机务段车载检测组QC-提高受电弓检测系统故障预报准确率成果汇报书

PAGEPAGE26整备车间QC项目材料提高受电弓检测系统故障预报准确率XX机务段整备车间车载QC小组前言受电弓检测系统是检测电力机车受电弓压力、滑板磨耗、中心线偏移情况的重要手段。提高受电弓检测数据分析能力、提高故障预报准确率，是降低线上机车受电弓故障的有效手段。电力机车受电弓是机车与接触网直接接触重要部件，是电力机车获取动力的桥梁。如果受电弓压力出现偏差或碳滑板异常磨耗，则在机车运行中极易出现受电弓异常降弓甚至是烧毁接触网等严重事故。我段配装的受电弓检测系统采用高速、高分辨率、非接触式图像分析测量技术，通过数据分析，实现对受电弓滑板磨耗、中心线偏移、工作压力等关键参数的监测及故障预报，从而降低甚至杜绝电力机车受电弓因压力或自身滑板磨耗等问题未及时发现、处理带病出库，提高我段电力机车整备质量。目录一、小组概况二、选题理由三、活动计划四、设定目标五、目标可行性分析六、原因分析七、要因确定八、对策制定九、对策实施十、效果验证十一、巩固措施十二、总结与今后打算小组概况小组名称整备车间车载检测QC小组所属部门XX机务段整备车间成立日期2015年1月8日登记日期2015年1月8日注册号2016-14课题名称提高受电弓检测系统故障预报准确率课题类型现场型小组人员情况序号姓名年龄性别职称文化程度组内职务130男助理工程师本科组长231男助理工程师本科技术顾问330男助理工程师本科信息员431男助理工程师本科信息员529男机车电工本科信息员626女机车电工专科信息员725男机车电工本科信息员828男机车电工本科信息员930男机车电工本科信息员表1-1小组概况选题理由图2-1选题理由2014年12月28日上午12时，由和谐电力机车牵引的57201次货物列车由新疆吐鲁番火车站驶向XX。这标志着新疆铁路吐(鲁番)库(尔勒)二线正式开通运营，同时也标志着新疆铁路重要干线——南疆铁路正式进入电气化时代。电气化铁路运营已一年，电力机车受电弓是机车与接触网直接接触重要部件，是电力机车获取动力的桥梁，受电弓检测系统故障预报准确率只有55%，为保障电力机车线上运行的安全，针对一年中出现的问题总结经验，段要求以提高轮对受电弓检测系统故障预报准确率到达安全指标为此次的攻关课题。三、活动计划时间2016.1-2016.12计划日期阶段 2016.12016.22016.32016.62016.7-92016.10-12选择课题P制定计划现状调查设定目标原因分析要因确认制定对策对策实施D效果检验C巩固措施A下步打算制表：XX审核：XX2016年1月20日表3-1活动计划四、设定目标通过对我段检测设备的使用现状的调查，发现通过提高受电弓检测设备性能、职工数据分析能力，从而提高故障预报准确率是切实可行的。同时为保障机车运行安全，段机车安全控制要求将目标预报故障准确率定为80%。制表：XX审核：XX2016年2月5日图4-1活动目标五、目标可行性分析可行性分析一：我段共配属电力机车HXD3C/HXD3CA型电力机车85台，受电弓型号为DSA型。图5-1DSA型受电弓各部件名称（1、底架2、阻尼器3、升弓装置4、下臂5、弓装配6、下导杆7、上臂8、弓头9、弓头10、滑板）受电弓检测方式可分为人工检测、检测设备自动检测两种方式。人工检测方法:主要由作业职工登上机车顶部，采用目视检查及简单工具进行测量图5-2工具测量读数检测设备自动检测:检测设备自动检测是依靠段配装的受电弓检测系统来实现。该系统采用高速、高分辨率、非接触式图像分析测量技术，通过数据分析，实现对受电弓滑板磨耗、中心线偏移、工作压力等关键参数的监测及故障预报，从而降低甚至杜绝电力机车受电弓因压力或自身滑板磨耗等问题未及时发现、处理带病出库，提高我段电力机车整备质量。受电弓检测系统可以实现对受电弓工作压力、滑板磨耗、中心线偏移等关键参数的监测及故障预报。其中受电弓滑板磨耗、中心线偏移等检测项目采用“图像测量法”实现情况的非接触动态检测。现将此两种方式优缺点进行对比如下：项目优点缺点人工检测检测项点直观1、检测时间长。平均检测1个受电弓用时10分钟。2、检测准确度底。3、受外界环境影响较大。4、存在劳动安全隐患。检测设备自动检测1、检测时间短。2、检测项点数据化。3、受外界环境影响小。4、检测准确度高。5、无劳动安全隐患。…1、检测装置需定期校验。2、受设备本身质量影响较大。制表：XX审核：XX2016年2月27日表5-1优缺点对比通过表5-1对比可以知道，在使用设备检测和人工检测方面，检测时间、受外界影响、检测精度等方面有明显的优势。可行性分析二：通过2015年检测数据分析发现，设备自动检测报警数据与人工复测后实际的的检测值存在误差，预报警准确率仅为55%！时间2015年1季度2015年2季度2015年3季度2015年4季度2015年全年预报警准确率53%58%50%59%55.0%制表：XX审核：XX2016年2月22日表5-2预报警准确率可行性分析三：通过表5-2，我们对预报警准确率最低的3季度进行了细化分析(表5-3)故障类别压力超限磨耗超限中心线偏移其他故障件数184件112件2件1件制表：XX审核：XX2016年2月26日表5-32015年3季度数据分析不完全正确文件统计表可行性分析五：通过表5-3可以发现受电弓检测故障主要集中在压力超限和磨耗超限两个方面。299299表5-43季度受电弓预报警故障分类如图5-2所示压力超限和磨耗超限占到故障比值的99.59%，若有效控制此两项故障的预报警准确率，将受电弓检测预报警准确率提升至80%的目标可行。六、原因分析人员培训不到位摄像机曝光值高光照强度大人员培训不到位摄像机曝光值高光照强度大检测设备未定期校验数据分析水平参差不齐磨耗曲线异常下凹检测设备未定期校验数据分析水平参差不齐磨耗曲线异常下凹文件误分析检测设备灵敏度下降滑板磨耗超限误报警文件误分析检测设备灵敏度下降滑板磨耗超限误报警检测工具未统一受电弓压力超限误报警检测工具未统一受电弓压力超限误报警检测工具精度检测数据失真停车检测位置不准确检测工具精度检测数据失真停车检测位置不准确制图：XX审核：XX2016年2月27日图6-1原因分析通过图6-1的原因分析，总结出5个末端因素：1、停车标识位置不明显2、检测设备未定期校验3、摄像机曝光值高4、人员培训不到位5、检测工具未统一七、要因确定原因1：停车标位置不明显受电弓的检测原理（图7-1）为当机车受电弓运行到压力开始光电传感器时，系统开始采集压力数据，直至受电弓运行到压力结束光电传感器时停止采集。图7-1受电弓动态压力检测原理我段电力机机车车型均为HXD3C型机车，无法升双弓通过检测棚，测量双受电弓压力需要在检测棚内停车换弓通过，在受电弓实际检测过程中，因停车换弓位置准确性要求较高，受司机操纵原因影响，如果机车对标不准确（全部为车位靠后，见图XX），受电弓检测BS报表中仅显示一个受电弓的检测数据。但是通过对受电弓检测触发开关位置及检测原理的分析，如果机车对标不准确，则说明前端弓在未完成检测的情况下，就降下前端受电弓、升起后端受电弓，继续运行通过检测棚。对此检测系统默认仅显示前端受电弓的数据值，且该检测值不准确。是否要因：是原因2：检测设备未定期校验检测设备采用采用传感器或非接触式图像测量法对受电弓进行检测，如部队设备进行定期校验、发生检测设备灵敏度下降的情况，势必会影响受电弓检测精度。通过现场调研，发现设备车间及厂家会定期对检测设备进行校验，从而消除检测设备灵敏度下降的影响。图7-2定期校验是否要因：否原因3：摄像头曝光值高受电弓滑板磨耗检测采用“图像测量法”实现受电弓滑板磨耗情况的非接触动态检测。用高分辨率高清晰度相机以设计角度对受电弓进行拍摄，经过实时图像处理，得到受电弓滑板厚度曲线。但每日光照强度不同及采集曲线的摄像机曝光值设定不合理，会导致检测磨耗曲线发生不清晰或曲线异常下凹的现象，直接影响检测结果。是否要因：是原因4：人员培训不到位通过表7-1中数据可以看出，成绩优秀（255分以上）仅有2人，占小组成员的25%；不及格（180分以下）人数为2人，占小组成员的25%，一半的成员处于合格的水平，说明2015年小组成员分析文件的水平参差不齐。序号姓名理论（100分）实做（200分）两项总分(300分)机车端位确认（40分）车顶情况判断（60分）合计BS数据相关（40分）文件分析（60分）合计1刘锦文9237569337.55491.5276.52XX843656923752892653康飞超893045753544792434徐国鹏8033.53265.5374582227.55陈海伦6431.52354.5282755173.56XX7132.54274.5304676221.57XX50.5352257343164172.58XX79354782324981242制表：XX审核：XX2016年2月27日表7-12015年受电弓技术技能考试成绩表文件分析不准确，将直接影响检测数据预报准确性。是否要因：是原因5：检测工具未统一检修作业人员复测受电弓弓压采用工具测量压力并人工读数的方式进行，而在工具选用上未统一配备测量工具，工具分电子测量、电子显示、物理读数等多种测量工具，影响测量统一标准，对此我们对检测工具进行了逐一试验测量，发现其误差值在范围内。是否要因：否通过分析，制约受电弓检测系统故障预报准确率的主要原因有：1、停车标位置不明显2、摄像头曝光值高3、人员培训不到位八、对策制定针对总结出的3条要因进行梳理，制定相关的对策、目标和具体措施（表8-1）序号主要原因对策内容目标具体措施实施负责人实施配合人实施地点完成日期1停车标位置不明显重新确定停车标位置。司机因停车标位置不明显导致停车对标不准问题每季度低于10件。1、现场测量、试验确定停车标位置。2、重新制作停车换弓标。3、安装、现场写实效果。XX车载检测组3月-6月2光线强度大、摄像头曝光值高调整曝光值。通过调整曝光值，使得受电弓滑板磨耗检测每季度因光线影响误报件数低于7件。1、每季度根据实际光线强度情况调整曝光值。XX车载检测组3月-6月3、数据分析水平参差不齐通过多种手段，提高受电弓检测数据分析水平。术比武60%的人员达到优秀。1、加强培训力度，定期组织全员参加交流学习讨论；2、选拔专职分析人员，每季度对分析人员进行一次考试，择优录用；3、制定典型故障案例库，方便小组成员经验积累。4、优化数据分析方法。受电弓滑板磨耗分析引入趋势分析，综合分析判断，在分析方法方面提供小组成员的水平。XX车载检测组3月-6月制表：XX审核：XX2016年3月2日表8-1对策制定表效果实施9.1实施过程实施一、重新确定停车标位置我们通过现在跟车写实，实际测绘，重新设立对标指示牌。将原来设立于地面的标志牌提高至司机侧窗高度的位置，如图（9-1）便于司机在机车内观察、对标；同时通过测量、反复试验，得出正确的对标方式为：以司机室操纵端侧窗位置对标，并将此对标方法写入作业指导书。图9-1调整后的位置实施一效果验证：通过这项措施的落实，受电弓压力检测因机车停车对标不准确导致的误报警次数得到有效控制。制图：XX审核：XX2016年6月22日图9-2对标不到位情况对比实施二、调整曝光值滑板磨耗检测受光线及采集相机曝光值的影响，容易出现滑板检测数据明显错误的问题，对此情况，我们选取一台机车在光线明暗差异较大的中午、夜间对受电弓检测平台进行写实测验，如图9-3所示，光线强度大、照相机曝光值较高时，拍摄的图片中有明显的强光影响，导致在“磨耗剩余曲线”中出现明显的下凹曲线：图9-3磨耗参数调整前预报警信息对此问题，通过试验调整相机曝光值参数，原参数如图9-4所示，通过调整并实地验证，我们将参数最终确定如图9-5所示。同时我们每季度对此参数进行试验、调整，以适应不同光照强度的影响。图9-4磨耗参数调整前图9-5磨耗参数调整后实施二效果验证：通过调整后滑板磨耗数据如图10-6，通过对滑板磨耗值与人工复测值对比，误差在0.3-0.5mm间，满足规定不大于0.5mm的要求，保证数据真实的反映出滑板实际情况。图9-6滑板磨耗参数调整后数据通过攻关前后每季度受光线强度影响的台次的统计，可以发现在该措施有效实施后，误报情况得到有效控制。制图：XX审核：XX2016年6月28日图9-7攻关前后对比情况实施三、通过多种手段，提高受电弓检测数据分析水平定期组织小组人员参加经验交流学习会，学习会主讲人员由小组长根据近期受电弓检测作业中发现的问题提前安排人做准备，争取将作业中发现的亮点与大家分享或者将不足之处做出总结分析，共同学习进步。学习期间留出一段时间供大家可以自由交流、讨论，在辩论中碰撞出智慧的火花，为提高预报故障准确率提供坚实的基础。2、每季度末对班组人员进行一次数据分析考核，包括理论及实做考试，特别是将近期发现的重点问题纳入考试范围，择优录取3-4人担任专职分析，提高预报故障的准确率。图9-8经验交流学习会图9-9季度分析考核3、统计以往典型故障案例，总结经验，分析要点，制作成受电弓检测故障典型案例库，方便小组成员随时学习、积累经验。截止目前，我们已完成受电弓检测故障典型案例库共17条。图9-10部分故障案例图9-10部分故障案例实施三效果验证：通过2016年2季度技能考试成绩来看，达到优秀（255分以上）的有6人，占小组成员75%；合格人员2人，培训达到预期效果，成绩如表9-1:2016年第2季度专职分析人员选拔考试成绩。序号姓名理论（100分）实做（200分）两项总分(300分)1XX801752552XX811872683871692564851722575691492186951842797XX62.5156218.58XX84179263制表：XX审核：XX2016年6月19日表9-12016年受电弓技术技能考试成绩表十、效果验证安全效益：通过以上措施的实施，2016年3季度故障预报准确率有大幅提升，攻关前、后误分析文件数对比据统计如图10-1所示，此次课题完成后效果如图10-2所示。XX审核：XX2