引言

随着我国铁路的快速发展，铁路机车运行对安全保障提出了更严格的要求。目前，铁路机车运行故障监测诊断的研究方法取得了丰硕的成果，但由于不够智能和自动化，需要依靠故障诊断专家来判断故障，因此其通用性、准确性、实时性不高，需要进一步提高。基于此背景，本文开展了更智能、通用的监测诊断方法研究，以提高铁路机车运行的故障监测和诊断水平，进一步保证铁路机车运行的安全，降低其运行和维护成本。本文主要针对卷积神经网络（CNN）的不足和故障样本的数量，建立了模型优化措施，并将改进后的模型应用于实际故障监测和诊断。

1.故障诊断及预警系统结构。

根据高速列车的运动控制状态，本文分析的故障诊断和预警系统包括被动故障诊断系统和主动故障诊断系统。被动故障诊断是从机车本身的控制系统中获取故障信号和故障代码，然后利用故障信息作为故障检测的判断依据，实现故障的判断和定位。这种类型的故障判断主要是电子控制系统的故障诊断。主动故障诊断是在列车的关键监测部位设置高精度传感器设备，主动分析列车的控制信号、运行振动信号、温度传感器信号等，确定列车的运行状态，并自动校准异常信号[1]。当列车运行时，通过主动和被动故障诊断系统收集列车运行状态的信息，提取和分析监测信息，利用信号、数据处理+数据集成+人工智能判断列车运行状态信息，获取列车状态监测参数，实时报警异常信息，然后通过车辆5g高速通信系统将故障信息传输到区域/国家监测中心，实现各列车运行状态的实时监控。

系统可以自动识别和转换监测发现的列车故障信号，并将其存储在故障数据库中进行故障模拟和分析。接收到故障信号后，地面控制中心自动快速比较故障库中的数据，确认故障类别和故障处理方案，然后快速将数据传输到故障列车进行故障自动修复，并向列车负责人报告处理情况，方便列车人员实时掌握故障处理情况，形成闭环控制，确保列车运行安全。机车故障诊断和预警系统的优点是将主动诊断与被动诊断有机结合，并通过5G高速数据系统集成列车和地面控制中心，实现故障的准确判断和自动定位。

2.铁路机车运行故障诊断技术内容。

铁路机车运行故障诊断技术内容可以从多个方面讨论，不能完全覆盖，选择更有效的故障诊断技术进行例子分析，大致包括：改进故障诊断相关产品的使用，地面系统和车辆系统的完整发展，建立和完善机车故障自动诊断系统，完善机车垂直和水平振动冲击监测系统。

2.1提高故障诊断相关产品的使用。

JK0243轴承齿轮诊断系统、JK05436动态监测装置、JK00430车载监测装置等装置或系统在促进故障诊断技术改进方面发挥着积极作用。随着社会需求和国家的关注，各种故障诊断相关产品取得了巨大的发展，故障诊断产品生产企业对产品使用反馈进行总结和分析，不断提高和调整产品性能，满足各阶段的故障诊断需求，对机车的可持续运行具有重要意义。

2.2故障诊断及预警系统的应用效果。

通过实际应用，系统监控界面可以实时监控列车运行中的故障状态，技术人员可以实时监控任何列车的运行状态，定位列车的运行位置，便于根据故障情况确定列车是在附近维修还是返回维修基地进行专业维修，有效提高了列车运行的安全性和经济性。根据实际监测，故障诊断和预警系统可以将机车运行故障率降低93.1%，对提高机车运行安全稳定具有重要意义。

2.3列车倾摆技术。

当列车在曲线运行时，如果车身在曲线内倾斜，则表明需要增加曲线外轨超高，以提高列车的曲线速度，但不会影响列车的运行舒适性。在摆动列车中，拖车和尾车有源车身倾斜，列车由电液控制，在计算机监控状态下，各列车倾斜属于闭环调节控制，转向架光学传感器可测试车身实际摆动，传输到调节器，然后传输到伺机阀，控制液压油流。

2.4智能识别。

铁路机车运行故障智能识别诊断有三个过程，即读取测试数据、数据预处理和数据存储。首先，将数据库中的测试数据、模型等信息输入智能识别模块，并将文件存储数据表的字段设置如表1所示。其次，预处理数据，去除严重噪声的数据或过滤噪声。最后，对测试样本输入的模型进行故障识别，根据不同的提示灯完成样本检测，并将诊断结果存储在数据库中。诊断结果中存储的数据表如表2所示。内圈和外圈故障样本的诊断和识别结果如图1所示。

图1故障识别案例。

2.5检测诊断技术。

该技术主要用于收集和整理一些信息，可以识别零件的磨损程度，并记录一些意外故障。如果系统出现故障，显示操作模式可以逐一消除故障维护模式，并在一定程度上提示应急制动信息。该系统包括三个层次：零件诊断、单节列车诊断和整个列车诊断。诊断结果平行处理后，需要将指令传递给列车进行控制。在驾驶过程中或列车检测和维护过程中，需要将列车诊断结果存储在数据库中，以确保维护的顺利进行。诊断结果将显示在驾驶员驾驶部件的屏幕上，以确定故障位置，维修人员可以通过便携式机器了解诊断结果。

结语

铁路机车运行故障诊断技术分析，需要铁路行业相关从业人员深入探索铁路机车运行全过程，合理分析现阶段的故障诊断技术，实现其在机车中的合理应用，促进机车可持续运行，为人们提供更安全、更合适的旅游环境。