城市軌道交通車輛的車門智能診斷技術(shù)研究

唐江洲

摘 要：為了有效緩解日益嚴(yán)重的交通擁堵問(wèn)題，我國(guó)大規(guī)模開(kāi)展軌道交通建設(shè)，不僅改善了交通問(wèn)題，同時(shí)也優(yōu)化了城市區(qū)域布局，促進(jìn)了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。然而，由于日均載客量龐大，車門需要頻繁關(guān)閉，因而車門系統(tǒng)比較容易出現(xiàn)故障，導(dǎo)致車門難以正常開(kāi)關(guān)，甚至出現(xiàn)損壞，影響乘客安全。因此，必須加強(qiáng)對(duì)軌道交通車輛車門系統(tǒng)的診斷與維護(hù)，盡可能降低車門故障對(duì)車輛運(yùn)行安全性的影響。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;車輛車門;智能診斷技術(shù)

中圖分類號(hào)：U279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 前言

目前，城市軌道交通已經(jīng)逐漸成為最常見(jiàn)的公共交通基礎(chǔ)設(shè)施，不僅優(yōu)化了城市的空間布局，同時(shí)也為人們的日常出行提供了極大的便利。面對(duì)每日數(shù)量龐大的客流量，軌道交通車輛的車門開(kāi)關(guān)頻次非常高，比較容易出現(xiàn)故障或損壞，在威脅乘客安全的同時(shí)，也增加了運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。鑒于此，本文對(duì)城市軌道交通車輛的車門智能診斷技術(shù)展開(kāi)研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)及其常見(jiàn)故障

城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)主要由5個(gè)子系統(tǒng)組成，即導(dǎo)向系統(tǒng)、鎖閉系統(tǒng)、內(nèi)外操作裝置、電控系統(tǒng)以及基礎(chǔ)構(gòu)件系統(tǒng)。其中，導(dǎo)向系統(tǒng)負(fù)責(zé)引導(dǎo)車門運(yùn)動(dòng)，保證車門按照既定軌道移動(dòng);鎖閉系統(tǒng)的主要作用是完成車門的鎖閉，保證車輛行駛過(guò)程中車門不會(huì)意外打開(kāi)，保障行車安全;內(nèi)外操作裝置主要作用是在緊急情況下打開(kāi)車門，解除控制，保證車門開(kāi)關(guān)動(dòng)作的正常運(yùn)行;基礎(chǔ)構(gòu)建系統(tǒng)指的是車門組成的各個(gè)基礎(chǔ)部件，包括密封膠條、緩沖頭等。城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)的常見(jiàn)故障類型包括車門開(kāi)關(guān)失靈、傳感器故障、門控器故障、車門出現(xiàn)白紋、腐蝕裂紋等。

2 城市軌道交通車輛的車門智能診斷技術(shù)

智能診斷技術(shù)指的是車門系統(tǒng)故障的診斷技術(shù)，其工作原理為通過(guò)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控車門系統(tǒng)的工作狀態(tài)，監(jiān)測(cè)發(fā)生故障前的征兆，并采集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)判斷，再利用車地?zé)o線傳輸，將車門狀態(tài)隨時(shí)隨地預(yù)報(bào)給相關(guān)工作人員，使其可以遠(yuǎn)程了解車門的整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)故障的早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)，形成科學(xué)的車門維護(hù)檢修制度。

2.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

車門智能診斷系統(tǒng)主要由3大部分組成，即車載檢測(cè)設(shè)備、客戶端、數(shù)據(jù)中心診斷服務(wù)平臺(tái)，具體架構(gòu)見(jiàn)圖1。

2.2 車載監(jiān)測(cè)設(shè)備

該設(shè)備是智能門控器，組網(wǎng)情況見(jiàn)圖2。車載監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝在車輛的車廂內(nèi)，負(fù)責(zé)車門數(shù)據(jù)的采集與傳輸，數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)姆绞桨▋煞N，無(wú)線和以太網(wǎng)，二者均可以動(dòng)態(tài)采集與傳輸電機(jī)電流、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速以及門控器故障代碼等車門系統(tǒng)的工作數(shù)據(jù)，并將其傳輸給數(shù)據(jù)中心診斷服務(wù)平臺(tái)，用作故障的診斷與分析。

2.3 智能門控器及其數(shù)據(jù)傳輸

在老式門控器內(nèi)部嵌入數(shù)據(jù)采集以太網(wǎng)卡，便構(gòu)建成了智能門控器，該裝置具有電機(jī)控制與數(shù)據(jù)采集雙重功能，其中數(shù)據(jù)采集是指對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。并且，采集數(shù)據(jù)之后，該裝置還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，傳輸終端是車載以太網(wǎng)設(shè)備。

2.4 車載以太網(wǎng)設(shè)備

前文中提到，智能門控器會(huì)將采集的電機(jī)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，傳輸至車載以太網(wǎng)設(shè)備，而車載以太網(wǎng)設(shè)備會(huì)對(duì)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定分析處理，再傳輸至數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺(tái)，這一過(guò)程便實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)特性參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，過(guò)程如圖3所示。

2.5 車門遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能

主要是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)門控器與電機(jī)的工作運(yùn)行情況，方便相關(guān)工作人員了解車門運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，車門遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)還具有自動(dòng)采集車門運(yùn)行參數(shù)的功能，經(jīng)過(guò)故障規(guī)則知識(shí)庫(kù)的分析，做出是否將要出現(xiàn)故障、將要出現(xiàn)何種故障以及故障產(chǎn)生原因等預(yù)判斷。

2.6 移動(dòng)維修功能

在車門智能診斷系統(tǒng)中，具有移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通訊功能模塊。當(dāng)車門發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)將故障相關(guān)信息發(fā)送給相關(guān)工作人員，并且還為工作人員提供車門故障檢修指南與方案的查詢功能，為維修工作的展開(kāi)提供便利。移動(dòng)維修功能改變了軌道交通車門故障維修故障的性質(zhì)，從原來(lái)的“被動(dòng)維修”轉(zhuǎn)變成“主動(dòng)維修”，從原來(lái)的“大范圍巡檢”轉(zhuǎn)變成“重點(diǎn)巡檢”。

2.7 技術(shù)專家遠(yuǎn)程會(huì)診

智能診斷系統(tǒng)除了具有實(shí)時(shí)收集、傳輸門控器與電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的功能外，還可以對(duì)車門進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，而動(dòng)態(tài)跟蹤即對(duì)運(yùn)行車門的經(jīng)緯度或者線路公里標(biāo)等數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，這樣一來(lái)，一旦車門出現(xiàn)故障，技術(shù)人員可以利用車門智能化診斷系統(tǒng)請(qǐng)技術(shù)專家進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診。技術(shù)專家通過(guò)智能化診斷系統(tǒng)，可以獲知車門運(yùn)行以及車門故障的各類數(shù)據(jù)與信息，有利于提升診斷的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性與高效性。

2.8 大數(shù)據(jù)分析功能

車門智能診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心診斷服務(wù)平臺(tái)儲(chǔ)存了大量關(guān)于車門運(yùn)行的數(shù)據(jù)與信息，這些數(shù)據(jù)既可以為線路運(yùn)營(yíng)方的相關(guān)工作提供一定數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也有利于提升軌道交通車門系統(tǒng)技術(shù)水平，增強(qiáng)故障判斷的時(shí)效性與準(zhǔn)確性，及時(shí)采取故障處理措施，做到防患于未然。

3 降低城市軌道交通車輛車門故障率的具體措施

3.1 提升檢修隊(duì)伍的綜合素質(zhì)

為了降低城市軌道交通車輛車門故障發(fā)生率，必須要提高檢修隊(duì)伍的綜合素質(zhì)，組建一支具有扎實(shí)專業(yè)知識(shí)以及高超技術(shù)水平的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理隊(duì)伍。為此，必須要根據(jù)城市軌道交通車輛特點(diǎn)，全面提升檢修人員的綜合素質(zhì)與職業(yè)道德，通過(guò)培訓(xùn)、知識(shí)講座等方式，幫助工作人員正確認(rèn)識(shí)軌道交通車輛的服務(wù)定位，提升起安全意識(shí)，使其樹(shù)立起愛(ài)崗敬業(yè)的觀念。同時(shí)，結(jié)合檢修人員的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，制定多樣化的、針對(duì)性的培訓(xùn)方式，如案例分析、集體討論等，以不斷提升員工的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備，以及專業(yè)技術(shù)水平。

3.2 重視車門系統(tǒng)的日常維護(hù)

車輛是由多種復(fù)雜零件組裝而成，一旦其中某一種零件出現(xiàn)損壞、故障，便會(huì)導(dǎo)致整體運(yùn)行狀態(tài)不良，甚至無(wú)法運(yùn)行，因此必須要對(duì)軌道車輛進(jìn)行定期維護(hù)。本文認(rèn)為，日常維護(hù)是降低車門故障的重要手段之一。首先，定期對(duì)車門功能進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，避免問(wèn)題車輛運(yùn)行;其次，通過(guò)集中培訓(xùn)、日常宣傳等措施，在檢修隊(duì)伍中樹(shù)立“維護(hù)大于搶修”的理念，使檢修工作人員增強(qiáng)對(duì)日常維護(hù)的重視，不要在出現(xiàn)故障后才重視，以此來(lái)加強(qiáng)日常對(duì)軌道交通車輛的保養(yǎng)工作，盡可能避免車門系統(tǒng)出現(xiàn)失靈、開(kāi)閉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、傳感器故障以及車門防誤夾裝置失靈等故障，為車輛運(yùn)行提供安全性保障。

3.3 選擇科學(xué)故障診斷手段

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)正處在飛速發(fā)展時(shí)期，故障診斷技術(shù)的發(fā)展日新月異。在這一背景下，為了顯著提升軌道交通車輛車門故障診斷的準(zhǔn)確性，檢修隊(duì)伍需要不斷引進(jìn)先進(jìn)的車門故障診斷技術(shù)，同時(shí)大范圍內(nèi)收集、整理不同類型軌道車輛門產(chǎn)品的常見(jiàn)故障類型、故障原因以及故障失效形勢(shì)，構(gòu)建起軌道交通車輛車門產(chǎn)品基本故障的大數(shù)據(jù)庫(kù)，為車門故障的診斷、維修以及保養(yǎng)工作提供一定參考。

4 結(jié)論

城市軌道交通因停靠站頻繁、客流量大等原因，車門系統(tǒng)比較容易出現(xiàn)故障，對(duì)乘客的出行安全具有一定威脅。所以，為了確保軌道交通車輛運(yùn)行安全，以實(shí)現(xiàn)故障的早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防，避免重大事故，利用智能診斷系統(tǒng)不僅可以起到預(yù)防故障的作用，而且在故障出現(xiàn)后還可以自動(dòng)記錄故障的完整信息，分析故障原因，有利于維修人員了解車門系統(tǒng)性能，進(jìn)而提升自身維修技術(shù)水平?？偠灾?，通過(guò)智能診斷技術(shù)可有效降低軌道交通車輛車門故障發(fā)生率，延長(zhǎng)車門產(chǎn)品的使用壽命，降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]張偉，陸馳宇.城市軌道交通車輛車門控制軟件安全完整性技術(shù)應(yīng)用研究[J].城市軌道交通研究，2013（10）：21-24.

[2]王紅艷，霍苗苗，張驕，等.城市軌道交通關(guān)鍵設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與智能診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[C].智慧城市與軌道交通，2016.

[3]劉丙林，朱佳，李翔宇.城市軌道交通車輛智能運(yùn)維系統(tǒng)探索與研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2019（06）：16-21.