高铁机车电路系统构成及故障处理

1.研究背景及意义

到2019 年底，中国铁路里程将达到13.98 万公里，比上年增加8100 公里，增长 6.15% ；其中，高铁运营里程3.54 万公里，比上年增加5400 公里，增长 25.3%: ；中国铁路总周转量14707 亿客公里，比上年增加560 亿客公里，增长3.96%；其中高速列车总周转量7747 亿客公里，较上年增加875 亿人公里，占铁路旅客周转量比重52.7% 。随着我国高铁技术的不断发展，商业运营速度迅速提高，节约了出行时间，改善了出行条件，降低了出行成本。此外，国际社会越来越重视对人类赖以生存的地球环境的保护，这使得高铁系统在全世界变得强大。

我国目前正处于高铁运输的初级阶段，但与世界先进水平相比仍有相当大的差距。其表现之一是目前铁路运营仍主要依靠司机的技术水平和经验， 不符合铁路运输现代化的要求。电力机车的研究和故障处理已成为我国铁路安全监测领域必须解决的重要问题。对我国铁路实施反高速有着重要的理论和现实意义。提高我国列车控制系统的故障诊断和维修水平具有重要的现实意义。

2.国内外研究现状

故障诊断技术的发展至今经历了三个阶段：第一阶段是由于机械设备简单，故障诊断主要依靠传感器、个人经验和专家或维修人员的简单工具；感应技术的发展，动态测试技术和信号分析技术使诊断技术进入了第二阶段，自20 世纪 80 年代以来得到了广泛的维护，由于机械设备的复杂性和智能化水平的提高，经典的诊断技术已不能适应。随着计算机技术、人工智能特别是专家系统的发展，诊断技术已进入智能化的第三阶段。

机车故障诊断已引起国外车站工作人员的高度重视。法国科学家SNCF S. Descartes 对车轮和铁轨污染层电气特性进行深入研究，将数学和物理模型集为一体，构建了故障模型，为诊断轨道电路故障提供了方向。

我国很多学者以智能诊断算法为基础开展机车的电路故障诊断工作，该方法不仅有着较高的精度，同时工作效率也较高。根据经验，必须由司机或维修人员进行故障分析。如果经验不足，就不能提供合理的故障处理方法，可能导致进一步扩大事故。

3. 高铁机车体系电路故障的主要特征

高速铁路机车是一个非常复杂的性能系统的一部分。数千个组件协同工作，呈现复杂的结果。机车运行是一个随机的、动态的、复杂的过程，即在不同时刻观测到的所有数据都是随机生成的。从系统论的观点来看，机车误差有以下几个方面性别：

（1）趋势性：大多数机车故障会随着时间的推移而改变，即从小症状到显著变化。

（2）模糊性：症状信息不一定与机车误差严格对应，表现出随机分布的特点，症状之间的界限模糊，部分信号仍具有不确定性。

（3）缓变性以及突发性：突变通常立即爆发，没有明显的迹象，很难预测。但可以预见，渐进性的改变会导致局部功能障碍而缓慢发生。

（4）层次性：机车内部使用数千个部件，不同的部件连接在一起，当然会导致机车错误的层次结构。事实上，每种类型的错误都有很多原因。

综上所述，目前，国内外科学家对跑道的故障诊断进行了大量的研究，轨道电路故障诊断探究可以有效提高轨道电路故障诊断效率，本文则基于此，通过建立故障树模型，对我国高铁机车电路故障诊断进行进一步的探索。

4.结论与展望

本文研究中对高铁机车的电路系统构成及故障处理进行深入探讨。电路系统的安全性和可靠性对于电力机车的正常运行具有重要的影响。通过对机车主电路故障现象的分析研究，了解了机车主电路故障产生的原因及故障诊断系统的实现原理和方法。并就常见的几种高铁机车电路故障案例进行分析，并提出了处理方法和方案。

针对目前高速机车电气设备存在的问题，有必要进一步分析相应的误差趋势，分析误差规律，找出产生误差的原因。在此背景下，机车电气设备必须进行相应的预防和维护工作，对重要电气设备进行定期维护，提高系统性能，减少故障的发生，并对故障定位进行不断改进。这样可以有效地延长设备的使用寿命，减少干扰的发生。

而由于笔者自身能力的不足，加之相关资料的缺失，本文研究还存在一定的局限性，在后期还有待进一步完善，具体为以下：

（1）轨道交通行业设备故障案例相关信息不足，因在对具体案例分析中存在一定的限制，造成理论和实践存在误差，这些还需要进一步研究。

（2）需进一步完善故障诊断方法，比如引入专家系统在故障诊断方面具备的优势进行充分的利用。

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