走行部智能化监测系统

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描述

参数

　　1.产品背景

　　车辆走行部是列车正常工作的基础，走行部智能化监测系统可对包括高速铁路、普通铁路、地铁在内的轨道交通的走行部系统的轴箱温度和振动、转向架一系悬挂、二系悬挂以及齿轮箱、牵引电机、风动轮、液压传动的振动状态和健康进行实时监测和预警。

　　2.方案内容

　　走行部智能化监测系统共有四层结构，第一层为数据采集层，其主题为温振议题传感器阵列，负责采集轴承温度和振动数据；第二层是数据处理层，即波长型光纤高速解调仪，将传感器采集到的数据转换为对应物理量；第三层即数据分析层，对数据处理层上传的数据进行专家诊断；第四层为数据应用层，输出数据分析层的结果并依此给出建议。

图 1：走行部智能化监测系统流程图

　　3.解决问题

　　走行部智能化监测系统实时采集温度、振动和加速度物理量，可以对轴箱轴承的振动状态、轴箱的工作温度，轮对缺陷（包括踏面剥离、扁疤、多边形等）、齿轮故障（齿面剥落、齿根裂痕、齿牙磨损等）、牵引电机故障（偏心、偏振态）、轨道波磨、车辆平衡态、车辆速度、车辆运行轨迹进行实时监测即预警，并输出走行部健康诊断报告，为车辆走行部系统的状态修提供依据。

　　4.比较优势

　　走行部智能化监测系统采用全光纤传感器方案，光纤传感器体积小，质量轻，耐冲击，灵敏度高，与传统传感器相比，光纤传感器无零点漂移，无需定期标定，不受电、磁干扰，使用寿命通常为20-30年。拜安科技技术与传统故障诊断技术比较如下表所示。

表 1：拜安科技技术与传统技术比较

比较项目	拜安科技技术	传统故障诊断技术
主要技术	MEMS光纤传感器及存算一体智能专家诊断系统	机电传感器+传统振动谱分析
主要技术	可以直接对反馈的光信号输出及提取异常信息，并可以智能深度学习	需要大量数据及经验积累，不能深度学习
传感器	光纤传感器无源，抗电磁干扰和微波损毁	传感器需恒流电压源供电，传输线为电缆
	硅基MEMS光学芯片性能稳定，长期使用无需校准	温度为铂电阻或热电偶，振动为压电晶体，性能易衰退，需逐年标定
	波长编码光信号输出，属于数字量	电压输出，抗干扰差
	0.01Hz～1KHz，兼顾振动噪声、低频噪音和运动测量	频响范围2Hz～1KHz
	非线性≤0.05%F.S	非线性≤1%F.S
	横向灵敏度≤1%F.S	横向灵敏度≤5%F.S
传输网络	传感器和采集节点光纤无损传输距离达10公里，传感器之间和节点之间全同步；线缆数量少，体积和重量同比减少70%以上	以太网或CAN总线
信息采集节点	低延迟相变存储实现前端存算一体节点；可连续工作：提供特征值/故障信息/维修建议；信号采集节点内置专家系统及知识库	前置预处理，有延迟