高铁故障数据库的建立与应用

高铁故障数据库的建立与应用摘要：随着产品维修技术、信息技术、智能产品技术的发展和成熟，全生命周期管理理论与管理实践已成为世界范围内许多先进行业研究的重点和未来战略发展方向。国内外的飞机、铁路、发动机等企业已进行了积极的探索，并实现了成熟应用。与此同时，国家高铁事业进入稳定发展阶段，高铁车辆的可靠性和安全性已成为保障高铁网络正常运营的重要因素。作为产品和相关运维服务的提供者，产品检修服务管理体系正面临着从制造型向“制造+服务”型企业转变，从传统粗放式管理向精细化管理转变，为支持企业转型，更好的服务于客户，同时支持产品研发设计改进优化，建立产品故障管理体系并通过信息化固化势在必行。关键词：高铁故障；数据库；建立；应用引言在实际运营中，导致接触网弹性发生改变的因素较多，如接触线张力、跨距、承力索张力、吊弦布置变化、吊弦密度以及结构高度等。在不同的因素作用下，接触网弹性变化的速度不同，本文将这种弹性变化的速度定义为弹性变化灵敏度，通过仿真计算定量给出各种因素对弹性变化作用的大小；通过对沪宁城际某区段发生的弓网故障进行分析，将计算得出的弹性变化灵敏度值应用于降低接触网跨距内的弹性不均匀度，以改善弓网动态相互作用的性能，减少悬挂零部件松脱、断裂以及弓网故障的发生，为高铁接触网主动维修提供理论依据。1故障管理具体实现概述故障单是故障记录的载体，通过故障字典和故障单的有效结合，可以直接制作维修工单和维修计划，提高故障处理效率；便于知识的累积和传播，对于维修过程中发现的新故障以及新的故障处理方案，可以通过故障字典的增补进行累计并且便于所有维修人员查阅；与列车构型管理配合，形成完整的精确到每个部件每种故障的故障体系，详细记录每一个设备下各种故障的发生情况；便于进行故障统计和故障分析，将故障记录规范化是进行可靠性分析的前提，有助于改进产品的设计和制造技术，为新产品的研发提供数据支撑。通过记录的结构化的故障数据可以传递给RAMS系统，并根据产品的结构数据、运行数据、故障数据等进行LCC分析及敏度分析，将LCC成本分析贯穿到产品全寿命周期的各个阶段，在保证安全的情况下，提出合理维修优化意见，最大程度的体现经济效益。2故障管理信息化2.1搭建故障树目标：支持故障提报及故障的统计分析原则：以产品设计系统分类维度进行展开，细分到需要统计故障的最小可维修单元（包括供应商的最小可维修单元），不区分辆，不区分位置信息，除了“辆”节点，每个构型位置节点均与一个故障树节点（系统分类）关联。实现：客户化开发，结合管理需要，建立后台表存储故障树结构，并支持扩展及前台查看展示。2.2故障字典故障单故障单是故障字典的数据源；通过终端业务部门故障单录入进而管理故障原因分析及最终解决方案，是故障管理的重要载体；故障单包含故障字典所需的所有字段；目标：分层级对故障进行细分及固化原则：分层级进行故障故障字典建立：实现：客户化开发构建故障字典，同时支持PC端及移动应用端使用，单独存储管理故障对象、故障现象、故障原因、解决方案的同时，建立四者间的关联关系，能够通过任意维度自动查询带出其它三个维度，供售后人员快速排查解决故障；基于系统大部件分类展开而形成的故障树的叶节点，故障统计的最小单位。是故障统计的载体。故障分类不区分车型；对故障现象及故障原因、解决方案的标准化描述。3接触网弹性与弓网相互动态作用接触网的弹性是指接触悬挂在受电弓抬升力作用下发生形态变化，除去抬升力后能恢复到原始状态的性质，常用单位抬升力作用下的接触线抬升表示。接触网的弹性既可以通过建立足够精确的数学模型，依据有限元法计算得到，也可以在既有接触网线路上通过实际测量得到。3.1故障字典业务场景故障字典的维护是一个长期的工作，随着业务的不断进行，故障字典也应动态更新。因新业务需求而带来的故障字典维护需求：例如新的车型上线运行、新的指导文件或标准的下发；或者按照公司要求有了新的分析标准需要新增故障字典；这种情况发生的频率较低，一旦发生则数据量较大；5.1故障字典新增的业务场景包括：首次出现的厂外故障不在故障字典中，需要补充故障字典：经过检修通知单的处理方案：故障提交到厂内，厂内分析后给出技术通知，技术工程部在录入检修通知单的时候同时写入正确的故障字典信息，并勾选自动生成故障字典。没经过检修通知单出的处理方案：故障提交到厂内，厂内分析后给出了专家结论等，但没有下技术通知，这种情况下需要人工维护故障字典。3.2故障库信息化价值总结建立故障代码体系，规范故障处理流程，实现对车辆运用故障的快速响应，缩短处理时间，提高维修效率。同时，积累故障数据库，为产品可靠性分析、设计和工艺优化改进提供了重要数据来源。故障库已成为公司设计部门进行产品优化改进、售后服务部门诊断处理故障的重要数据来源；同时为列车全生命周期成本（LCC）管理提供精确的数据支撑。获得主要经济效益如下：动车组百万公里故障率同比下降33%；故障诊断及处理效率同比提升20%；后列均服务人数降低24%；减少高级修停工时间、待料时间，降低大量的管理成本。3.3数据可视化数据可视化功能对各专业关注的重点事故、故障，重点病害类型，重点区段进行可视化展示，实现高铁运营安全规律分析报告的动态数据图表，并提供交互分析功能。应满足如下需求：支持自助化构建可视化案例，通过拖拽和编写SQL设计可视化图表支持多种数据来源，如数据库、文件、铁路数据服务平台、数据接口等；同时支持多源数据在同一分析模型或场景中分析与展示。支持图表更新，在数据更新后支持图表展现的更新支持可视化案例的共享。3.4技术架构高铁运营安全规律分析系统的技术架构设计面向业务应用需求，依托铁路数据服务平台的大数据处理分析能力和安全策略，有效支撑数据管理、分析和可视化，为业务应用提供各类服务支撑。铁路数据服务平台通过多类型（结构化、半结构化、非结构化）数据采集方式，实现业务数据采集到铁路数据服务平台，并且基于铁路数据服务平台提供的数据存储服务接口（操作型数据存储、非结构化数据存储、数据仓库）、数据分析服务接口（图计算框架、分布式计算框架、机器学习框架等）、数据共享接口、数据可视化接口等，为安全规律分析系统提供数据共享、数据分析、数据可视化服务等服务能力支撑和数据接口支持，满足各业务应用的数据使用和数据处理需求，支持海量数据的处理和计算，为安全数据的挖掘分析奠定技术基础。高铁运营安全规律分析系统。结语进一步打通主机厂与供应商、客户的上下游数据链，供应商委外修故障管理，完善部件故障库，有效支撑了公司检修服务业务的精细化管理，保障产品运用安全。参考文献陈清.接触网绝缘子污秽在线监测研究[D].南昌：华