[发明专利]一种基于SIBAS32控制逻辑的和谐D1型机车在线故障诊断方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于机车在线故障诊断领域，尤其涉及一种基于SIBAS32控制逻辑的和谐D1型机车在线故障诊断方法及系统。

背景技术

HXD1机车是大秦线两万吨重载组合列车的主要牵引机车，它采用了智能化、模块化、网络化的设计方法，机车在运行过程中采用了事件驱动方式记录机车各主要部件的输入输出信号和报警信号。目前的诊断软件主要是提供串行数据下载，将机车各主要部件的输入/输出和报警信号添加到地面数据库中，可结合SIBAS32Expert2的推理逻辑对机车故障进行手工离线分析。

目前公开文献中，CN106354118A公开了一种基于故障树的列车故障诊断系统及方法，但是该方法仅依赖于已记录的故障对应的故障树，未与控制逻辑相关联；并且在使用过程中发现现有的诊断软件存在以下问题：(1)现有的诊断软件功能过于简单，该软件仅将机车日志文件添加到数据库并还原为机车信号，还需要检修人员通过手动方法查找特定故障并逐一比对分析，极大的降低检修效率，也增加了人为的误判断因素。(2)无法重现机车故障现象；由于HXD1机车采用事件驱动方式记录日志，在具体实现的时候又分为机车中央控制单元(CCU)日志和牵引控制单元(TCU)日志。目前尚无任何工具能将离散的机车信息转换为连续变化的信号，这对判断机车故障带来了很大的问题。(3)忽略了CCU和TCU内部SIBAS32的控制逻辑；日志文件仅从CCU和TCU两方面记录各主要模块的输入和输出信号，并未对其内部控制机制和推理逻辑进行深入剖析，无法获取由MVB网络初始化故障、机车网络数据传输错误、软件判断误差引起的故障，而且无法精确定位故障源并诊断出并发故障和耦合故障。

发明内容

为了解决HXD1机车现有故障诊断系统存在的问题，本发明提供一种基于SIBAS32控制逻辑的和谐D1型机车在线故障诊断方法及系统，既可以简化的原有故障诊断系统的操作，又可以根据CCU和TCU内部SIBAS32的控制机制进行反向推理，从而达到根据信号精确定位故障源的目的。

一种基于SIBAS32控制逻辑的和谐D1型机车在线故障诊断方法，包括以下几个步骤：

步骤1：通过MVB总线获取机车历史运行状态数据，并访问机车中央控制单元CCU和牵引控制单元TCU日志；

步骤2：以机车日志中产生异常记录对应的执行部件以及该部件的历史运行状态为基础数据，利用机车SIBAS32控制逻辑对基础数据进行逐层逆推和判断，获取所有故障部件，并定位故障源；

所述逐层逆推是指依据机车SIBAS32控制逻辑依次查找执行部件的前级部件，并利用每一级部件的运行状态和标准运行状态进行比较，判断对应部件是否发生故障；

步骤3：依据步骤2逐层逆推生成的故障结果，逐层生成与机车SIBAS32控制逻辑对应的故障树；

在生成时可根据故障节点的重要程度对故障树进行适度删减以加快诊断速度；

步骤4：利用器件手册的定义规范和专家经验对步骤3生成的故障树上的各故障节点生成对应的故障处理方法，形成故障诊断知识库；

步骤5：将机车的实时运行状态数据输入至故障诊断知识库，依据故障树逐步定位故障源，诊断出并行故障和耦合故障，并获得故障信息和对应的故障处理方法，完成机车的在线故障诊断。

根据逻辑逆推构造完整的故障树可以找到多个与故障相关联的部件，同时找到多个与故障相关联的部件，完成并行故障和耦合故障的诊断。

该诊断结果也可保存作为机务段对机车进行检修时的重要参考信息。

进一步地，所述步骤5中利用故障诊断知识库获取的故障信息和对应的故障处理方法信息通过MVB总线通信模块传输至LCD显示模块上显示。

同一时刻机车状态数据可以产生多条故障信息。

为某一时刻的机车状态数据生成包括多个机车部件的故障树，对于故障树中的多个机车部件判断该机车部件是否在此刻都发生了故障，从而诊断出并发故障，并归纳出机车部件间相对于某个故障特征是否具有耦合关系。并发故障和耦合故障会以多条提醒信息显示在LCD模块上。

进一步地，所述机车运行状态数据包括机车编号，机车型号、运行时间、所在区间、机车运行速度、司控指令、CCU网络通信指令、TCU网络通信指令、车轴温度和转速、牵引电机功率和各相电压电流、制动缸压力、控制线电平、继电器状态和温度检测向量。

一种基于SIBAS32控制逻辑的和谐D1型机车在线故障诊断系统，包括：