地鐵機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測和智能診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

盧為宇

[摘要]：城市化建設(shè)的不斷深入，提高了人們物質(zhì)生活水平，使其提高對生活質(zhì)量的要求。社會(huì)的進(jìn)步，帶動(dòng)我國交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國地鐵軌道運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)展形勢較好，車站的人流量較多。在此發(fā)展背景下，要想為大眾營造安全的出行環(huán)境，對于地鐵運(yùn)輸作業(yè)來說，必須注重車站設(shè)備的運(yùn)行、監(jiān)測與維護(hù)管理，及時(shí)了解設(shè)備安全狀況，發(fā)現(xiàn)故障和有效處理問題，確保地鐵交通運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)行。

[關(guān)鍵詞]：故障檢測;智能診斷;系統(tǒng)研究

引言

隨著城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，既有線路設(shè)備面臨大修改造、新線設(shè)備尚處于運(yùn)行不穩(wěn)定期等因素，使得依賴人工和經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)設(shè)備維保業(yè)務(wù)模式面臨業(yè)務(wù)瓶頸。地鐵機(jī)電設(shè)備故障的維護(hù)和監(jiān)測、系統(tǒng)運(yùn)行的智能診斷，是設(shè)備以及系統(tǒng)有效運(yùn)作的保障。為了落實(shí)好此項(xiàng)工作，必須了解地鐵機(jī)電設(shè)備的故障特點(diǎn)以及智能診斷系統(tǒng)的功能，保障在實(shí)際工作期間，可以結(jié)合設(shè)備故障特點(diǎn)以及系統(tǒng)功能，高效完成管理工作。

1 地鐵機(jī)電設(shè)備的故障檢測與智能診斷系統(tǒng)研究

1.1 監(jiān)視功能①動(dòng)態(tài)化的圖像顯示功能。動(dòng)態(tài)化的圖像顯示功能，地鐵機(jī)電設(shè)備的故障檢測與智能診斷工作中，可以全面展現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行情況。工作人員在實(shí)際工作期間，利用系統(tǒng)運(yùn)行分析設(shè)備工作的數(shù)據(jù)信息以及運(yùn)行安全性，利用鼠標(biāo)鏈接到設(shè)備的屬性欄，查找設(shè)備的運(yùn)行工作資料，并設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限。②報(bào)警功能。機(jī)電設(shè)備在系統(tǒng)運(yùn)行期間出現(xiàn)問題，智能診斷系統(tǒng)可以優(yōu)先進(jìn)行故障的報(bào)警處理，把故障直觀、全面展現(xiàn)在人機(jī)界面中，結(jié)合問題嚴(yán)重程度，采取有效舉措去解決實(shí)際問題。

1.2 控制功能①機(jī)電設(shè)備的控制功能。通過智能化診斷系統(tǒng)，故障人員能夠直接的登錄地鐵車站控制系統(tǒng)之中，利用系統(tǒng)的分配權(quán)限，有效控制機(jī)電設(shè)備。機(jī)電設(shè)備的功能有群組控制功能、單體機(jī)設(shè)備的控制功能以及焓值控制功能。②模式的控制。結(jié)合機(jī)電設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用于需求，工作人員選擇適合的模式設(shè)置系統(tǒng)各個(gè)參數(shù)、選擇適合的參數(shù)，以此模式進(jìn)行控制。如，就BAS 模數(shù)控制來說，工作人員可依據(jù)自身需求，優(yōu)化參數(shù)，設(shè)置正確的參數(shù)數(shù)值，可確保不同模式的運(yùn)行效果最佳化。③顯示功能。地鐵機(jī)電裝置以及設(shè)備，在故障檢測階段，系統(tǒng)可以利用人機(jī)交互技術(shù)在界面中展示。這樣工作人員能夠清晰的掌握各個(gè)設(shè)備的動(dòng)態(tài)化運(yùn)行效果以及參數(shù)，利用界面顯示運(yùn)行的數(shù)據(jù)，及時(shí)判斷設(shè)備運(yùn)行的情況，發(fā)現(xiàn)存在安全隱患，及時(shí)發(fā)出相關(guān)的控制指令，利用有效舉措解決。

2、地鐵機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測和智能診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)分析

故障檢測與智能診斷系統(tǒng)主要是利用智能化手段對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，整個(gè)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、診斷、傳輸、決策分析以及應(yīng)用層等部分構(gòu)成。

2.1.1 數(shù)據(jù)采集層。主要是對機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與故障信息進(jìn)行采集，側(cè)重于對機(jī)電設(shè)備關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測，如振動(dòng)、溫度和設(shè)備轉(zhuǎn)速等。另外，對于地鐵電梯、屏蔽門等智能化控制設(shè)備，也具有一定的自動(dòng)檢測作用，利用數(shù)據(jù)接口直接獲取檢測數(shù)據(jù)，采用傳感器對設(shè)備電控系統(tǒng)的振動(dòng)、溫度情況進(jìn)行檢測，及時(shí)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.1.2 數(shù)據(jù)分析層。數(shù)據(jù)分析層主要功能是獲取系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，建立數(shù)據(jù)分析算法與故障數(shù)據(jù)庫，便于后續(xù)提取系統(tǒng)內(nèi)故障特征信號(hào)，從而判斷系統(tǒng)部件故障趨勢以及產(chǎn)生故障的原因。數(shù)據(jù)分析層核心是對設(shè)備振動(dòng)頻譜解析，分析機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中存在的問題，完成機(jī)電設(shè)備智能診斷處理。

2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸層。數(shù)據(jù)傳輸層主要采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對機(jī)電設(shè)備故障與診斷問題進(jìn)行分析，并將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)罔F車站與維護(hù)管理區(qū)域，便于整個(gè)維護(hù)系統(tǒng)管理人員與施工人員及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行信息。

2.1.4 決策評估層。主要功能是存儲(chǔ)地鐵機(jī)電設(shè)備維護(hù)專家系統(tǒng)，對設(shè)備維護(hù)信息、歷史數(shù)據(jù)以及狀態(tài)進(jìn)行評估，然后對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)籌評估并進(jìn)行預(yù)警趨勢判斷，向系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)工作人員提供維修建議。

2.1.5 應(yīng)用層。系統(tǒng)應(yīng)用層主要功能是為設(shè)備機(jī)電維護(hù)人員提供各種維護(hù)信息與技術(shù)支持，具有良好的人機(jī)交互界面，及時(shí)現(xiàn)實(shí)各種設(shè)備數(shù)據(jù)分析，對設(shè)備維護(hù)信息、資源和維修數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、查詢與處理。

2.2關(guān)鍵技術(shù)分析

（1）基于在線監(jiān)測的機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程巡檢技術(shù)

基于在線監(jiān)測的機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程巡檢技術(shù)，利用機(jī)電設(shè)備在線監(jiān)測提供的設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)感知能力，針對設(shè)備設(shè)施日常巡檢作業(yè)中可監(jiān)測的巡檢項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測系統(tǒng)自動(dòng)獲取巡檢結(jié)果并自動(dòng)完成填報(bào)。遠(yuǎn)程巡檢具有如下優(yōu)勢：（a）縮短傳統(tǒng)人工巡檢作業(yè)方式所要消耗的大量工時(shí)，從而釋放人力資源，降低人力成本。（b）減少因周期頻繁帶來的人工巡檢作業(yè)準(zhǔn)確度不高、質(zhì)量下降、漏巡普遍等問題。（c）減少目前人工巡檢作業(yè)中存在的弄虛作假、結(jié)果作弊的問題。

（2）基于大數(shù)據(jù)分析的智能故障維修

利用在線監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)故障報(bào)警和預(yù)警，基于智能運(yùn)維數(shù)據(jù)平臺(tái)提供的大數(shù)據(jù)建模分析能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障從自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)提報(bào)、自動(dòng)派工、智能維修、自動(dòng)關(guān)閉的全流程智能故障維修閉環(huán)管理。智能故障維修具有如下優(yōu)勢：（a）故障精準(zhǔn)定位，降低對人工經(jīng)驗(yàn)的依賴、減少由此造成的誤判和維修資源浪費(fèi)。（b）智能維修指導(dǎo)，提供專家級的故障維修輔助建議，指導(dǎo)維修人員快速完成故障的排除和修復(fù)。（c）故障自動(dòng)閉環(huán)，基于智能運(yùn)維數(shù)據(jù)平臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)果，自動(dòng)完成故障工單的確認(rèn)閉環(huán)。（d）高度自動(dòng)化，減少人工操作的環(huán)節(jié)，提高在線故障數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)效率。

3.建立系統(tǒng)的目的

系統(tǒng)能對風(fēng)機(jī)和屏蔽門等設(shè)備進(jìn)行智能化的監(jiān)測和診斷，這些設(shè)備的關(guān)鍵部位其實(shí)很容易損壞或者磨損，一個(gè)部位的損傷往往會(huì)造成其他設(shè)備的故障，嚴(yán)重時(shí)還可影響列車正常運(yùn)行，通過機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程巡檢的應(yīng)用，可以釋放人力資源，降低人力成本，同時(shí)巡檢質(zhì)量也較人工巡檢能有提升，為運(yùn)營時(shí)間的進(jìn)一步延長提供了可能;機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維技術(shù)研究成果可在后續(xù)新建線路中推廣應(yīng)用，并可為其它城市的機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維建設(shè)提供參考依據(jù)。此系統(tǒng)對各個(gè)機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測，可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的全面掌握，使維修人員可以在維修前就能基本了解設(shè)備情況，擁有充足的時(shí)間思考維修方法和做維修準(zhǔn)備，極大提高了維修效率，促進(jìn)了機(jī)電維修模式的轉(zhuǎn)變，從“計(jì)劃維修”轉(zhuǎn)變到“狀態(tài)維修”。

結(jié)束語：

綜上所述，機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維技術(shù)研究成果可在后續(xù)新建線路中推廣應(yīng)用，并可為其它城市的機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維建設(shè)提供參考依據(jù)。此外，也可以利用智能診斷設(shè)備，實(shí)現(xiàn)故障的報(bào)警功能，也為工作人員的工作創(chuàng)造有利條件，準(zhǔn)確找出故障出現(xiàn)原因與位置。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋劍偉.地鐵機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測和智能診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019（01）：45-46.

[2]李欣，彭繼紅.地鐵機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測與智能診斷系統(tǒng)[J].都市快軌交通，2018，28（01）：117-120.

[3]張志鵬，趙晗.地鐵機(jī)電設(shè)備運(yùn)維管理和故障分析系統(tǒng)的研究[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2019，18（02）：15-16.

南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司運(yùn)營分公司 廣西南寧 530028