运架一体机广泛用于高速铁路施工。这种设备由于工作载荷大,施工环境复杂,对设备运行可靠性和安全性要求高。一旦设备运行的健康状态和施工工艺有问题,很容易造成重大事故。因而及时的监控设备运行状态不但很重要,也是国家标准和行业标准强制要求的。相应地,建立数据采集系统及边缘计算分析系统对设备状态监测、报警,不但有助于提升设备安全,运行效率,也为设备阶段性的科学维护提供了数据。本文以构建DYJ900型运架一体机数据采集分析系统(SCADA)为研究内容,通过分析设备机械结构、传动部件、驱动部件等的不安全因素,确定设备机械和动力系统的相应部件薄弱环节及数据采集点位置。以不安全因素为依据为构建硬件平台提供理论支撑,在此基础上明确系统功能需求,构建数据采集子系统;针对不同子系统通过有限元分析,典型故障仿真,半物理仿真等手段对数据处理方法,故障诊断,虚实结合等关键模块进行研究。主要研究内容如下:1.机械结构部分,通过对机械结构有限元分析,确定监控位置。相应系统模块的研究包括数据采集系统设计,数据处理和历史数据分析,实时显示设备故障状态等。2.动力传输单元部分主要介绍了滚动轴承,齿轮的数据采集与分析方法;分析方法包括振动信号的时域分析和频域分析等。通过BP神经网络对故障样本进行训练,采用西储大学轴承故障数据进行系统功能验证;采用University of Connecticut齿轮故障实验提供的齿轮故障数据验证齿轮故障诊断功能;系统验证表明,系统能够实现故障诊断功能。3.驱动部件(主要为液压系统)部分,通过AMESim软件仿真典型故障,构建故障样本库,采样数据分析后与故障样本库的特征值进行对比,判断液压系统故障状态。4.虚拟仿真部分,通过虚拟仿真方案设计,半物理仿真等手段实现设备运行状态在系统虚拟原型中实时显示;通过虚拟映射手段将设备结构变形等状态直观显示在三维模型中,提高了安全状态的可视化程度。本研究采用Lab VIEW编程语言进行系统开发,通过半物理仿真平台、导入典型故障信号、虚拟数据采集卡等手段验证了数据采集分析系统的核心功能。实验结果验证了系统的实时性和可靠性。本研究构建和开发的运架一体机数据采集分析系统对评估设备安全状况,运行维护具有积极意义。