针对HXD2型机车法维莱制动系统存在多种工作模式、结构复杂、故障种类多和系统不确定性大等特点,使用基于解析冗余关系的诊断技术对制动机系统进行故障检测和准确隔离。利用功率键合图对复杂动态系统建模的优势获得制动机的键合图模型,根据键合图模型的因果路径关系推导系统的解析冗余关系,并获得系统故障特征矩阵,再通过系统观测特征与故障特征的比较实现系统的故障检测和隔离。根据这一原理设计的检测与诊断系统已应用于太原铁路局湖东机务段,其仿真实验和现场实际应用说明该诊断系统在保障制动机安全运行方面是有效的。

为建立反映货车制动系统制动性能特征的空气制动机数学模型,分析货车制动机在各工况下的工作过程,将制动机模型划分为对应的各个功能模块。在解构各模块制动管路流体作用平衡的基础上,推导气体状态方程,建立常用制动模块下的列车管减压和制动缸升压的数学模型,并与货车制动系统结合组成仿真模型;分析制动机结构参数对制动性能的影响,得到反映结构要素和流体传递过程影响因素的模块化的基本模型,并通过试验数据验证建模的正确性和可行性。最后,结合模型和试验,得到长大编组列车不同车辆位置对制动性能的影响,为之后建立更为完整的整套货车制动系统数学模型提供了可参考的建模方法和研究思路。