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.     

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。     

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。     

动车组牵引电机轴承剩余寿命预测方法研究

根据我国高速铁路动车组的实际运行和维修情况,以动车组关键部件剩余寿命预测为目的,对车地数据进行研究,对牵引电机轴承的温度数据进行特征提取,并根据大量历史车地数据,对牵引电机轴承进行剩余寿命预测。使用面向过程分析的思想和用特征值构建盒图的方法,达到预测动车牵引电机轴承剩余寿命的目的。研究的结果可以作为提高运维效率,修程修制优化的依据。     

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。     

动车组PHM技术应用现状及展望

文章简要介绍了故障预测与健康管理(PHM)的技术发展过程、主要功能,对目前动车组故障预测与健康管理的现状及存在的不足进行了阐述,提出了动车组未来PHM技术框架和实施方案,展望了动车组PHM技术应用前景。     

基于跨系统数据融合的轨道车辆PHM技术研究

针对目前轨道车辆故障预测与健康管理（PHM）技术应用中存在的监控数据利用率较低、专业综合率不高、故障综合判断率较低的问题,文章提出基于跨系统数据融合的PHM技术方案,详细分析了PHM系统的架构,并利用信息融合和数据挖掘技术建立跨系统数据融合的整车安全性、舒适性、车辆定位、故障应急处理的PHM模型。该技术方案已在广州市轨道交通项目中得到应用,并在实际应用中不同程度地降低了运维成本,提高了故障决策效率。     

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.     

地铁车辆牵引电机异响问题及解决措施

针对某项目车辆牵引电机异响问题,介绍了故障牵引电机的调查过程,初步确认牵引电机异响的原因为牵引电机轴承出现异常;对出现异常的牵引电机轴承进行了调查,发现电机轴承出现电蚀现象;通过对电蚀轴承的进一步调查,初步确认牵引电机轴承轴端电流过大是牵引电机电蚀的原因。为解决牵引电机轴端电流过大的问题,提出了有效的整改措施,并进行了试验验证,取得了良好的效果。     

基于热平衡在机车牵引电机轴温分析中的应用研究

提出热平衡在机车轴温分析中的应用。以DF4D型货运机车牵引电机输出端轴承为例,忽略电机体内壁面与冷却空气辐射传热、走行部传动齿轮摩擦生热、牵引电机转子轴导热等引发的温度变化,对冷却空气对流换热、轴承脂摩擦生热进行分析。从热平衡角度根据牵引电机功率、效率、冷却空气、轴承尺寸、润滑脂、对流换热系数、机车速度、轮径、齿轮传动比等相关特性参数,推导出了牵引电机输出端轴承温升表达式。改进了传统分析方法中同架温度对比的缺陷,提供了前后架温度对比分析的方法。有效指导了现场分析,预防了多起走行部恶性设备故障。     

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。     

地铁接触网关键设备 PHM 平台建设的规划探讨

为保障城市轨道交通系统的安全稳定运营,开展地铁接触网关键设备故障预测与健康管理(PHM)平台建设与方案研究。以大数据和云计算技术为核心,设计接触网关键设备PHM平台系统结构,整合接触网维护管理信息和检测、监测数据,评估系统所需的硬件资源,提出结合现有接触网监测管理系统的硬件方案。实现基于贝叶斯网络推理模型的接触网关键设备及零部件的故障诊断、多维度健康状态评价及基于隐马尔科夫模型的维修前剩余时间估计三大功能,最终形成一套从系统到零部件的接触网闭环健康管理体系。论述研究接触网关键设备PHM平台的必要性和可行性,探讨接触网关键设备PHM平台的系统结构、功能设计及可视化呈现。     

面向PHM的高速列车谱系化产品技术平台开发和实践

为实现不同速度等级、不同运用环境下高速列车的快速设计、快速制造以及保证谱系产品的健康运营和管理,提出并构建由数据平台、设计平台、制造平台和健康管理平台组成的面向故障预测与健康管理(PHM)的高速列车谱系化产品技术平台。首先,剖析高速列车谱系化与健康管理平台的融合机制,集成零部件研制与使用阶段的研发数据;其次,从技术架构设计和逻辑架构设计2个方面,基于数据挖掘、模块化、元模型、定制设计以及PHM等技术,开发面向PHM的高速列车谱系化产品技术平台;最后,以时速200~400 km的CRH6,CRH380A,CR300AF,CR400AF动车组系列产品为例,对平台进行工程实践,验证该平台的有效性。结果表明:该平台能够提升产品的研制效率,满足市场的多样化需求,并保障复杂环境下高速列车的健康运营,提升高速列车的运用效率和运营品质。     

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。     

运行环境对稀油润滑牵引电机轴承的影响及分析

某型牵引电机轴承采用稀油润滑,在运行中传动端轴承部分出现不同程度的异常磨损,甚至发生固死故障。文章通过解体电机故障轴承并对为轴承提供润滑油的齿轮箱油取样分析,找出了轴承故障与运行环境的相关性,并提出了改善措施。     

HX_D1C机车牵引电动机轴承固死的原因分析及防止措施

针对HXD1C型机车牵引电动机轴承固死的故障情况进行分析,查找故障原因并提出对应的改进措施,从而使故障得到有效控制。     

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。     

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。     

异步牵引电动机特性的试验研究

结合1000kW交-直-交系统的地而试验及4 000kW原型机车的要求,对YQD-300异步牵引电动机进行了小时温升等五项试验。本文通过对试验结果的分析,表明所设计的异步牵引电动机具有起动电流小、起动转矩大、堵转时间长、温升低、恒功特性理想等优良性能。试验结果为新电机的设计提供了依据。