与开发
赵柏杨 刘先壮
青岛地铁集团有限公司运营分公司 山东 青岛 266000
【摘 要】：通过讲述在城市初期实施城市轨道交通技术车辆的在线检测系统对于城市发展的进步起着重要的作用，了解目 前对于交通在线检测系统的实施过程及运行系统的概念等等。为此进行硬件配置方面的选择和系统化的设置，对一些故障进 行检测检查，找出出现这些现象的问题所在，研究合适的解决办法。通过下文介绍了解检测系统的整体安装方式、电路的控 制方法、对于错误的诊断和调试的方式，对整个系统的调试和试运行的现状有一个整体的评估，将其控制在合理的参数范围 内。
【关键词】：城轨；电客车；监测系统 1 引言
现在城市轨道交通技术已经成为城市发展的可持续稳 定发展的基础，也成为了现代经济快速发展和社会生活提供 保证而不可缺少的一部分。轨道交通不仅运行速度飞快，减 缓客流量的压力，还能够在非常安全的情况下保证整体的运 行，加快城市轨道交通的发展。目前该项技术需要时刻检测 整体的运行状况，对该系统的设备故障进行实时的监测，可 以对城市轨道技术车辆的安全性能和稳定性能达到预期所 想。作为一种支撑车身、承载和引导电动客车的装置，城市 轨道交通技术的相关部门应把日常检查和预防性维护作为 主要的工作。每天车辆在完成当天的工作任务回到营地，需 要负责检修的人员对客车的状况有一个系统性的检查，对于 其车辆车盘底部进行预防性的维护，防止设备无缘无故出现 故障。在线监控系统对其有故障预警的功能，可以进行状态 预测和数据分析，业界对此项开发有了更大的需求。这对于 提高城市轨道交通运行的安全性和稳定性起着至关重要的 作用。
2 电客车走行部原理及在线监测总体方案
想要对轨道交通车辆的安全可靠性能有一个运行保障，
就要知道车辆的一些关系信息的实时监测，对此这些信息中 就包含了，车辆转向时转向架的状况，列车在实时运行的时 刻一个整体状况，还要对整体的运行状态做到时刻掌控，还 能合理地运用无线通信技术对不同种类的感知信息进行数 据输送，能让地面预警分析系统及时了解清楚整体的运行动 态。地面预警分析系统对于列车的整个状况是能够清晰地看 到的，而以往的数据信息和整个列车的评估信息也是完全展 示出来的，对于故障方面的诊断方面有一个决策。根据整个 地铁车站的综合考量需要，要对其车轴轴承、齿轮、牵引机 等设备进行仔细排查，仅仅是通过外观检查是不能完全检测
到的，这就需要检测人员也对整个系统的总体框架有个了 解。
图1 城轨轨道交通技术在线监测系统整体构成 该套系统完全符合规定要求，利用分阶段系统的设计方 法，实现了技术体系的统一，对应用系统的整体范围给了相 应的概念，通过数据交换接口的统一，使整个应用系统基于 自由耦合的功能完美地适用于不同的场合。由业务显示层、
应用系统层、应用支持层、数据资源层、基础操作平台层和 传感器层组成了整个系统的运行，而其中数据层负责结构化 数据的信息存储，应用系统管理则对业务流程的信息内容进 行一个收集和管理，能够从中分析检索数据的信息。服务是 指系统与用户之间的图形用户界面的显示，而对于整个安全 系统应对各级信息提供的所有安全方法和措施负责，运行系 统是从系统设计到运行的整体有一个完整的保障，标准规范 体系也是对系统的标准设计有一个技术性的保障作用，它成 为了整个系统成功实施不可缺少的组成部分。
2.1 系统功能设计
城市轨道交通技术车辆的底盘故障由网络诊断系统进
Engineering Technology Research 工程技术研究 第 3 卷第 8 期 2021 年 行控制车辆在行驶过程当中安全方面的设备，基于故障诊断
系统的广义谐振和谐波解调的判断，能够完成对车辆的关键 零部件有个监控作用。在出现突然情况的时候能够预警和分 类其危险程度，能够准确地引导维护人员进行维护车辆的运 行。对此我们在车辆的每个车厢都配备了符合规定要求的诊 断辅助装置，在对其进行显示前处理器之间的开关给予相关 的命令，还对其数据的信息进行收集和储存。而系统的速度 传感器也是由霍尔原理感知磁盘的速度脉冲获取的，速度脉 冲大于或等于20km/h 时，速度传感器实时启动系统，比如 在车辆的速度超过20km/h，诊断辅助装置将会连续检查当前 车辆的所有测点，首先分配一个预处理器切换到一个轴点，
再通过分配器采集传感器数据，采样频率由感应式车速传感 器的脉冲来决定，每个脉冲能够收集到一个数据信息，为每 个通道收集到1024 个数据信息，打开通道。数据采集完成 后，计算算法，在指示样本分析前处理器切换到下一个通道 2 轴。所有的测点都会被监测和诊断。
诊断辅助装置不同的通道采取到的测点数1024，收集到 的数据称为原始数据，采集系统能够进行精确的归档和分 类，而该设备故障诊断系统中，能自动在线诊断和完成实时 诊断结果，最终的计算结果为简单文件，这也会把信息全部 发送到主机。车内含有中无线通信模块，收集到的信息都会 传输到地面预警的分析系统当中。
2.2 在线检测系统功能实现
（1）该系统通过冲击、振动和温度传感器设置三个参 数，能够有效地对轴承和变速箱进行实时监测和诊断，对电 机轴承和齿轮也能进行实时监测同时能够准确地诊断出问 题所在。对轴承裂纹和剥落进行自动诊断，对发动机输入和 驱动轴承、内外环进行自动诊断，实现了对其零部件的自动 诊断和监测。
（2）该系统还可以通过 WiFi、4G 网络将报警信息安全 的传输至地面的辅助功能，使得报警信息能够以最快的速度 传输给地面服务人员，在发生严重故障时采用的及时调度，
保证车辆安全地运行。
（3）系统的分级诊断基准和操作维护手册也明确指出，
报警准确率高达98%。而系统配置的地面分析与管理系统，
其中也包含了服务器及相关软件的设施，拥有历史数据分析 和趋势预测功能，包括了温度数据、冲击数据、振荡数据的 分析，还可以收集故障信息，综合决策、生命周期管理等，
数据库管理等等一些合理化的功能。
2.3 手机 APP 服务设计
目前，使用手机实时查看系统数据是当下最常见的方 法。驾驶员在用该客户端能够及时地了解清楚车辆的整体状 态，功能栏目也分为设备状态和历史设备状态两部分。目前，
设备状态信息也是由括轴、齿轮、发动机温度、正常振动状 态和预警。而报警状态也被分为：1 级、2 级等。通过对其 所有的监视器的状态信息进行检查，在选出处于早期警告或 报警状态的设备数量，指定设备位置和数据，并每天进行信 息收集。
地铁交通监控网可以从列车的48 个传感器收集到所需 要的数据信息，实时显示在界面上，由系统控制、设备管理、
监控管理、基础分析、质量管理、风险控制和错误诊断组成。
而实时误差检测的重要组成部分，也可以从车号信息、车辆 设备信息、检测设备参数四个方面进行了解。该系统能实时 诊断出故障，并能显示最终结果。而显示设备的识别信息和 通过该装置的地铁列车参数也是功能之一，这也能够帮助地 铁客车在短时间内维护其完整的数据信息。
3 结语
综上所述，通过整体的系统研发的环境、技术能力和现 场所需的情况，综合设计出了客车在整体的检测系统平台当 中的结果框架。运用接口开发和数据库设计的一些重要技术 部分，设计出符合要求所需并且完整的系统，稳定的旅客列 车运行性能能够实现在线对其进行故障检测与诊断，对道路 运行的远程控制和故障诊断有了明显的提升。系统的测试结 果也对此有了肯定，开发的系统为交通运输运行给出了专用 的远程控制和控制装置，不仅减少了维护成本，还对整体设 备的管理有了大幅度提升。
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