新八轴和谐车载6A防护系统.docx

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新八轴和谐车载6A防护系统

新八轴和谐车载6A防护系统

毕业设计（论文）

中文题目：

新和谐车载安全防护6A系统

学习中心（函授站）：

内蒙古学习中心

专业：

电气工程及其自动化

姓名：

杨晓启

学号：

13642599

指导教师：

王宏亮

北京交通大学远程与继续教育学院

2021年7月

毕业设计（论文）承诺书与版权使用授权书

本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。

除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成部分，同意学校将本论文的部分或全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。

论文作者签名：

_______________________年_______月______日

指导教师签名：

________________________年_______月______日

北京交通大学

毕业设计（论文）成绩评议

年级

13秋季

层次

专生本

专业

电气工程及其自动化

姓名

杨晓启

题目

电气工程及其自动化

指

导

教

师

评

阅

意

见

成绩评定：

指导教师：

年月日

答

辩

小

组

意

见

答辩小组负责人：

年月日

北京交通大学

毕业设计（论文）任务书

本任务书下达给：

13秋级电气工程及其自动化专业学生杨晓启

设计（论文）题目：

一、毕业设计（论文）基本内容

（1）对机车安全性能的监控。

（2）重要部位重点监控。

（3）对各部件的监控和实施要求。

（4）对各部位的故障及处理，实现安全最大化。

二、基本要求

电力机车6A系统的基本要求可以总结为：

“安全”“可靠”“优质”“经济”

（1）保证电力机车的安全可靠性。

（2）保证系统运行的稳定性

（3）保证运行人员和电气设备工作的安全

（4）保证系统运行的经济性

功能要求：

（1）为监测子系统提供电源。

（2）具备对子系统关联诊断及分析的功能。

（3）具备向各子系统发送公共信息的功能。

（4）具备人机界面显示子系统数据的功能。

（5）具备网络传输功能。

（6）具备重联通讯功能。

（7）具备数据存储功能。

（8）具备数据下载功能。

（9）具备播放6A系统报警语音的功能。

三、重点研究的问题

对新和谐机车6A系统的基本介绍以及它们的相关功能作一个全面详细的介绍，来了解新和谐机车车载防护系统的作用。

以及和谐机车6A系统在机车运行过程中危及安全的重要事项、重点部件和重点部位的监控记录和保护作用。

系统作用于空气制动、防火、高压绝缘、列车供电、走行部及视频等部件的监控记录。

6A系统中的中央处理平台对各子系统进行数据集中、信息共享，并通过数据库进行综合分析。

各子系统必须遵照统一的6A系统通信协议，以其定义的格式和数据偏码，与中央处理平台通信的作用。

四、主要技术指标

交变湿热性能

交变湿热性能应符合GB/T25119-2010中12.2.5的规定。

振动和冲击要求

在GB/T21563-2008规定的1类B级冲击、振动条件下，应能正常使用、无损坏。

电磁兼容

电磁兼容性能应符合GB/T25119-2010中12.2.6、12.2.7、12.2.8的规定。

老化要求

老化要求应符合《机车车载安全防护系统（6A系统）总体暂行技术条件》的规定。

热冲击

热冲击应符合《机车车载安全防护系统（6A系统）总体暂行技术条件》的规定。

防潮/灰尘

防潮/灰尘应符合《机车车载安全防护系统（6A系统）总体暂行技术条件》的规

定。

温度振动综合

温度振动综合应符合《机车车载安全防护系统（6A系统）总体暂行技术条件》的

规定。

加热/寿命

加热/寿命应符合《机车车载安全防护系统（6A系统）总体暂行技术条件》的规定。

下达任务日期：

2015年7月20日

要求完成日期：

2015年10月1日

指导教师：

张宏亮

开题报告

题目：

电气工程及其自动化

学生姓名：

杨晓启学号：

136425992015年8月28日

一、文献综述

通过认真的阅读《新八轴和谐电力机车》、《车载6A防护系统》的内容，可以体现出我国铁路的不断革新和进步，对机械化、一体化和智能化尤为重点需求和突出。

我国铁路对安全生产的问题定义为重中之重，然而6A系统做到了消灭行车事故，保证运行安全，提高机车使用效率的重要作用。

如今不少铁路单位还在用SS4型电力机车，职工对新和谐的接受和评价都比老一代的电力机车要好，原因不得而知，所以，加强对6A系统的学习和理解才能发挥出作用，安全才能更一步提高。

二、选题的目的和意义

主要介绍新和谐机车车载安全防护系统（6A系统）针对机车运行过程中危及安全的重要事项、重点部件和部位，采用实时检测、监视、报警并可实现网络传输、统一固态存储和智能人机界面，整体研究设计而形成统一防护装置。

6A系统利用智能传感技术、通信技术和信息融合技术，对机车重点部位进行动态监测与监控，数据集中，信息共享，综合分析，提前预警。

为机车在途运行提供安全监控，为机车地面检修提供安全防范支持，以加强机车运用安全的机防和技防能力。

以及在以前和谐机车的基础上，完善功能、综合集成而构建的系统化。

平台化的机车安全防护系统。

三、研究方案

通过参阅国内大量关于铁路6A系统的文献，可以综合体现出我国铁路对安全生产的重视。

我国铁路的方针也有一预防为主，6A系统也起到了预防为主的原则，所以它消灭了行车事故，保证了运行安全，提高了机车使用效率，如今我国铁路不少单位还有未装有6A系统的机车，并且数量不少，因此，必须保证6A系统的稳定下全国铁路机车都装备上并不断革新。

这样才能加强铁路的安全效益，从而保证了未来的发展方向。

四、进度计划

7月20日-8月15日

分析题目，查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，做好前期准备工作

8月16日-9月5日

划分论点，进行方案论证，撰写论文。

9月6日-9月28日

划分论点，进行方案论证，撰写毕业论文征求导师意见，修改毕业论文，进行毕业论文的评议。

五、指导教师意见

指导教师：

王宏亮

年月日

中期报告

题目：

电气工程及其自动化

学生姓名：

杨晓启学号：

13642599

一、进展情况

已经完成6A系统防护流程总体设计方案工作，其他部分还不能汇总，资料收集不齐，只有个别部分成形，后面还需继续努力。

二、指导教师意见

指导教师：

王宏亮

年月日

结题验收

二、完成日期

二、完成质量

三、存在问题

四、结论

指导教师：

王宏亮

年月

中文摘要

随着社会经济的发展，铁路运输需求急剧需求急速增加，既有铁路的供给能力远远不能满足社会的需求，面对此现状，铁路部门适应国民经济持续、快速、协调发展的迫切需要。

铁路部门积极推进运输组织改革，大力实施挖潜提效，利用有限的运输能力创造最大的经济效益，是缓解铁路阶段性、区域性能力紧张的有效措施。

2013年引进大同国产新八轴和谐车，用以提高货运机车运用效率作为研究对象，机车车载安全防护系统（6A系统）由中央处理平台和6个系统构成。

6个子系统包括机车空气制动安全监测子系统、机车防火监测子系统、机车高压绝缘检测系统、机车供电监测子系统、机车走行部故障监测子系统、机车自动视频监控及记录子系统等。

中央处理平台对各子系统进行数据集中、数据管理，并通过数据库进行综合分析。

各子系统遵照统一的6A系统通信协议与中央处理平台通信。

6A系统具备的功能：

监控功能（制动监测、防火监控、高压绝缘检测、列车供电监测、走行部监测、视频监控）、综合诊断、数据存储、音频频显示、车地通信。

机车车载安全防护系统（6A系统）能够实现空气制动安全监测、防火监测、高压绝缘检测、列车供电监测、行走步故障监测、视频监控及记录等六项功能，采用多系统关联、多传感器冗余的设计，对机车状态进行实时综合监测、分析诊断及报警。

从2011年开始至2012年10月，铁科院开始主导研究机车车载安全防护系统（6A系统），2012年12月，机车车载安全防护系统（6A系统）在HXD3C和HXD1型机车上批量安装使用。

随着机车交路不断延长，运行速度的不断提高及牵引重量的不断加大，机车在运用现场的安全事故也时有发生，直接和间接损失巨大，严重影响了运用安全和运营秩序。

其中走行部轴箱轴承、电机轴承等故障；列车在运行中发生折角塞门非正常关闭引发的冒进、冲撞事故；机车高压绝缘破坏，引起接触网烧损，造成大面积停电；机车内部电线电缆短路。

过热及其他原因而引起的机车火灾；列车供电故障，造成列车不能出库正常行车、发车等均严重破坏了铁路运行安全基础。

因此如何解决安全管理问题成为了重点。

本文详细介绍了HXD2型机车车载安全防护系统型大功率交流传动货运电力机车辅助电气系统的电气原理、技术特点、性能参数和机构组成。

对各重点部位和部件以及各种监控记录装置做详细介绍和功能用途以及防护特点。

ABSTRACT

Alongwiththedevelopmentofsocialeconomy,therailwaytransportdemanddemandrapidincreasesharply,thesupplycapacityofexistingrailwaysarefarcannotsatisfythedemandofthesociety,inthefaceofthissituation,railwaydepartmentstoadapttothenationaleconomysustained,rapidandcoordinateddevelopmentofurgentneed.Railwaydepartmentstoactivelypromotethereformoftransportorganization,vigorouslyimplementthesalteffect,useoflimitedtransportcapacitytocreatethebiggesteconomicbenefit,istheeffectivemeasurestorelievethestrainonrailwaystage,regionalability.In2013theintroductionofdatongdomesticeightshaftharmoniousnewcar,toimprovetheefficiencyoffreightlocomotiveoperationastheresearchobject,thelocomotivecarsecuritysystem（6asystem）consistsofcentralprocessingplatformand6system.Sixsubsystemsincludelocomotiveairbrakesafetymonitoringsubsystem,thelocomotivefiremonitoringsubsystem,thelocomotivehigh-voltageinsulationdetectionsystem,locomotivepowersupplymonitoringsubsystem,thelocomotivefaultmonitoringsubsystem,locomotiverunningstocksautomaticvideosurveillanceandrecordingsubsystem,etc.Centralprocessingplatformfordatasetofeachsubsystem,datamanagement,andthecomprehensiveanalysiswiththedatabase.Eachsubsystemaccordingtotheunifiedsystemof6acommunicationprotocolandthecentralprocessingplatformcommunication.

6asystemhasthefunctionof:

monitoringfunction（brakemonitoring,firecontrol,highvoltageinsulationdetection,trainpowersupplydirectionofmonitoring,videosurveillance,monitoring）,comprehensivediagnosis,datastorage,display,train-groundcommunicationfrequently.

Thelocomotivecarsecuritysystem（6asystem）canrealizetheairbrakesafetymonitoring,firemonitoring,highvoltageinsulationdetection,trainpowersupplymonitoring,walkstepfaultmonitoring,videomonitoringandrecordingandsoonsixfunctions,usingmultiplesystemassociation,multi-sensorredundancydesign,real-timemonitoringoflocomotivestatediagnosis,analysisandreporttothepolice.

From2011to2012inOctober,TieKeYuanbegantodominatethestudyoflocomotivecarsecuritysystem（6asystem）,inDecember2012,thelocomotivecarsecuritysystem（6asystem）usedinHXD3CandbatchinstallationontypeHXD1locomotive.

Withtheconstantextensionlocomotiverouting,theconstantimprovementofthespeedandtractionweightincreasing,thelocomotiveatthesceneoftheuseofsafetyaccidentsalsohappenfromtimetotome,hugedirectandindirectlosses,seriouslyaffectedthesafetyandoperationorder.

Thedirectionofaxleboxbearings,motorbearingfault;IntrainrunningAnglecockabnormalshutaaggressive,causedbyacollisionaccident;Thelocomotivehigh-voltageinsulationdamage,causethecontactlineloss,causingblackouts;Thelocomotiveinternalcableshortcircuit.Overheatingandotherreasonscausedbythelocomotivefires;,powerfailurecausedbytrainscannotoutboundnormaldriving,startseriousdamagetothesafeoperationofrailwayfoundation.Sohowtosolvetheproblemofsafetymanagementhasbecomethefocus.

ThearticleintroducestypeHXD2locomotivevehiclesafetysystemsofhighpoweracdrivefreightelectriclocomotiveauxiliaryelectricalsystemofelectricprinciple,technicalcharacteristics,performanceparametersandtheinstitutions.Forthekeypartsandcomponentsaswellasavarietyofmonitoringandrecordingdevicetododetailedintroductionandfunctionuseprotectionfeatures.

摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------

（1）

ABSTRACT-------------------------------------------------------------------------------------------

（2）

绪论------------------------------------------------------------------------------------------------------（5）

一、6A系统的总体结构----------------------------------------------------------------------------（6）

二、中央处理平台-----------------------------------------------------------------------------------（8）

三、机车空气制动安全监测子系统--------------------------------------------------------------（10）

四、机车防火监控子系统--------------------------------------------------------------------------（12）

五、机车高压绝缘检测子系统--------------------------------------------------------------------（14）

六、机车列车监测供电子系统--------------------------------------------------------------------（15）

七、机车走行部故障监测子系统-----------------------------------------------------------------（16）

八、机车自动视频监控及记录子系统-----------------------------------------------------------（17）

总结-----------------------------------------------------------------------------------------------------（20）

参考文献-----------------------------------------------------------------------------------------------（21）

致谢-----------------------------------------------------------------------------------------------------（22）

绪论

由于铁路交通速度快、高安全性、运量大、较高精准性、耗能小、工程投资低、舒

适度高、经济和社会效益好，与航空、公路、水运等运输来说污染少，且不受自然气候

条件的严重制约，因而在世界运输业中占据了重要的、不可代替的地位。

目前世界各地

已建好的铁路有300多万公里，铁路交通是许多国家的重要运输方式。

世界各国都积

极发展高速重载铁路和城市快速轨道交通，这也给我国机车车辆出口带来机遇。

同时近年来，随着我国铁路事业迅速发展，机车车辆的设计和制造水平有了很大的提升，各机车车辆制造企业都在积极寻求国际市场，出口大量自主研发的新型机车车辆。

2007年中国铁路机车首次向伊朗出口150辆车，2008年中国南车集团获出口哈萨克斯坦近亿美

元的电力机车订单，2009年中国北车与新西兰正式签订20台内燃机车出口合同。

机车

车辆出口所产生的辐射作用和示范效应是巨大的，我国机车车辆出口的前景无限。

1994年12月德国铁路公司向德国工业部门订购了420台3种功率等级的三相交流传动的电力机车;向ABBHenschel公司订购了145台功率为6.4MW、最高速度220km/h的101型机车;向KrausMaffei和Siemens公司订购了195台功率为6.4MW、最高速度140km/h的152型机车和向AEG公司订购了功率为4.2MW、最高速度140km/h的145型机车。

此外,保留了继续订购100台152型机车和400台145型机车的选择权。

介绍了在不同机车上所进行的主要部件的预试验以及决定订购新一代电力机车的过程。

随着社会经济的发展，对交通运输更加迫切的需求，这也给铁路运输提出了新的要求。

我国铁路先后经过五次提速，己经将既有线路的运营能力发挥到最大，机车的动力也随着运输的要求不断的改进提高，因此要进一步提高铁路的运输能力势必要改进机车的走行部分，在提高机车直线运行速度的基础上进一步提高机车在曲线上的速度，从而提高机车在整个运行区间的运行速度，缩短运行时间，提高区间的通过能力，进而提高铁路的运营能力。

HXD2（和谐电2）型电力机车为八轴9600千瓦交流传动货运机车，由中国北车集团大同电力机车有限责任公司与法国阿尔斯通交通