• 149 •我国的风力发电机组主要布置在偏远山区，环境较为恶劣，而且还有部分风力发电机组布置在高原、海上等，受到高强度风的冲击，可极易引发故障。

本文主要针对风电齿轮箱润滑系统进行研究，提出当前风电齿轮箱润滑状态运行中存在的问题，针对问题提出装填监测与故障诊断系统设计方案，给出硬件和软件设计，并分析其功能。

1.风电齿轮箱风电齿轮箱作为风力发电机组中的重要组成部件，能够实现动力传递，将风能转化为机械能并将动力传递给发电机获得相应转速。

在风力的作用下，发电机组能够获得一定的动力，但是风轮的转速往往很低，不能满足发电机发电要求，因此需要在风力发电机组中配备相应的齿轮箱来实现增速，提高风能利用率。

根据风力发电机组运行的实际要求进行不同设置，对于传动轴（大轴）和齿轮箱既可以合为一体也可以分开进行布置，在两者之间还往往通过联轴节进行连接。

在风力发电机组中还往往在齿轮箱的输入/出端配备相应的刹车装置来实现风力发电机组的制动能力。

配合叶尖制动（定浆距风轮）或变浆距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。

2.风电齿轮箱润滑常见故障及原因分析2.1 润滑油黏度变化对于风力发电机组而言，基本上每天都在运行进行发电工作。

由于工作时间较长、负载较大，会导致油温升高出现氧化情况，而氧化会产生油泥沉积物等物质，这些物质会使得润滑油的粘度先下降后上升，润滑肉的承载能力下降明显，对于齿轮箱中的各个部件而言，没有很好的润滑会产生较大磨损，引发故障。

而且润滑油的粘度增大，使用中油温和油压均会出现明显升高现象，出现齿面胶合等现象，甚至严重情况下会引发轴承受热变形。

2.2 齿轮油水分影响对于风力发电机组而言往往在海岛等地区进行工作，另外还在荒漠等地区这些地区的温度往往较低，如果不能及时的更换齿轮箱中的空气呼吸机，长期下来就会导致水分的沉积。

而水分是影响齿轮箱润滑油质量的一个关键因素之一，如果水分含量过大会导致齿轮箱的油发生乳化，齿轮件极易出现锈蚀问题。

2.3 氧化因素由于风力发电机组长时间工作，润滑油也会长时间使用。

而长时间的运行必然导致油温升高，油会出现氧化问题，而且在运行中还会由于各种不可控因素导致污染产生，最终导致润滑油的氧化程度升高，性能会随之下降，在齿轮箱当中产生酸性物质，对于齿轮箱中的各个部件而言会产生严重腐蚀，对于滤芯以及各个配件而言会产生不同程度的损耗。

2.4 磨损检测对于齿轮运行而言，通过渐开线接触的方式进行啮合，这种运行方式下齿轮不会发生相对滑动。

在齿轮箱中引入润滑油主要是润滑齿轮，保证齿轮发生比较小的磨损。

在风力发电机组的运行中必须关注异常磨损问题，卡阻异常会导致异常磨损更加严重。

润滑油快速发黑并且在齿轮箱中有铁屑的时候应该考虑异常卡阻问题，异常磨损往往与油膜无法有效建立相关；磨屑增多及滑油粘度异常也有关联关系，另外是滑油变性，或水分等腐蚀齿轮的成分增大时，也会出现齿轮磨损增大。

3.风电齿轮箱润滑状态监测与故障诊断系统设计3.1 硬件系统设计及构成对于风力发电机组的润滑状态监测系统而言，必须要有相应的系统硬件进行支持。

整个监测系统由数据传感器来进行信息的采集，并由变送器来进行信息传递，另外还有数采模块以及工控机通信线路协调配合实现最终功能。

3.1.1 传感器在风力发电机的齿轮箱中，往往涉及到多个参数以及变量的监控，针对不同的参数以及变量需要采用不同的传感器俩进行采集，传感器型号的选择如表1所示。

表1 传感器及其选型测量对象型号参数振动YD010量程：0-20mm/s 温度PT100量程：-60-200℃压力HDA4400量程：6000-100000kPa图1 软件系统程序设计图3.1.2 温度变送器前面提出油温是影响并反映齿轮箱润滑状态的重要参数，因此必须要对油温进行监控。

在本设计中采用Pt100温度传感器来进行油温采集，这一温度传感器主要通过内部电阻值变化来反映温度变化值。

另外还在系统中引入SBWZ-2280变送器，提供整个系统的变送电路支持。

3.1.3 数采模块在该系统当中引入了COMWAYWＲC-616来提供测控，这控制系统集成模拟和数字信号采集、过程IO控制和无线数据通道等功能。

采用压力传感器与变送器的继承模块HAD4XX4-A来进行系统控制。

对于系统中的油压以及温度模块而言，还往往采用两线制电流输出的接线方式；对于整个系统中的振动模块而言，往往采用三线制的连接方式。

数采模块通过RS485串口输出接入到整个系统当中，另外还通过RS485-To-RS232转换串口接入到工控机串口当中。

为实现其功能还在系统中引入远程通讯模块，能够通过智能手机实现监控系统和外部的通讯。

风电齿轮箱润滑状态监测与故障诊断系统开发中广核新能源控股公司吉林分公司 杨 鹏DOI:10.19353/ki.dzsj.2019.04.088• 150 •3.1.4 工控PC机在系统中采用工控PC机来进行中心处理与控制，通过数据分析与控制能够判别系统故障问题。

对于系统数据的分析一旦对比出现故障，系统会给出故障反馈信息，并将故障反馈信息传递给用户，给出提示和警报。

3.2 软件系统设计软件系统是保证整个系统实现监控和故障监测功能的重要构成部分。

软件系统能够不断的对采集传输得到的数据进行分析，通过连续分析来判断齿轮箱润滑油运行状况，并判断故障，软件系统程序设计如图1所示。

首先，在软件系统数据库中引入系统运行的标准值，包括振动、压力、温度等，然后将采集到的数据传输到数据库当中进行存储，并进行数据和标准值的比对判断是否存在故障。

如果对比发现故障或者潜在故障会对数据进行连续存储，并通过软件系统进行反馈给用户故障警告。

3.3 系统润滑状态监测与故障诊断功能实现3.3.1 高速轴承温度在整个系统中会对高速轴承的温度进行监测，当温度超过80℃之后，系统会给出警告，并给出处理措施，开启冷却系统对高速轴承进行处理，冷却高速轴承让其温度降低，一般要求降低到70℃以下。

3.3.2 润滑系统油压对于风力发电机齿轮箱的油压而言，其正常范围一般在1.0- 1.6kPa的范围内，一旦超出该范围润滑系统就表明出现故障，同样会给出处理措施，打开安全阀门或者是开启冷却系统来调节油压。

通过临时调节措施不能保证油压在正常范围的话，需要及时停机进行故障处理。

3.3.3 润滑系统油温对于风力发电机组的齿轮箱油温而言，需要保证油温在10-70℃的范围之内。

系统检测到油温如果低于10℃的时候系统会给出处理措施，启动电加热器来加热润滑油，保证其在正常范围内。

另外当油温高于60℃的时候系统会开启冷却系统进行处理，冷却润滑油让其在正常温度范围内。

如果系统检测到润滑油油温超过70℃的时候，系统会直接停机避免引发更大的事故，并及时分析原因处理故障。

3.3.4 润滑系统油位通过软件系统设计图能够发现，系统中还对润滑油的油位进行实时监测。

一旦监测到油位低于正常范围的时候，系统会直接开启油液油阀，给齿轮箱添加润滑油保证正常的油位。

在这一过程中还必须要考虑经济型和有效性，合理科学进行控制。

4.结论对于风力电机组运行而言，润滑系统能够保证系统的运行质量。

本文主要针对润滑油运行状态监测系统进行研究，提出了研究方案，希望能够进行监控，了解齿轮箱润滑油的运行状态，进行合理控制和调节，提高齿轮箱运行质量，降低故障。

随着国内轨道交通“互联网+”在自动售检票系统（简称AFC系统）的项目落地，从传统的现金购票刷卡方式，逐步迈向非现金支付购票及电子支付直接过闸，由此给大众乘坐地铁带来便利，但没有解决特定人群（如老年人、残疾人、退伍军人等）免费乘坐地铁的特定情况，目前国内地铁对特定人群的处理方式不同，有些城市采取发售福利单程票，登记特定人群身份信息后不刷卡直接走边门方式，不仅给车站客服中心工作人员带来工作负担，也不便于对票务客流统计及财政补贴审计。

本文主要探讨通过对特定人群进行人脸采集，在专用闸机通道实现对特定人群人脸识别过闸，业务上满足地铁票务规则，增强自动售检票系统服务能力，提升地铁运营服务水平。

人脸识别检票业务是在原有ACC/AFC系统的架构上进行功能叠加，在专用闸机通道上安装人脸识别模块，通过提前采集录入特定人群的人脸信息，方便其可以“刷脸过闸”，既能方便这些乘客乘坐地铁，又能对票务客流进行统计及方便进行财政补贴审计，更能提升地铁运营服务水平。

人脸识别模块根据闸机的不同类型（进站闸机、出站闸机、双向闸机），每个通道至少安装1个人脸识别模块，用人脸识别技术在AFC系统中的应用浙江浙大网新众合轨道交通工程有限公司 彭冬鸣成都地铁运营有限公司 姚依克武汉地铁运营有限公司沈何一于对不同方向的客流进行人脸识别。

既有闸机如需调整为人脸识别专用通道，则需要进行软硬件改造。

在ACC后台搭建全新的人脸识别服务平台，实现前后台既外部系统的通信，实现人脸识别信息库的维护，并能拓展未来进行联机人脸信息比对功能。

地铁票务规则的实现由固有闸机来进行交易的拼组和上传工作。

1.人脸识别技术及特点1.1 人脸识别技术人脸识别技术属于利用人体面部体征进行信息确认的一种身份辨别技术，属于生物识别技术的一种，在应用方面主要应用于身份识别领域。

我国在二十一世纪初将人脸识别技术应用于公安系统，对刑事犯罪进行有力打击。

在2008北京奥运会中利用人脸识别技术为大会的开展提供保障。

在2010年将此技术应用于上海世博会中，不同厂家生产的识别技术相继出现，自此之后，进入人脸识别技术的时代。

该技术识别方法较为复杂，自人脸特征及3D特征等方面进行多种识别，在识别过程中可分为三个步骤。

首先需要建立人脸档案系统，该系统将用户信息纳入其中，建立人脸与信息的绑定关系，包括身份信息和支付结算信息等。

第二步是对人脸的摄取即拍摄后的人脸图像。

第三步将人脸信息与人脸档案进行对比，从而确定信息是否正确。

相比传统身份识别方式，人脸识别技术较大的优势为安全性及便捷性，保密工作能力较强。

人脸识别技术目前存在一定的缺陷，使得准确性容易受到外界环境影响，若用户在完全配合的情况下，人脸识别系统能及时将信息核对，人脸识别准确度较高。

但用户保持不理想的姿势或者亮度不足及发型产生较大变化的情况下，容易出现人脸无法有效识别的问题。

现阶段人脸识别技术在准确率方面能够达到96%左右。

中科院相关调查显示，美国最为先进的人脸识别技术辨别错误率只有1%，说明该技术还需要进一步完善，才能保证人脸的有效识别。

我国在部分城市已经开展人脸识别技术的应用，火车站票证检测需通过自助闸机检测，在北京及DOI:10.19353/ki.dzsj.2019.04.089。