康 磊

（中鐵二十局集團第二工程有限公司，北京 100142）

高鐵運架設備主要包括運梁車、提梁車、架橋機等。上述設備基本上都是采用液壓傳動結(jié)構，而且多數(shù)的作業(yè)環(huán)境都是在露天環(huán)境下，同時，運架設備的作業(yè)流動性比較大，設備基本上都是大型的機械設備，結(jié)構相當復雜，一旦出現(xiàn)故障對工程的進度以及質(zhì)量有非常大的影響，因此，為了保證高鐵運架設備的正常運行，建立遠程智能診斷系統(tǒng)是非常有必要的。

1 遠程智能故障診斷技術研究現(xiàn)狀

遠程故障診斷技術是建立在故障診斷技術與計算機網(wǎng)絡及技術相結(jié)合的基礎上的，故障診斷的進行需要在工程機械設備上建立起狀態(tài)監(jiān)測點，完后在設備運行過程中采集運行數(shù)據(jù)，是一項全新的故障診斷技術。遠程故障診斷技術從最初的文件形式一直發(fā)展到今天的服務器體系結(jié)構，在結(jié)構上以及診斷方法上都實現(xiàn)了巨大的變革，現(xiàn)代的遠程故障診斷技術已經(jīng)有了人工智能的體現(xiàn)，也逐漸成為遠程故障診斷的潮流。智能故障診斷主要是通過檢測、模型、知識、感知等多種方法的集合來實現(xiàn)遠程故障診斷的，遠程故障診斷技術的出現(xiàn)使得現(xiàn)代工程機械設備的故障診斷方法更加靈活與方便，而且還能實現(xiàn)對故障診斷資源的網(wǎng)絡共享。對著現(xiàn)代工程機械設備的自動化、復雜化程度不斷提升，故障診斷的難度也越來越大，因此，在進行大型工程機械設備的故障診斷時人們越來越多地開始考慮人防智能的診斷方法。

2 高鐵運架設備遠程智能故障診斷系統(tǒng)總體方案分析

鑒于高鐵運架設備安全管理以及服務管理的具體要求，高鐵運架設備遠程智能故障診斷體系的建立主要采用到了GSP/GPRS技術、Internet BS/技術以及車載計算機控制技術，而診斷方法則主要使用了基于信號和基于知識的故障診斷方法。整個故障診斷系統(tǒng)的構架分為了設備監(jiān)控層、網(wǎng)絡傳輸通道、遠程智能診斷服務中心等三個部分[1]。

2.1 設備監(jiān)控層

在該層中主要包括了車載控制系統(tǒng)以及車載的終端設備兩個部分。主要是安裝在運架設備上，其主要作用是針對運架設備展開日常運行狀態(tài)的檢測，并實現(xiàn)對設備的智能控制。設備運行狀態(tài)的信息的數(shù)據(jù)傳輸則主要是通過GPRS/GPS數(shù)據(jù)采集傳輸終端來完成的，在設備上安裝的傳感器會將設備的故障信息傳輸?shù)杰囕d計算機數(shù)據(jù)終端，客戶端會同步提示用戶故障。設備監(jiān)理層的邏輯結(jié)構圖如圖1所示。

圖1 設備監(jiān)控層的邏輯結(jié)構圖

通過圖1可以看出，由檢測前端來對底層設備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)等方面的數(shù)據(jù)開展搜集工作，并對其進行一定程度的處理，整理完成后將其送入監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合模塊中，使信號得以集中呈現(xiàn)。又因為這些信號存在重復或相互重復的問題，需要對這一過程進行規(guī)范，然后送入系統(tǒng)狀態(tài)評估、實時狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷并行的三個處理模塊中。一旦出現(xiàn)一些問題，由實時檢測模塊來判斷是哪種故障，并由此推理該故障會對制造過程產(chǎn)生何種影響，形成相應的進行控制的策略和方法，再傳輸給控制器，進行相應的調(diào)整。

2.2 網(wǎng)絡傳輸通道

網(wǎng)絡傳輸通道的主要作用是將設備的運行狀態(tài)信息以及故障信息及時地傳輸?shù)竭h程服務中心。其主要是由GPS/GPRS衛(wèi)星、遠程網(wǎng)絡協(xié)議記憶基礎網(wǎng)絡、Internet網(wǎng)絡服務器等幾個部分組成[2]。衛(wèi)星定位系統(tǒng)的基礎上，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實施通訊以及轉(zhuǎn)化，通過地面設施、空間衛(wèi)星以及用戶終端等可以為用戶提供在高速運動構成中的通信網(wǎng)絡以及互聯(lián)網(wǎng)服務。可支持所有主要的話音和數(shù)據(jù)傳輸標準，可以承載任何類型的業(yè)務，包括普通話音、數(shù)據(jù)、圖像等。無線接入系統(tǒng)在現(xiàn)場、局部診斷中心和遠程診斷中心之間建立連接，無須改變單位現(xiàn)有的有線通信線路，而且投資少，建設周期短，維護、升級、擴容方便。

3 遠程智能診斷服務中心系統(tǒng)

遠程智能診斷服務中心主要設置在高鐵運架設備的制造中心或研究中心中，該系統(tǒng)主要包括知識庫、數(shù)據(jù)庫、推理機、解釋機制以及設備維護和管理模塊等。智能診斷系統(tǒng)結(jié)構如圖2所示。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫以及知識庫是需要用戶來建立的，在數(shù)據(jù)庫以及知識庫的基礎上，系統(tǒng)在運行過程中推理機會讀取到設備的故障信息，然后經(jīng)過知識庫中的知識來進行推理并給出故障診斷的結(jié)論，并將該結(jié)論以數(shù)據(jù)的形式存儲在數(shù)據(jù)庫中，該系統(tǒng)的服務器采用的工作平臺是以Windows 2000操作系統(tǒng)為基礎的。當系統(tǒng)在針對遠程運架設備進行故障診斷以及維護時，首先會將采集的設備運行狀態(tài)信息進行分析，包括設備的位置、移動軌跡以及其工作區(qū)域等相關的信息。而智能診斷設備通過信息分析不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對設備的直接診斷，并提供可能會出現(xiàn)的故障以及故障發(fā)生的AV，這樣用戶就能快速地找到故障點并且有針對性地進行故障處理。另外，系統(tǒng)還具備在線輔助診斷功能，用戶可以在此基礎上進行故障信號分析，應對設備的運行趨勢進行預報，同時還可以通過遠程計算機來使用服務中心的各種診斷工具以及專家診斷系統(tǒng)對故障進行診斷。

圖2 智能診斷系統(tǒng)結(jié)構

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，高速鐵路系統(tǒng)的建設正在大規(guī)模地開展，但是高速鐵路的建設對工程建設項目的工期、施工進度以及工程質(zhì)量等都有很高的要求，高鐵運架設備的現(xiàn)代化程度也在不斷地提升。而設備經(jīng)常會暴露在粉塵、太陽照射、風雨侵蝕的環(huán)境下，惡劣的工作環(huán)境導致設備出現(xiàn)故障的頻率比較高，且高鐵運架設備的工作性質(zhì)比較特殊，導致其在進行故障處理的時候難度比較大。該診斷系統(tǒng)實現(xiàn)了高鐵運架設備故障診斷的模塊化、集成化。為高鐵運架設備而充分發(fā)揮其作用提供了信息化的平臺，提升了高速鐵路運架設備故障診斷的效率，保證了高鐵運架設備的安全、穩(wěn)定運行。