铁路工程机械设备故障诊断技术探讨

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【摘要】在铁路工程的建设过程中，机械设备的使用是必要的，在铁路工程建设中更是发挥着举足轻重的作用。但是，在有效提高机械设备能力与效率的同时，机械设备的故障问题是不可避免的。本文探讨了铁路工程机械设备可能出现的故障及其诊断技术，并提出有效的诊断方法，以供参考。

【关键词】铁路；机械设备；故障；诊断技术

1引言

我国当前的铁路项目，在保障铁路施工建设的过程中，机械设备发挥着不可替代的作用，而机械设备的长期使用，必然会导致磨损等多种故障问题，我们必须采取相应的诊断措施加以监督管理，以便及时进行维修和维护。实际的机械设备故障诊断中，其技术方法有多种，因此需要明确了解诊断技术的实施办法，从而及时对机械故障采取合理的维修措施。

2铁路施工专业机械设备诊断技术发展现状

2.1状态监测功能

计算机网络技术的发展，为机械设备带来了新的运行模式，对于铁路施工专业机械设备的故障诊断技术，也引入了计算机技术，用于对机械设备的处理、状态监测及维修。为了开发全面的故障诊断技术，通过大量研究和探讨，开发了很多高技术的仪器设备，其检测的方式主要分为离线检测与在线监测两种，其中的离线检测，越来越倾向于小型化笔记本与便携机的使用，而一些以便携为优势的数据采集器检测系统，也逐渐发展起来，例如国产的YE5938，2115以及IRD890等系统；对于在线监测方面，则大多以个人计算机作为基础，开发相应的在线监测系统，开发周期短、性价比高且柔韧性好，日益受到行业的重视。

2.2故障诊断功能

铁路施工专业机械设备的诊断技术仍然在不断的丰富与发展过程中，从FFT谱分析、AR谱分析、轴心轨迹分析以及时域波形分析，发展到了轴心轨迹计算机模拟分析、全息谱理论分析和主分量分析等方法，在很大程度上体现出铁路施工专业机械设备故障诊断方法的进步。当前的铁路施工专业机械设备故障诊断方法，已经开启了智能化的诊断新模式，大大提高了铁路机械设备诊断工作的质量与实际效果，从而更好地确保施工专业机械设备顺利运行，保证铁路的机械设备能够维持正常运转，提高施工建设质量。

2.3状态预报

状态预报功能与监测诊断技术存在一定差别，该项功能更加强调的是对于铁路机械设备运行现场运行态势的诊断，是识别设备潜在风险的重要功能，能够更好地帮助工作人员及时了解机械设备当前的实际运行状况，以及未来的运行期限，能否继续持续运行等基本情况，从而让工作人员能够在生产指导的过程中，有依循的证据以指导生产。该项功能的相关技术还不完善，尚不能完全满足设备运行的需要，但却是今后铁路施工专业机械设备故障诊断技术研究中的重点所在。

3铁路施工专业设备故障诊断分析法

3.1图像识别算法

在铁路施工设备系统中设备故障的出现也是多种多样，所以对设备故障的分析要从机电有机结合、转变思维方式的角度进行诊断，熟悉机电各个功能模块框图，然后根据各组成部分的功能和组合形式以及工作环境等断面进行全面分析、层层分解，综合分析故障的症状、影响等，找到故障根源。图像识别技术属于人工智能，其诊断的过程中往往需要对很多技术进行识别、测量、提取、分类和处理。WCARBONWORLDLOWCARBONWORLD2016/3

3.1.1系统软件/硬件的合理选择

该系统通常包括了硬件与软件两个部分，其硬件设备包括台式机、线阵相机等实体设备；软件系统一般包括语言操作系统、开发平台系统以及其他必要的系统软件。这两部分相互协调完成整个系统的监测、识别、诊断等。

3.1.2技术分析过程

铁路机械设备故障检测系统中，首先安装机械设备，如果处于正常运行状态，所采集的设备无故障原始图像，为完整的设备运行图，然后将该图像保存至计算机软件中，以便在设备出现故障的情况，将其与运行图进行对比。在系统进入正常的运行工作后，首先应当对所采集到的设备运行图像实施预处理，提取出图像运行特征点，并与正常情况下的运行状况进行对比分析。等到设备故障的信息确定后，系统将自动将结果传输至设备控制台，控制台的界面可自动发出报警信号，从而提醒工作人员进行检查、维修，这种诊断技术根据设备运输组织的变化，有针对性地对机械设备进行区别、处理监测等，逐步实现检修分离，通过人、机结合的工作模式，大大提高了铁路设备故障检测的效率和质量。

3.2模糊逻辑方法

由于我们对事物的定义没有根本的把握便产生了模糊性，在质上没有明确的涵义，在数量上没有规定。模糊逻辑之所以被越来越广泛地采用，是因为它具有很多在故障排查当中所具有的独特优势。模糊逻辑方法比较适合表达模糊的知识，所以它进入故障诊断领域是一种必然的发展趋势，在普及的时候比较接近人的逻辑思维。我们应该在具体的故障排查操作过程中，按照比较正规的操作规范和正确的流程对一系列的故障进行检查，这样才能避免检查完毕之后出现没有必要的麻烦。基于事例的推理和规则的推理可以迅速判断故障的原因，快速确定故障点，得到诊断结果。

3.3解析模型法

解析模型法的建立，需要以诊断对象的精确数学模型作为基础，运用数理统计、解析函数等数学方法，实现对于机械设备运行信息的处理。在系统出现故障的情况下，运用该技术，能够有效改变系统的输入输出关系，然后依据数学模型，发现其中存在的问题，通过对数学模型的检查，即可再行判断其中是否存在故障，进而采取有效的措施加以解决。该方法的应用优势即在于能够详细了解系统内部的具体问题，从而采取合理的预测和解决措施。这种方法通过充分到位地运用高科技，有效解决机械设备运行故障，从而解决并处理突发的事故，使数学运算方法在其中得到了淋漓尽致的运用，人类的智慧表现了人类对于解决现实问题的超然物外的优越性。

3.4人工神经网络分析法

该方法通常适用于铁路施工设备监控系统的故障诊断，在故障解决方面具有自身的独特性，是通过形成人脑神经处理系统的方式，模拟人脑的思维方式来处理故障问题，为机器赋予人性的处理思维，来寻找故障问题所在。该方法在的应用不必要建立知识信息库，其运算推理过程也不会由于处理对象复杂，导致处理问题，因而能够有效提高处理效率。但是其资金投入较大，研发周期也较长。

4铁路机械设备故障诊断技术的发展

4.1改进监测仪器与传感器，提高准确度

在发展铁路机械设备故障诊断技术的过程中，应当尤其注意对于监测仪器和传感器相关技术的改进与提升，从而更好地提高设备的故障诊断精确度。为了使传统检测仪器能够与传感技术有机结合起来，需要运用最新的技术手段，综合运用多种不同的分析数据功能，改进检测设备，最终提高监测准确性。

4.2结合新型小波分析处理技术

我国当前对于铁路施工机械设备的故障诊断技术，仍然处于研究的过程中，从未间断过，但取得的实际进展却很小，正是因为研究始终处于传统的理论和实践层面，未能拓展眼光，结合最新的科技发展状况，忽视了与时俱进。因此，应当积极运用最新的技术方法，例如结合小波分析法，不仅能够增强并提高故障诊断技术对于该方法的适应能力，还可以在故障发生时，及时发现并采取排除措施。

4.3融合现代智能化手段

现代化的智能方法，包括的是进化计算、神经网络、模糊逻辑、专家系统等多种方法，这些方法均体现出了高水平的现代智能发展现状，通过将这些现代科技方法融入铁路施工机械设备诊断中的方式，将能够有效达到最终的铁路施工机械设备诊断职能监测与诊断故障效果。

4.4实现故障诊断技术远程化、网络化

当前的铁路施工机械设备故障诊断技术中，仍然存在设备开发利用率低、信息技术不易共享、开发维护费用较高等弊端，且对于诊断规则的收集也不够全面，导致系统实际诊断能力较低，无法彻底排除故障，如果能够与远程化、网络化的技术设备相结合进行改进，就能够在铁路施工设备出现问题时，及时、准确的进行排除，并能够实现诊断规则和相关知识的共享，形成一个真正完善的铁路施工机械设备故障管理体系。

5结语

科学技术不断进步，我国的铁路运输业也随之发展，用于铁路施工设备故障的诊断技术也小断进步，铁路施工设备故障诊断技术的类型比较多，利用现代化技术发展设备诊断技术，能够促进设备诊断技术现代化，以适应不断变化中的铁路施工建设，保证铁路施工建设的安全与高效。

参考文献

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作者：顾德明 单位：中交三航局有限公司交建工程分公司