城市軌道交通車輛的車門智能診斷技術(shù)

鄭義

【摘? 要】經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，促進(jìn)交通建設(shè)項(xiàng)目的增多。隨著城市軌道交通線路數(shù)和運(yùn)營(yíng)總長(zhǎng)度的增加，其運(yùn)營(yíng)負(fù)荷也隨之加大，如北京、廣州、上海等一線城市，部分城市軌道交通線路在高峰時(shí)段列車嚴(yán)重超載。作為車輛上下乘客通道的車門，因頻繁開閉、電氣部件等多個(gè)原因，成為車輛故障頻發(fā)的主要部件。由此，市場(chǎng)及行業(yè)內(nèi)對(duì)城市軌道車輛車門系統(tǒng)故障診斷的需求也日益緊迫。本文就城市軌道交通車輛的車門智能診斷技術(shù)展開探討。

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通;車輛;車門;智能技術(shù)

引言

在城市軌道交通車輛日常運(yùn)行過程中由于車門為使用最為頻繁的機(jī)構(gòu)，因此造成車門成為最容易發(fā)生故障的機(jī)構(gòu)，這不僅影響到軌道交通的正常運(yùn)行，同時(shí)還為乘客安全造成潛在隱患。在最大程度上加強(qiáng)對(duì)城市軌道交通車輛車門的故障分析，實(shí)現(xiàn)高效率的車門故障維護(hù)，是保證城市軌道交通安全運(yùn)營(yíng)的重要工作內(nèi)容。

1.車輛基地智能診斷的層次架構(gòu)

具有前瞻性設(shè)計(jì)理念的車輛檢修基地，需要考慮設(shè)施設(shè)備“狀態(tài)維修”和“智能制造”的發(fā)展趨勢(shì)?；亟ㄔO(shè)可以利用大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)手段，在列車控制與管理系統(tǒng)（TCMS）的支持下，通過對(duì)車輛和檢修設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和采集集成，以實(shí)現(xiàn)車輛基地檢修作業(yè)的精細(xì)化管控，車輛基地內(nèi)設(shè)備系統(tǒng)和人員的數(shù)字化感知，以及檢修數(shù)據(jù)綜合分析的智能化管理要求，從而全面提升車輛和設(shè)備的檢修效率，提高車輛基地管理水平。此外，通過對(duì)維修大數(shù)據(jù)的積累和分析，可用以輔助管理層決策和指導(dǎo)設(shè)備檢修及后期新線建設(shè)。

2.城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)組成及工作原理

整個(gè)城市軌道交通的車門主要包括五個(gè)子系統(tǒng)，第一個(gè)子系統(tǒng)為車門導(dǎo)向系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)的主要作用是對(duì)車門運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合理的引導(dǎo)，確保車門能夠按照正確的軌跡移動(dòng);第二個(gè)子系統(tǒng)為電控系統(tǒng)，主要是確保車門能夠接收和反饋來自車輛系統(tǒng)發(fā)送的命令，控制執(zhí)行器件完成相應(yīng)的開關(guān)門動(dòng)作;第三個(gè)子系統(tǒng)為鎖閉系統(tǒng)，主要是通過此系統(tǒng)完成對(duì)車門的鎖閉工作，確保車門的安全性，防止車輛在行駛的過程中出現(xiàn)車門意外打開;第四個(gè)子系統(tǒng)為內(nèi)外操作裝置，通過內(nèi)外操作裝置實(shí)現(xiàn)緊急或維護(hù)情況下對(duì)車門的解鎖并打開的控制，確保開關(guān)門動(dòng)作能夠正常運(yùn)作;第五個(gè)子系統(tǒng)為車門的基礎(chǔ)部件例如密封膠條、護(hù)指膠條、緩沖頭等，確保整個(gè)車門的正常工作。

3.城市軌道交通車輛車門常見故障診斷分析

目前軌道車輛門主要有電控氣動(dòng)門和電傳動(dòng)門兩種，其中電控氣動(dòng)門被廣泛使用。通過對(duì)城市軌道交通車輛的故障統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，車門故障類型主要包括車門關(guān)閉/開啟失靈、車門位置傳感器故障、車門關(guān)閉/開啟時(shí)間過長(zhǎng)及車門防誤夾裝置失靈四種。首先當(dāng)操作車門關(guān)閉/開啟開關(guān)時(shí)，車門不動(dòng)作且沒有任何響聲，這是多是由車門控制動(dòng)作的電磁閥發(fā)生故障。當(dāng)有動(dòng)作響聲，但此時(shí)車門鎖卻沒有動(dòng)作，這種情況多是松鎖風(fēng)缸失靈。當(dāng)車門出現(xiàn)打開或關(guān)閉時(shí)間過長(zhǎng)，這是由于風(fēng)缸活塞損壞或密封不好造成。車門在關(guān)閉/開啟過程中發(fā)生振動(dòng)，多是氣動(dòng)管路發(fā)生泄漏。當(dāng)車門發(fā)生夾人故障時(shí)，多是由于乘客探測(cè)傳感器和車門防夾系統(tǒng)損壞。

4.車門系統(tǒng)智能診斷技術(shù)

城市軌道交通車輛的車門系統(tǒng)故障智能診斷技術(shù)，是通過對(duì)車門系統(tǒng)工作狀態(tài)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)每一個(gè)故障發(fā)生前的征兆進(jìn)行監(jiān)測(cè)和采集，經(jīng)專家?guī)鞌?shù)據(jù)比對(duì)和統(tǒng)計(jì)分析后對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行分類（如典型故障、亞健康預(yù)測(cè)等）和預(yù)判斷，通過車地?zé)o線傳輸，對(duì)車門狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳輸和預(yù)報(bào)。各級(jí)管理人員和工程技術(shù)人員可隨時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程在線了解列車車門系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，進(jìn)而形成對(duì)車門系統(tǒng)科學(xué)的檢修維護(hù)制度。

4.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及故障智能診斷系統(tǒng)由車載監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)中心診斷服務(wù)平臺(tái)以及客戶端等組成。數(shù)據(jù)中心診斷服務(wù)平臺(tái)有獨(dú)立的公網(wǎng)IP（網(wǎng)際互連協(xié)議）地址，主要具備所有在線運(yùn)行車門系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、車門系統(tǒng)的故障判斷與診斷、車載設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理、客戶端的遠(yuǎn)程訪問門戶等功能。

4.2狀態(tài)檢測(cè)預(yù)警模型

為了探索和研究設(shè)備設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警模型，需建設(shè)檢修設(shè)備管理系統(tǒng)。檢修設(shè)備管理系統(tǒng)主要包含設(shè)施設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、維護(hù)保養(yǎng)、保養(yǎng)規(guī)程、維修管理，以及關(guān)鍵工藝設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理、段場(chǎng)機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理、設(shè)備報(bào)警管理、設(shè)備狀態(tài)管理、設(shè)備監(jiān)測(cè)故障分析等方面，應(yīng)用多網(wǎng)融合、大數(shù)據(jù)等成果，用以提升車輛基地的智能化水平，進(jìn)一步提高設(shè)備設(shè)施維修檢修的精益化水平。

4.3車門遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和車門的亞健康狀態(tài)分析功能

車門智能化系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控城市軌道交通車輛各個(gè)車門的工作情況，使得各級(jí)管理人員和工程人員可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程了解車門的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。車門智能化系統(tǒng)還能自動(dòng)采集車門的各種運(yùn)行參數(shù)信息，通過系統(tǒng)的故障規(guī)則知識(shí)庫(kù)，智能化判斷當(dāng)前的車門是否將要產(chǎn)生故障，以及故障的原因及其解決方案。通過監(jiān)測(cè)電機(jī)、門控器的工作狀態(tài)，車門智能化系統(tǒng)將優(yōu)先預(yù)測(cè)以下車門系統(tǒng)將要發(fā)生的故障，并能初步分析出產(chǎn)生這些故障的原因。車門智能化系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采集車門數(shù)據(jù)信息，并與該車門的歷史數(shù)據(jù)通過智能算法進(jìn)行比較;用以判斷未來出現(xiàn)故障的概率以及車門是否工作于亞健康狀態(tài)。此外，通過車門系統(tǒng)的亞健康知識(shí)庫(kù)還可智能化判斷當(dāng)前車門可能存在的問題以及所需檢修范圍。

5.降低城市軌道交通車輛車門故障率的具體措施

5.1提高城市軌道交通車輛檢修隊(duì)伍的綜合素質(zhì)

建立起一支基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、專業(yè)技術(shù)過硬的城市軌道交通運(yùn)營(yíng)維護(hù)團(tuán)隊(duì)，是保證城市軌道交通電客車安全高效運(yùn)行的最主要因素，這就要求有效結(jié)合城市軌道交通運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)員工的職業(yè)道德提出更高要求，幫助員工樹立愛崗敬業(yè)的觀念，增強(qiáng)運(yùn)行安全意識(shí)，正確認(rèn)識(shí)城市軌道交通車輛服務(wù)定位，同時(shí)采取多種形式并舉的培訓(xùn)手段，不斷增強(qiáng)車輛運(yùn)維檢修效果，采用活動(dòng)式培訓(xùn)方式，根據(jù)員工學(xué)習(xí)特點(diǎn)，設(shè)備培訓(xùn)主題并將培訓(xùn)內(nèi)容分解到每個(gè)員工身上。針對(duì)城市軌道交通車輛出現(xiàn)的故障案例進(jìn)行專題學(xué)習(xí)，對(duì)案例故障進(jìn)行問題分析并采取多種方式尋求解決方法，在最大程度上避免人為故障的發(fā)生，定期組織全體作業(yè)人員參加安全生產(chǎn)事故學(xué)習(xí)會(huì)。

5.2加強(qiáng)城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)日常維護(hù)

為確保車輛能夠長(zhǎng)期平穩(wěn)的運(yùn)行就必須做好車門系統(tǒng)的日常維護(hù)工作，車門維護(hù)在車輛出發(fā)之前、車輛回庫(kù)之后都要進(jìn)行全面的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，要樹立預(yù)防大于應(yīng)對(duì)的觀念;對(duì)于一些經(jīng)常出現(xiàn)的車門開關(guān)問題要定時(shí)檢查，并建立相關(guān)的應(yīng)急措施，確保軌道交通的安全運(yùn)行。同時(shí)在車門系統(tǒng)日常維護(hù)過程中，需要構(gòu)建維護(hù)檢修制度，可根據(jù)專業(yè)車門供應(yīng)商提供的預(yù)防性維護(hù)檢修計(jì)劃制定符合各企業(yè)的日維護(hù)、月維護(hù)和年維護(hù)計(jì)劃，再按照此計(jì)劃進(jìn)行維護(hù)和檢修。

6.結(jié)束語

城市軌道交通電客車作為城市中重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，其在運(yùn)行過程中具有載客量大、停靠站頻繁的特點(diǎn)，頻繁的開啟/關(guān)閉就給車門的運(yùn)行狀態(tài)造成嚴(yán)重威脅，嚴(yán)重時(shí)甚至直接會(huì)影響到乘客的正常出行和行車安全，為保證城市軌道交通電客車可以保持安全高效的運(yùn)行狀態(tài)，就需要檢修運(yùn)維人員加強(qiáng)對(duì)車門系統(tǒng)的維護(hù)和檢修，最大程度上提高城市軌道車輛的安全運(yùn)營(yíng)效率和使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]孫晨，吳視東，汪會(huì)志.地鐵車門故障診斷專家系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[J].科技視界，2018（33）：9.

[2]劉述芳.城市軌道交通關(guān)鍵設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)初步建構(gòu)[J].設(shè)備管理與維修，2019（3）：22.

[3]余博.面向運(yùn)維的城軌列車在途監(jiān)測(cè)若干關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[D].北京：北京交通大學(xué)，2018.