高速列车转向架轴箱轴承服役状态监测与剩余寿命预测系统研制

本项目为国家重点研发计划“先进结构与复合材料”专项子课题，落地于山东青岛城阳区国家高速列车技术创新中心及中车青岛四方机车车辆股份有限公司转向架分厂，联合北京交通大学轨道车辆结构可靠性团队共同实施。

项目团队由机械故障诊断与信号处理领域资深教授领衔，人数24人，包括：信号处理与特征提取组8人（含博士4人）、嵌入式监测终端硬件组6人、寿命预测模型组5人、车辆运维对接及线路试验组5人，硕士及以上学历占比83%。

项目对象为CRH380系列及复兴号CR400系列动车组轴箱轴承（SKF/NSK/FAG进口轴承及国产化替代轴承并行研究），核心任务为研制一套自主知识产权的车载轴承状态监测终端（含加速度/温度/转速传感器、边缘处理单元、MVB/以太网通信接口），开发基于深度残差收缩网络（DRSN）与维纳过程融合的剩余寿命预测算法。实施路线：第一阶段（0~5个月）完成典型轴承故障模式（内圈/外圈/滚动体/保持架）的试验台模拟数据采集（含预置故障轴承40套，累计试验时长超3000小时）；第二阶段（6~11个月）完成终端原理样机设计、算法模型训练及嵌入式移植（在Xilinx Zynq UltraScale+上实现模型推理，功耗≤12W）；第三阶段（12~16个月）完成样机装车（共4列8个转向架32套终端）及正线运行考核，积累实际运行数据超过5万公里；第四阶段（17~19个月）完成数据分析、模型校准及结题验收。

项目终期：监测终端对轴承早期微裂纹（0.5mm深度）检出率达93%，剩余寿命预测误差≤15%（以实际拆解检测验证），处于国内领先水平。产出：牵头起草中国铁道学会团体标准1项（《动车组轴箱轴承在线监测装置技术条件》已立项），联合申请发明专利7项（其中3项已授权），登记软著3项；培养工程师及技术人员12名；终端样机已列入中车青岛四方新技术推广目录。