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基于PHM技术的铁路客车转向架故障预测系统

杨鸿泰

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430063）

摘要：为了满足我国铁路客车转向架的检修需求，解决客车转向架“检修不足”和“检修过剩”

问题，文章基于故障预测与健康管理（PHM）框架建立了客车转向架故障预测系统，该系统基于多个

维度的客车转向架运行状态数据，利用PHM技术对数据进行预处理、特征提取、特征分类，预测客车

转向架运行状态和剩余寿命，得出客车转向架故障预测分析报告，制定合理的客车转向架检修策略，

为客车转向架检修提质增效提供可行方案。

关键词：PHM技术；转向架；故障预测

中图分类号：U279文献标识码：A文章编号：2096-1936（2024）01-0027-03

DOI：10.19301/j.cnki.zncs.2024.01.008

1概述进行了大数据统计与发展趋势分析，并依据分析结

1.1PHM技术果科学合理地制定了该线路车辆电动车门的维修策

功能完备的PHM系统至少需要4个组成部分，略。李权福等[6]基于PHM技术中关于故障预测的相

分别是数据层、方法层、功能层和决策层[1]。数据关方法，利用神华铁路货车信息技术管理系统和神

层的主要功能是获取反映设备运行状态的相关数华铁路“5T”系统所得的车辆运行状态数据，提出

据，对相关数据进行预处理。方法层的主要功能是了重载货车状态修综合诊断模型。王后闯等[7]依托

利用数据分析方法、模型和专家知识对数据特征进客车运行安全监控系统（TCDS）地面专家系统，

行提取和分类。功能层的主要功能是基于方法层的建立了铁路客车PHM系统构架，并以转向架轮对为

结果，对设备的运行状态监测和预警，对装备零部例验证了TCDS地面专家系统评估结果的准确性。

件的剩余寿命进行预测，得出科学的分析报告。决调研结果表明，PHM技术在铁路车辆上得到了广泛

策层的主要功能是参照功能层提供的设备状态信运用，其中高速动车组应用较多。

息，围绕任务需求、避免发生突发故障、维修成本1.3客车转向架检修现状

最小等目标，对设备维修策略进行优化，围绕设备传统的客车转向架检修策略主要分为两种，一

任务计划制定合理的维修策略。种是基于车辆运行时间（定期）或运行里程（定里

1.2PHM技术在铁路车辆领域的应用程）的预防性检修，另一种是在转向架出现故障或

随着智能化、信息化在铁路车辆运行状态监测性能达不到运行需求时的故障事后检修。两种检修

中的应用不断深入，众多监测设备能够获取多角策略在实际执行过程中暴露出“检修不足”和“检

度、多维度的车辆运行状态数据。牛齐明等[2]采用修过剩”等弊端，例如检修效率低、检修成本高且

PHM技术对高铁牵引电机滚动轴承进行了健康状态易对零部件产生过度维修损害。随着传感器技术、

预测。梁建英[3]基于PHM技术建立了高速列车智能通信技术和计算机技术的快速发展，车辆运营部门

诊断与故障预测系统，并以转向架轴承为