电力机车故障诊断系统现状及发展趋势

20世纪90年代中后期以来，我国开发的新一代准高速、高速机车和动车大都 安装了具有控制和故障诊断功能的检测系统，如SS8型电力机车、SS9型电力机 车等，其车载微机控制系统均具有某些部件诊断功能。SS9型电力机车的诊断 系统，能对机车关键部位和控制系统进行故障检测、故障记录、并作出故障裁决， 然后通过RS485串行通信，将信息传送到司机室内的彩色液晶显示诊断装置【5】。

该诊断系统主要包括静止时低压自检和高压自检、实时故障检测、诊断结果评判。 但是这些诊断系统在发生故障时只能简单的归因于机车设备的故障，而不具备将 机车故障与机车设备状态信息，以及网络数据分析结合起来对故障进行分析处理 的能力。 国外高速列车在故障诊断方面向全局化、网络化和在线诊断方向发展。国外 的高速列车上都装有相应的机车监测诊断系统，如德国ICE高速列车的DAVID诊 断系统，日本新干线200系动车组的MONl监控系统，400系动车组的MON4监 控系统等等。

下面分别介绍日本新干线的800系高速列车、德国IEC/V、德国的 ICE3高速动车组机车上配备的故障诊断系统。 日本新干线的800系高速列车的监测装置由前端车的2台显示器、中央监控装置、中间车的监控终端装置以及4号车的列车员用显示器组成，各节车之间用 双重光缆连接传输【61。它能够收集、提供和显示各种监控信息、存储故障信息，记 录试运转、向旅客服务设施输入指令等。监测系统进行了智能化设计，除了原来 具有的车辆状态和故障显示的功能外，还能够对车上主要电气装置的动作状况和 控制状况、出现故障时的动作和控制状况等进行直接监测，并传送到操纵台的中 央监测装置。800系客车监测系统的中央监测装置与车辆的各控制导线和主要电气 装置相连接，可以按照监测装置确定的试验程序发出指令，操纵各装置动作，并 接收反馈的各项试验结果，从而对整个编组各项设备的状况作出判断。 德国IEC/V型动车组上设置了十分先进的DIAS诊断系统，可以检测机车车 辆电气及机械部分的故障，并通知司机及调度中心，列车上的故障诊断单元在发 车前可对每个系统进行可靠性及功能测试，以缩短整备时间。在列车运行过程中 也不断检测列车的运行状态，识别、报告、记录、显示发生的不正常现象，确定 故障的类型及部位，加快并简化运行结束进段后的维修工作【7J。

德国的ICE3动车组装备有基于列车通信网(TCN)的信息和诊断系统。ICE3型 动车组是由公共列车信息母线(wTB)和每一辆车多功能线路(MVB)来实现传 输及数据交换的。网络所有导线采用了屏蔽双芯线，并有备份。列车每节车上所 有的计算机设备，如牵引和列车控制装置、连续式列车自动控制系统(LZB)和旅客 信息系统的中央计算机，都直接与车辆总线WTB相连。普通的110V控制电路(用 于压缩空气装置和控制开关信号)也通过输人和输出装置与车辆总线相连。每节端 车都有2个中央控制单元(CCU)，用于控制和监测整个牵引单元的运行。它是最高 层的电子系统。该系统也用于管理一组列车内和连挂的几组列车之间的数据交换。 中央诊断系统的功能是处理各种诊断子系统记录的事件，并对每个牵引单元、多 单元组以及整个列车的诊断系统的信息进行分级处理后，传给司机、乘务员和车 上的技术员，也可以通过无线通信直接将数据传给维修车间。

操作端司机室内的 显示器可以向司机提供车辆部件的故障信息。这些故障或者是司机采取某些措施 后能够解决的，或者是由于特殊原因而司机无法解决的。司机和乘务员都能通过 其工作的司机室内的终端或乘务员室内的终端了解它们所负责区域内详细的故障 情况。从这个显示器也能获得已知故障的显利引。 由上可知，国外的故障诊断装置能结合电气装置的动作状况和控制状况进行 诊断，而国内的诊断装置还不具备这样的功能。对于网络故障的分析和判断也是 机车故障诊断的一个重要方面，因此，本课题的研究具有很强的理论研究价值以 及实用价值。