浅谈机车车轮故障预测与健康管理系统的应用

浅谈机车车轮故障预测与健康管理系统的应用

刘宵钰,胡克明,苗宏伦,赵志民

中国铁路北京局集团有限公司石家庄电力机务段  河北石家庄050000

摘要：机车轮对是机车走行系统重要组成部分，对轮对进行检测，通过对检测数据分析，能够提前预判或发现故障隐患。本文简要介绍了机车车轮故障预测与健康管理系统，对其日常运用与维护，地面设备及贴签相关设备的维护，检测数据分析进行了简要阐述，并就其充分利用制定了下一步计划。

关键词：轮对；检测；故障预测 ；健康管理

1概述

机车车轮故障预测及健康管理系统（机车 PHM+车轮系统）是集机车轮对信息管理、履历管理、探伤信息管理、寿命管理于一体的专项信息管理系统。通过在线自动车轮检测，修程内车轮人工尺寸测量，人工和自动化探伤等一系列车轮检测、检修，运用计算机大数据管理，对轮对的运用质量状态形成闭环管理，控制车轮经济镟修和经济检修，实现车轮寿命预测管理，保证机车车轮安全运行。

PHM+系统包含系统架构、系统功能要求、信息采集要求、电子标签及识别设备。功能包含轮对自出厂至大修的各个环节，从整体上把握轮对质量规律，精准管控轮对质量，实现轮对决策的有理可依，有迹可循。对机车车轮全寿命周期数据进行规范化管理，能够实现系统的故障预测与健康管理功能，为机车车轮全寿命周期质量可靠和运用安全提供有力保障。

自正式启用机车 PHM+车轮系统以来，根据机车PHM+车轮系统在机务段运用、维护、巡检、使用、保养的流程设置相应岗位，制定各岗位作业指导书，并组织对用管修人员专业技术培训，为求PHM+系统更好的服务于轮对日常管理，我段对此系统进行了深入的调研。

图1 机车车轮故障预测及健康管理系统

2 机车 PHM+车轮系统日常运用与维护

2.1 日常检查信息录入审核

机车中、小、辅修（或对等修程）和临修轮对尺寸等信息检测后，机车大、中修（或对等修程）或改配入段复核轮对尺寸等信息，录入轮对各项参数的测量数据，并对数据的正确性进行审核确认。

2.2镟修信息录入审核

通过系统的经济性镟修向机车轮对镟修作业班组下达镟修计划，按标准作业，如实复核轮对镟修前后的各项参数，包括轮对踏面磨耗、轮缘厚度、轮径值。

2.3探伤信息录入审核

在完成探伤作业后，在规定时间内将探伤相关信息填入系统中，并审核确认。

3 地面设备及贴签相关设备的维护

依据《机车车轮故障预测及健康管理系统使用手册》对地面设备即机车车号、轮号自动识别装置实行日常维护，日日查看设备过车记录，发现未识别，或识别错误及时查找原因，关注于实际，提出贴近实际作业需求的改进措施，逐一整改。当轮对标签作用不良，损坏等原因不能识别时，责任车间依据《机车车轮故障预测及健康管理系统使用手册》标签粘贴部分S使用编码器对轮对标签重新编写，粘贴，更换。

图2  编码器

4 检测数据分析

通过车号自动识别设备、轮号自动识别设备采集机车车轮信息，与车载/地面监测检测系统、整备信息系统、检修信息系统、车轮检修设备等交互数据，提供故障预测与健康管理功能；通过铁路内部服务网与铁路局级交互数据。

每周对机车PHM+车轮系统数据进行统计筛选、分析研究，对存有故障隐患、数据错误的轮对信息，及时与相关部门进行沟通、处置。每月对机车PHM+车轮系统内部的各项数据进行一次全面分析，准确把握我段机车轮对的现状及发展趋势，充分利用轮对信息的数据化，促进管理、参与决策。

使用初期对于系统的日常录入部分，日日更新。除初期使用的功能外，可以充分利用系统报警功能，牢牢把握轮对周期质量。对系统更加深入的进行了解，增强对于单一机车整体的关注度，操作者从思想上将其作为决策依据，充分利用系统报警功能，分轻重缓急，将机车轮对加入到追踪关注序列，依标准，据经验，提前对报警或即将报警轮对采取措施，减少轮径镟修损失，延长轮对寿命周期。

5 下一步工作及打算

为进一步完善并加强对机车PHM+车轮系统的应用，在今后的工作中，打算从以下三个方面着手，提高利用率。

5.1调动职工主观能动性，熟练掌握贴签设备操作。

由于现如今车轮标签在车轮出厂时即已安装，而其损坏率极低，所以在实际工作中能上手去贴签的机会很少，久而久之，业务生疏，标准有所下降，在后续工作中，加强设备原理教育，增加设备操作演练机会，熟练并掌握设备流程，质量标准达到使用手册的要求，加强与金化所的联系，及时升级设备软件版本，简化操作流程，便于更好的熟悉掌握贴签设备。

5.2依托系统本身优势，发展个性化、针对性的订单管理模式。

机车运用状态千差万别，线路条件各有不同，根据所属机型特点，所运用线路条件，综合季节性，重复性问题，针对机车轮对质量周期的常年累积经验，划分出轮缘偏磨、踏面剥离、踏面失圆多边形报警等不同类别轮对质量问题，将故障轮对原因细化界定，标记问题周期，研判质量原因，剖析问题根源，制定有效对策，及时作出决断，优化轮对周期精准管控。

5.3利用系统多方面保障质量安全。

相关责任科室车间共同维护好机车 PHM+车轮系统所创造的良好环境，通力协作，数据中心及时反馈轮对质量信息，整体分析问题所在，下达管控措施，车间高质量，严标准完成措施处置，确保轮对质量状态。

结语：机车车轮故障预测及健康管理系统对机车轮对故障检测、全生命周期管理具有重要意义，深度研究对检测数据的分析和应用，有利于提高轮对质量和利用率，提高机车整体质量，有利于安全生产。

参考文献：

[1]郭琼 崔建英 张志峰.《铁路车辆轮对检测技术综述》 [J]. 仪器仪表学报,2006年S2期