列车牵引系统过流故障在线诊断与处理技术研究

作     者：蒋奉兵 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄守道;蔡罗强

授予年度：2020年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：列车牵引系统 故障在线诊断 故障智能处理 自复位 知识库 控制单元 

摘      要：铁路运输是组成全球交通运输网络的非常重要部分和关键的一部分,在国民经济发展中起到了关键性作用。随着我国高速铁路前以所未有的速度发展,列车车辆的技术日新月异,列车结构越来越复杂,因此对安全、可靠性、可用性等技术要求也越来越高。但是牵引系统各部件由于运行条件复杂,受腐蚀、温度、湿度等影响,且长时间运行在振动剧烈、冲击频繁的恶劣环境下,其内部机械、电气等各组成部分必然出现老磨损和老化现象,从而导致时有发生故障,列车可能会因此故障导致停车,从而延误正常运行,影响整条线路乃至全路的运输秩序,造成了重大的经济损失。其中,通过现场故障数据统计分析在牵引系统中因过流问题导致列车故障并停车请求救援的占比非常大。因此,旨在为提高列车牵引系统安全、可靠性与可用性,本文提出了一种列车牵引系统过流故障在线诊断与处理技术。本文首先阐明了列车牵引系统过流故障在线诊断与处理技术的现状和意义。介绍了列车牵引系统总体架构和牵引控制系统原理及控制单元组成,并分析了当前列车故障情况下通常采用的故障在线诊断及在线处理等方式下故障诊断与保护动作单一,只能对系统一些异常工况(如过压、过流、超温)等进行诊断且无法准确定位具体故障源的问题,导致系统过度保护,可用性较差。其次,本文详细的介绍了牵引系统故障在线诊断技术方案,提出了基于故障诊断规则库的在线诊断技术以及基于数据挖掘的牵引系统故障在线诊断等两种实用的在线诊断方法,基于上述方法实现了牵引系统过流故障源的准确的诊断定位。再次,在实现过流故障源的准确的诊断定位的前提下,本文提出了智能化故障复位技术,在保障安全且最有牵引力发挥的前提下对故障进行自动复位处理。然后以安全准确、可用性等指标为前提,深入研究了基于动力发挥最优化的故障运行模型及基于知识库的故障分级智能切除技术,从而保障了列车或动车故障情况下安全、可靠性及可用性最大化的运行。最后,在确定列车牵引系统过流故障在线诊断与处理技术方法的基础上,利用Matlab工具开发列车现场运行数据辅助分析软件,并集合现场数据验证本文所提出列车牵引系统过流故障在线诊断与处理技术,通过仿真试验结果表明,本文中提出的基于故障诊断规则库的过流故障在线诊断技术、基于数据挖掘的牵引系统过流故障故障在线诊断以及在线处理方法准确有效