一、课题来源 本项目来自国家863计划课题，课题编号：2009AA044902。 

二、项目背景 高速铁路轴承试验台在高速情况下进行长时间试验，试验载荷、轴承转速等关键参数不断改变，各关键部位振动变化迅速且容易产生大量数据，故要求高速铁路轴承试验台状态监测系统具有高速、可靠的信号高速采集和处理能力。为避免高速状态信号采集和实时状态控制对计算机资源消耗较大且相互抢占计算机计算资源，采用试验台运行控制服务器与数采服务器独立工作模式，并基于OPC数据通讯协议和WinCC服务器设计实现了控制服务器和高速数据采集服务之间的数据传输方案，以保证二者在正常工作的同时可以满足高速数据交换与信息传输，共同完成试验台的可靠控制和试验数据的采集、归档和处理。 高速铁路轴承试验台结构复杂，对其的状态监测涉及多个位置的振动、温度、转速、电压、电流、压力等不同种类状态信息的收集，涉及到对多种类、多标准、多格式的传感器信号的高效采集和有效处理。高速铁路轴承试验台状态监测系统在同一软件系统中通过合理设计并发采集控制算法，有效避免了因多采集硬件并发工作抢占计算机关键IO资源导致的信号采集效率低下，实现实时、高速的信号采集与状态监测。 试验台关键位置的各项信息对于试验台状态控制、设备故障报警、轴承故障判断起着至关重要的作用。本项目采用基于计算机的设备故障预警机制基于专家系统的设备运行状态判断和基于专家知识的测试轴承故障判定，可根据监测部位自身特点对信号进行有效分析，实现了针对多种类传感器特征数据的集中存储与高速查询，能够以多角度、多维度、多层次的方式向测试人员、领域专家展示试验台运行状态，方便技术人员准确发现设备运行故障、判定测试轴承故障根源。 

三、主要研究成果 

（1）开发了专用的高速数据采集装置，构建了试验台状态监测的异构数据采集平台，实现了不同类型、不同通讯协议、不同硬件结构采集装置的协同工作。 

（2）提出了试验台状态监测多传感器数据融合方法，保证了试验台温度、压力、振动、电流、电压等状态数据的同步采集。 

（3）研发了试验台状态监测数据采集和特征参数提取软件，完成了监测数据的多维度、多角度的实时分析，实现了数据采集平台、硬件采集装置的人机交互和系统工作参数的远程设定。 

四、成果的创新性 根据研制时速300公里～500公里的大型高速铁路轴承性能试验台的需要，开发了专用的高速数据采集装置，提出了试验台状态监测多传感器数据融合方法，研发了试验台状态监测数据采集和特征参数提取软件。 

1）构建了试验台状态监测的异构数据采集平台，实现了不同类型、不同通讯协议、不同硬件结构采集装置的协同工作，实现了试验台温度、压力、振动、电流、电压等状态数据的同步采集。 

2）开发了能够进行试验台运行状态信号处理和特征提取的专用软件，实现了监测数据的多维度、多角度的实时分析，实现了数据采集平台、硬件采集装置的人机交互和系统工作参数的远程设定。 查新结果表明，在国内数据库检索范围内，未见有与本项目高速铁路轴承试验台状态监测系统相同的公开文献报道。 

五、社会经济效益 本项目成果已在洛阳LYC轴承有限公司用于高速铁路轴承耐久性能和防尘密封性能试验。该软件实现了试验台温度、压力、振动、电流、电压等状态数据的同步采集，数据采集平台、硬件采集装置的人机交互和系统工作参数的远程设定，以及试验台运行状态的实时监控，自安装使用以来，运行状况良好，保证了高铁客车轴箱轴承的成功研发。根据铁路中长期发展规划和东部铁路率先实现装备现代化的战略部署，到2015年，将在全国范围内投入大约1500列动车组，建成总里程达1.2万多公里的高速铁路客运专线和快速客运通道。 目前，全世界拥有的高速动车组约为8万辆，高速铁路轴承的需求量约为100万套，预计总产值100亿元，其中我国高速轴承的需求量约为20万套，预计产值与20亿元。以动车组轴承国产化为突破口，带动其它轨道车辆轴承的国产化，预计每年新增产值20亿元。高速铁路轴承国产化后每年可为国家节约外汇5亿美元，同时也可以进入国外高速铁路轴承市场，具有非常广阔的市场前景。