智能动车组车载PHM系统探讨

新一代复兴号智能动车组搭载了车载故障预测与健康管理(PHM)系统,实现了动车组故障的预警、预测等功能.根据现阶段智能动车组车载PHM技术方案,重点阐述车载PHM系统应用现状,同时结合实际工作中地面PHM系统较为完善的开发应用经验,进一步探讨车载PHM系统与地面PHM系统相互融合的设计需求、技术方案及应用场景.     

故障预测与健康管理技术在动车组中的应用

动车组维护策略优化研究日益受到重视,其中故障预测与健康管理(PHM)技术以及基于状态的维修是目前动车组维护策略优化的重点。分析了PHM技术的现状和发展趋势,结合技术架构对动车组车载PHM系统、车地PHM系统、地面PHM系统等技术进行分析,并对PHM系统进行验证。分析结果可为PHM技术在各类轨道交通车辆中的应用提供参考。     

PHM技术在高速道岔中的应用和难点分析

故障预测与健康管理(PHM)技术通过监测系统运行状态,根据系统的历史数据和实时数据预测系统未来的健康状态,从而保障系统运行安全,优化养护维修策略,降低系统的使用和维护费用。将PHM技术应用于高速道岔中,可以提高高速道岔的管理水平并降低全寿命周期成本。本文根据目前几种正在研发的道岔PHM子系统,分析了PHM技术在高速道岔应用中的可行性和难点,并归纳总结了系统级PHM技术在高速道岔中应用时面临的问题。     

高速动车组大数据PHM系统研究与应用

针对延长高速动车组使用寿命和提高使用效率的问题，在研究了工业大数据、故障预测与健康管理（PHM）的定义和应用、PHM相关标准以及国外PHM软件开发平台的基础上，搭建了基于大数据的车载、地面故障预测与健康管理系统一体化的功能架构并提出技术实现方案，应用动车牵引电机轴承温度健康状态模型,以牵引电机轴承温度和环境温度数据为基础,进行了实例分析。     

铁路供电故障预测与健康管理大数据平台方案研究

铁路供电故障预测与健康管理(PHM)系统是以大数据技术为核心,以供电管理信息系统、6C数据中心、SCADA系统为支撑,按照国铁集团-铁路局-供电段三级管理架构进行设计和建设的供电设备大数据分析管理平台.基于大数据框架的PHM系统涵盖针对高速铁路接触网和牵引变电所的PHM技术方案,在多时空尺度上实现铁路供电故障预测与健康指标评估,全生命周期可靠性、可用性和可维修性的可视化分析和风险评估,以及优化维修决策.本文阐述了铁路供电故障预测与健康管理大数据平台方案的基本设计原则和系统架构,并对该平台涉及的关键技术和系统重要功能进行了探讨.     

北京地铁车辆PHM技术研究与应用

介绍了北京地铁车辆故障预测及健康管理(PHM)技术,并以北京地铁13号线车辆为例,详细阐述了其客室电动门系统的故障大数据统计与分析以及故障模式、影响及危害性分析(FMECA)。     

钩缓系统PHM技术及应用

针对目前机车钩缓系统主要依靠离线检修的现状,为了及时发现钩缓装置的故障,减少离线检修频率,实现钩缓装置运行寿命预测,文章提出可以监测钩缓系统服役过程中性能变化的在线故障预测与健康管理（PHM）技术,并对钩缓系统PHM技术方案与应用进行了详细阐述。装车试验结果验证了该PHM技术对车钩裂纹在线识别的有效性。     

动车组故障预测与健康管理技术的研究及应用

简述了PHM技术的发展现状,结合动车组的功能结构及运维特点,提出了适用于动车组列车的PHM技术体系和系统架构方案,阐述了基于PHM技术而开发构建的动车组PHM系统的功能及技术方案,并以车轮多边形故障预警预测和牵引电机通风装置视情维修为例,简述了部分功能模块的阶段性应用成果。     

城市轨道交通制动系统PHM技术研究与应用

通过分析城市轨道交通制动系统PHM技术应用现状,结合PHM建设理念,介绍如何在城市轨道交通制动系统开展PHM技术研究与应用。提出制动系统PHM目标及架构,从数据采集与处理、异常检测、故障诊断及故障预测方面对制动系统PHM主要功能进行阐述,并结合相关案例进行说明。     

动车组故障预测与健康管理系统方案研究

结合国内动车组实际需要和列车运行传感技术的发展现状，对现阶段建立动车组故障预测与健康管理地面系统的数据、用户及业务需求进行了分析，提出了基于超融合技术、铁路总公司和动车段两级硬件部署、铁路总公司–铁路局–动车段–运用所四级应用的系统设计方案，明确界定了故障预测与健康管理系统与既有动车组管理信息系统的接口和预测故障的闭环管理机制，并对动车组健康管理系统的应用前景进行了展望，对建设动车组PHM系统，实现动车组视情检修，提高动车组运用、维修效率进行了积极的思考。     

高速铁路牵引供电系统PHM技术架构与方案研究

为保障高速铁路安全、稳定、高效运营维护,将故障预测与健康管理(PHM)的理念与方法应用于高速铁路牵引供电系统,开展高速铁路牵引供电系统PHM技术架构与方案研究。结合系统特点,构建高速铁路牵引供电系统PHM总体技术框架,并针对接触网系统和牵引变电所分别设计具体PHM技术方案与主要功能。     

基于MapReduce的CRH2型动车组网络控制系统PHM故障筛选的设计与实现

列车发生故障时,车载设备数据记录与无线传输装置(DRWTD)接收到相应故障数据,通过无线信号实时发送给预测与健康管理(PHM)地面系统。由于DRWTD在发送周期以及通过无线传输时可能会因信号不良原因与PHM地面系统通信中断,导致PHM地面系统接收到的故障数据与原始数据出现偏差。为此,文章提出一种对故障数据进行筛选的处理模型,并且采用MapReduce并行计算,设计了基于MapReduce的CRH2型动车组网络控制系统PHM地面系统故障筛选工具软件,实现了PHM故障数据筛选的目的。     

城市轨道交通车辆智慧空调技术

智慧空调技术作为城市轨道交通车辆智能化运营的重要技术手段，主要根据车辆运行环境数据来调整空调运行模式，进而改善车内舒适度，对空调机组运行状态进行实时监测及关键零部件故障预警，实现空调机组的智能化健康管理，提升空调运营维护效率。智慧空调系统由车辆空调、车载网络及PHM(故障预测与健康管理)地面支持系统结合搭建而成，通过传感器来监控车辆空调使用环境数据，并自适应性调节空调运行状态以改善车内空气质量。在故障预测及健康管理方面，智慧空调技术通过搭建诊断模型，采集并传输空调机组运行状态数据，实现对空调机组多发性故障的及时预警，对关键零部件使用寿命进行老化预测并采取相应的健康管理措施，进而保障空调机组的安全运行。在车辆的维修维护中，智慧空调技术结合不同的诊断及预警模型数据，合理制定空调机组修程，将空调机组故障修与定时修为主的传统维修模式发展为基于安全监控和健康管理的智能化“状态修”模式。     

动车组塞拉门PHM技术研究

动车组塞拉门是乘客进出车辆的通道，是车辆使用最频繁的部件，也是故障率很高的部件，当塞拉门发生偶发性故障时，故障排查难度大。通过开展塞拉门系统PHM技术研究，可以对塞拉门状态进行提前诊断，减少显性故障，提高车门的可靠性，进行预防性维修，降低维护成本。文章分析了塞拉门典型故障，对塞拉门故障进行了PHM建模，介绍了塞拉门预警案例。     

动车组PHM模型数据处理架构优化及关键技术研究

动车组故障预测与健康管理（PHM,Prognostics and Health Management）模型研究工作围绕动车组运维数据开展。数据是动车组PHM模型的驱动力，数据计算是动车组PHM模型的核心。文章从动车组PHM模型应用现状出发，对动车组PHM模型数据架构进行了优化设计，研究了动车组车载信息无线传输系统（WTDS,Wireless Transmission Device System）数据清洗及存储等关键技术，提升了PHM模型源数据处理效率。     

转辙机的故障预测与健康管理技术

阐述国内外转辙机故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)技术的发展现状,提出转辙机PHM技术的原理框架,并给出转辙机PHM技术的关键点,包括敏感参数分析、数据采集、故障物理分析、特征提取、健康评估、故障诊断、故障预测以及决策计划等,为转辙机PHM技术的工程应用提供理论基础。     

地铁车辆制动系统故障预测与健康管理技术研究

为了提高地铁车辆制动系统的运维效率,避免制动系统过度维修造成资源浪费,设计了地铁车辆制动系统故障预测与健康管理系统,研究了电空制动系统典型部件的故障诊断与故障预测方法,详细叙述了制动系统健康管理系统的功能,提出了制动系统健康管理系统车载PHM单元以及地面PHM平台的设计方案。     

客车安全监控综合评价系统设计

铁路客车管理部门迫切需要破除安全监测专项系统间的数据壁垒,打破信息孤岛的限制,通过资源整合、数据集中、综合应用等手段,实现专项系统互联互通、信息共享,基于车辆技术状态数据建立综合评价体系,提高车辆故障预判准确度,不断提升客车安全保障和故障预防能力,实现车辆安全管理提质增效的目标。     

基于模糊聚类的城市轨道交通车辆系统划分与故障统计分析

为保障城市轨道交通车辆安全可靠运营,对车辆在运营过程中积累的故障数据进行统计分析,挖掘故障规律。依据功能-原理-结构原则构造城市轨道交通车辆子单元的相关矩阵,并采用模糊聚类算法对城市轨道交通车辆进行系统划分。根据故障数据筛选原则进行数据预处理,并以所划分系统为基础进行故障数据分类统计分析,采用故障主次图、故障趋势图和故障点分布图综合展示分析结果。以某地铁公司一线路为例,进行车辆系统划分和故障统计分析,并给出对应的车辆故障点分布图,展示该线路车辆故障分布情况。     

用于大功率永磁直驱电力机车驱动系统的PHM系统研究

大功率永磁直驱电力机车在线路运用考核期间需利用PHM系统跟踪驱动系统的过程数据,通过PHM系统可持续监测永磁电动机轴承温升、振动及转向架关键部件振动、位移、应力情况,深入分析永磁直驱系统的特点,充分验证大功率永磁直驱系统的可靠性,为后续大功率永磁直驱技术的推广应用提供技术数据和依据。文章介绍了用于实时监测大功率永磁直驱电力机车驱动系统的PHM系统的基本方案、系统组成和试验验证等。