權(quán)振亞

( 山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030032）

近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，各地交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也在不斷地發(fā)展、完善，規(guī)模不斷擴大，每年各地有大量的高速鐵路在建設(shè)，高速鐵路的迅速發(fā)展也使廣大人民出行的效率得到很大的提高，同時也給人民提供了多樣化的出行方式。在高鐵建設(shè)水平不斷提升的前提下，高鐵站的安全管理及設(shè)備故障預(yù)警系統(tǒng)成為高鐵能夠安全運營的一個關(guān)鍵問題。為了促使高鐵站及其他部門設(shè)備維護與修理的工作效率得以提高，現(xiàn)筆者根據(jù)自身相關(guān)經(jīng)驗，就機電設(shè)備的各種損壞類型及損壞原因展開詳細介紹，同時針對問題提出了部分解決性措施以供相關(guān)人員參考。

1 高鐵站電扶梯故障診斷與檢測

隨著我國高鐵的快速發(fā)展，車站內(nèi)人流量也不斷增大，電、扶梯的種類、形式、數(shù)量也不斷增多，如何有效的改善車站內(nèi)電、扶梯的故障診斷與檢測，是保證人們方便出行及電、扶梯正常運行的一個關(guān)鍵問題。電、扶梯故障一般分為一般性故障、典型性故障，誤報、扶梯設(shè)備性故障、困人、語音播報錯誤等。對于大型高鐵站的電、扶梯，傳統(tǒng)的事后維修和定期維修方式存在欠維修和過維修、及時間長等問題，尤其是對于人流量大、故障后果嚴重的大型公共場所而言并不是最佳維修策略。例：南方某一線城市的高鐵站，每天有兩組人員檢測人員一早一晚一人一排站臺檢修電梯、自動扶梯，檢查內(nèi)容如：進出站空的閘機、每個站口的自動扶梯的梳齒板有沒有脫落、斷齒，感應(yīng)燈、緊急按鈕有沒有損壞等。

檢查順序為：（1)首先檢查自己檢查范圍之內(nèi)的每臺自動扶梯出入口處的合格證書及參數(shù)有無短缺；（2）檢查自動扶梯有無斷齒、螺絲松動等一般性故障；（3）在自動扶梯運行的過程中聽有沒有異響；（4）在自動扶梯運行的過程中檢測兩側(cè)扶手。

檢測方法為：（1）梳齒板有無斷齒、螺絲松動通常依靠肉眼查看；（2）在扶梯運行的過程中雙手拉動扶手看扶梯運行速度的快慢，兩側(cè)扶手是否平行及松動，兩側(cè)扶手是否在運行的過程中同步，拉壓扶手看有無脫槽、脫軌的現(xiàn)象。

檢測完畢發(fā)現(xiàn)故障后處理程序如下：（1）報值班室，報出故障扶梯所在站臺及?？课恢眉肮收系拇a；（2）報維修計劃及維修時間；（3）值班是維修人員進行維修。實例：在檢測人員檢測過程中，發(fā)現(xiàn)有兩臺自動扶梯有故障，一臺為扶梯入口處的“豬嘴皮”破壞，表現(xiàn)為扶梯上下運行時，入口處有彈跳現(xiàn)象；第二臺扶梯齒板螺絲松動及報“故障9”、“故障7”，在檢查人員報了值班室，及維修人員維修共花費3h左右，故障7維修人員先將扶梯復(fù)位，用儀器檢查，后聯(lián)系扶梯廠家過來維修，消耗時間較多。從以上實例可以看出，在大型的公共場所如，飛機場、高鐵站、火車站、商場等地方，人員高度集中、流動性大，電、扶梯出現(xiàn)故障得不到及時的維修會造成短時間內(nèi)人員聚集、影響人員正常流動等問題?；跔顟B(tài)的維修（Condition-based Maintenance，CBM）技術(shù)在高鐵站的機電設(shè)備中已有應(yīng)用，但在自動扶梯的中的應(yīng)用還不多，如果將CBA技術(shù)應(yīng)用人流量集中的公共場所中，不僅能減少維修費用、減少檢測人工，還能減緩因自動扶梯運行造成的人員流動，從而減少不必要的事故發(fā)生。

2 CBA技術(shù)在故障診斷與檢測中的優(yōu)勢

近十幾年來，隨著信號、數(shù)據(jù)、智能技術(shù)的發(fā)展，CBM技術(shù)已經(jīng)逐漸的成熟并立足于機電設(shè)備故障機理的分析。CBM在制定維修方案時考慮了機電設(shè)備運行狀態(tài)，當維修對象有跡象表明故障即將發(fā)生時的現(xiàn)象時就進行調(diào)整、維修或更換，從而避免機電設(shè)備故障的發(fā)生，降低維修費用。CBM舉例：近十幾年來，隨機共振技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生物信號處理、視覺圖像與聽覺識別、光信號處理等領(lǐng)域，將隨機共振引入旋轉(zhuǎn)部件故障診斷領(lǐng)域典型的代表是國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)的胡蔦慶教授。隨機共振可以用到機電設(shè)備故障診斷中，以下是隨機共振的仿真信號用以說明CBA技術(shù)在故障診斷中的優(yōu)勢。假設(shè)仿真信號：，其中A為振幅的余弦信號，采樣頻率f=0.0001Hz，噪聲強度D=0.0018，采樣點數(shù)N=8000，時間步長h=1/f，a、b為非線性雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)a=b=0.01。

圖1 未加噪及加噪后信號的時域波形

圖2 隨機共振前信號的頻譜圖

圖3 隨機共振信號的時域波形及頻譜圖

從圖1、2可以看出，在未進行信號處理之前，故障特征信號湮沒在頻譜信號中，而且沒有明顯的沖擊信號，由于噪聲的干擾及故障特征較弱的原因，難以獲得有用的故障信息。

從圖3可以看出，經(jīng)過隨機共振處理后，頻譜圖中出現(xiàn)明顯的故障脈沖，故障特征頻率很容易提取。通過提取信號特征頻率可以發(fā)現(xiàn)故障部位，可以在故障發(fā)生之前預(yù)防，在一定程度上降低了事故發(fā)生概率，提升安全度。如果將CBM技術(shù)應(yīng)用到高鐵站等大型公共場所可通過加強和完善監(jiān)測監(jiān)控手段，掌握扶梯的工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)對策，不會影響正常運行，從而降低不可預(yù)見的事故發(fā)生率。

3 結(jié)語

CBM在高鐵站的機電設(shè)備中已有應(yīng)用，但應(yīng)用不是十分的廣泛，如果將CBM技術(shù)應(yīng)用在像高鐵站這樣人流量大的公共場所的電、扶梯維修中，將通過全程監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)實現(xiàn)對設(shè)備剩余壽命的預(yù)估，判斷故障維修需求，降低維修費用，節(jié)約人工成本，有效疏散高度集中的人流。