1 项目背景
研发的驼峰车辆减速器健康状态智能监测系统，包括项目背景、必要性、功能需求、关键技术和预期效果等。该系统为全路首创，主要由室内操作终端、电力载波通信网络、采集器三部分构成，实现在减速器设备端直接监测减速器的状态信息，包括控制阀各工作腔气压变化、电磁阀电参数、表示接点信号等。操作终端软件通过分析采集到的状态信息可及时发出故障报警，指导设备维修，使设备维修方式从传统计划修和故障修，升级为状态修，节省人力、财力，提高设备运维水平。
2 项目必要性
由于减速器在现场设备端没有监测手段，维修方式则采用计划修加故障修，人力资源调配难度高。对于设备的健康状态无从量化，只能大致依靠年限判定，有些站场管理偏于保守，更新换代过快，造成资源浪费；有些管理粗放，导致风险水平偏高。减速器维护时间紧张，信息化手段欠缺成为一个突出问题。要解决必须依靠设备状态的信息化和故障诊断的智能化。随着科技的进步，这些工作的实现具备了充分条件。经技术查新，项目所提及设备现场端的减速器健康状况监测属国内首创。
3 项目系统架构
减速器健康状态监测系统总体分为三大部分，见图1。
（1）室内操作终端：存储和分析现场采集的实时数据；用户查询操作；故障报警和发出辅助维修信息；配置和调试功能等。
（2）室内外通信：由交换机和载波模块构成，不同站场根据具体条件，实现的方式有所不同。
（3）采集器：围绕阀箱采集需要的数据，配置了多个气压传感器、电压电流传感器、温湿度传感器等，实现数据采集、临时存储和数据上传。
图1 监测系统总体架构示意图
室内操作终端设在电务维修车间的值班室，提供现场数据和维修指导。
室内操作终端与室外采集器通信通过交换机和载波模块实现，借助既有的控制系统备用电缆，实现电力供应和通信功能，电力载波通信网络可实现多节点挂接以及500米远距离稳定传输，满足监测系统的数据传输需求。见图2。
图2 通信部分结构示意图
采集器安装在车辆减速器控制阀箱内，是实现系统采集功能的核心硬件。如图3所示为采集器组成，主要功能包括传感器数据采集、临时存储、数据上传以及辅助维修等。传感器主要包括与控制阀各工作腔相连的气压传感器、制动/缓解电磁阀电压电流传感器、制动/缓解表示接点、温湿度传感器等。采集器采用了FPGA并行处理ADC采集到的传感器数据，保证了数据在时间上的同步性，使得数据中所包含的时间信息也可用于后续分析中，比如动作时间计算等。
图3 采集器结构示意图
4 核心技术
4.1 控制阀气压监测
采集器输入包括制动/缓解表示接点、5个气压传感器、制动/缓解电磁阀电流传感器（指令电流主要作为计时触发和终止信号）等，采集器实物见图4。技术方案的核心思路是，控制阀5个接口位置高频采集的气压数据，不同的工况下其数据特征是不同的，而且每种工况下数据特征是稳定的、可重复的，因此可以将该数据特征作为判断工况状态的依据。这是一个重要的创新点，经多次验证，测试数据理想，该方案可行。
图4 减速器控制阀监测模块
该模块可以实时采集控制阀的气压变化曲线和动作时间等关键数据，既为后期人工智能AI诊断提供大量实时动态数据，也为维修人员直接判断减速器关键参数提供依据，以便初步判断减速器的健康状态。
5 试验效果
目前已经完成的研发和试验测试结果表明，实现了系统的设计预期，具备相关功能。具体的内容包括：
该系统成熟后，可实现以下功能：
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