城市轨道交通车辆的车门智能诊断技术

郑义

【摘  要】经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。随着城市轨道交通线路数和运营总长度的增加，其运营负荷也随之加大，如北京、广州、上海等一线城市，部分城市轨道交通线路在高峰时段列车严重超载。作为车辆上下乘客通道的车门，因频繁开闭、电气部件等多个原因，成为车辆故障频发的主要部件。由此，市场及行业内对城市轨道车辆车门系统故障诊断的需求也日益紧迫。本文就城市轨道交通车辆的车门智能诊断技术展开探讨。

【关键词】城市轨道交通;车辆;车门;智能技术

引言

在城市轨道交通车辆日常运行过程中由于车门为使用最为频繁的机构，因此造成车门成为最容易发生故障的机构，这不仅影响到轨道交通的正常运行，同时还为乘客安全造成潜在隐患。在最大程度上加强对城市轨道交通车辆车门的故障分析，实现高效率的车门故障维护，是保证城市轨道交通安全运营的重要工作内容。

1.车辆基地智能诊断的层次架构

具有前瞻性设计理念的车辆检修基地，需要考虑设施设备“状态维修”和“智能制造”的发展趋势。基地建设可以利用大数据分析的技术手段，在列车控制与管理系统（TCMS）的支持下，通过对车辆和检修设备的状态数据、检修数据进行监控和采集集成，以实现车辆基地检修作业的精细化管控，车辆基地内设备系统和人员的数字化感知，以及检修数据综合分析的智能化管理要求，从而全面提升车辆和设备的检修效率，提高车辆基地管理水平。此外，通过对维修大数据的积累和分析，可用以辅助管理层决策和指导设备检修及后期新线建设。

2.城市轨道交通车辆车门系统组成及工作原理

整个城市轨道交通的车门主要包括五个子系统，第一个子系统为车门导向系统，导向系统的主要作用是对车门运动进行合理的引导，确保车门能够按照正确的轨迹移动;第二个子系统为电控系统，主要是确保车门能够接收和反馈来自车辆系统发送的命令，控制执行器件完成相应的开关门动作;第三个子系统为锁闭系统，主要是通过此系统完成对车门的锁闭工作，确保车门的安全性，防止车辆在行驶的过程中出现车门意外打开;第四个子系统为内外操作装置，通过内外操作装置实现紧急或维护情况下对车门的解锁并打开的控制，确保开关门动作能够正常运作;第五个子系统为车门的基础部件例如密封胶条、护指胶条、缓冲头等，确保整个车门的正常工作。

3.城市轨道交通车辆车门常见故障诊断分析

目前轨道车辆门主要有电控气动门和电传动门两种，其中电控气动门被广泛使用。通过对城市轨道交通车辆的故障统计后发现，车门故障类型主要包括车门关闭/开启失灵、车门位置传感器故障、车门关闭/开启时间过长及车门防误夹装置失灵四种。首先当操作车门关闭/开启开关时，车门不动作且没有任何响声，这是多是由车门控制动作的电磁阀发生故障。当有动作响声，但此时车门锁却没有动作，这种情况多是松锁风缸失灵。当车门出现打开或关闭时间过长，这是由于风缸活塞损坏或密封不好造成。车门在关闭/开启过程中发生振动，多是气动管路发生泄漏。当车门发生夹人故障时，多是由于乘客探测传感器和车门防夹系统损坏。

4.车门系统智能诊断技术

城市軌道交通车辆的车门系统故障智能诊断技术，是通过对车门系统工作状态实施远程监控，对每一个故障发生前的征兆进行监测和采集，经专家库数据比对和统计分析后对发生的故障进行分类（如典型故障、亚健康预测等）和预判断，通过车地无线传输，对车门状态进行实时的传输和预报。各级管理人员和工程技术人员可随时通过网络远程在线了解列车车门系统的实时运行情况，进而形成对车门系统科学的检修维护制度。

4.1系统网络结构

远程监测及故障智能诊断系统由车载监测设备、数据中心诊断服务平台以及客户端等组成。数据中心诊断服务平台有独立的公网IP（网际互连协议）地址，主要具备所有在线运行车门系统监测数据的存储、车门系统的故障判断与诊断、车载设备的远程监控与管理、客户端的远程访问门户等功能。

4.2状态检测预警模型

为了探索和研究设备设施状态监测预警模型，需建设检修设备管理系统。检修设备管理系统主要包含设施设备的实时监测、维护保养、保养规程、维修管理，以及关键工艺设备监测数据管理、段场机电设备监测数据管理、设备报警管理、设备状态管理、设备监测故障分析等方面，应用多网融合、大数据等成果，用以提升车辆基地的智能化水平，进一步提高设备设施维修检修的精益化水平。

4.3车门远程监测和车门的亚健康状态分析功能

车门智能化系统可以远程实时监控城市轨道交通车辆各个车门的工作情况，使得各级管理人员和工程人员可以通过网络远程了解车门的实时运行情况。车门智能化系统还能自动采集车门的各种运行参数信息，通过系统的故障规则知识库，智能化判断当前的车门是否将要产生故障，以及故障的原因及其解决方案。通过监测电机、门控器的工作状态，车门智能化系统将优先预测以下车门系统将要发生的故障，并能初步分析出产生这些故障的原因。车门智能化系统会自动采集车门数据信息，并与该车门的历史数据通过智能算法进行比较;用以判断未来出现故障的概率以及车门是否工作于亚健康状态。此外，通过车门系统的亚健康知识库还可智能化判断当前车门可能存在的问题以及所需检修范围。

5.降低城市轨道交通车辆车门故障率的具体措施

5.1提高城市轨道交通车辆检修队伍的综合素质

建立起一支基础知识扎实、专业技术过硬的城市轨道交通运营维护团队，是保证城市轨道交通电客车安全高效运行的最主要因素，这就要求有效结合城市轨道交通运行特点，对员工的职业道德提出更高要求，帮助员工树立爱岗敬业的观念，增强运行安全意识，正确认识城市轨道交通车辆服务定位，同时采取多种形式并举的培训手段，不断增强车辆运维检修效果，采用活动式培训方式，根据员工学习特点，设备培训主题并将培训内容分解到每个员工身上。针对城市轨道交通车辆出现的故障案例进行专题学习，对案例故障进行问题分析并采取多种方式寻求解决方法，在最大程度上避免人为故障的发生，定期组织全体作业人员参加安全生产事故学习会。

5.2加强城市轨道交通车辆车门系统日常维护

为确保车辆能够长期平稳的运行就必须做好车门系统的日常维护工作，车门维护在车辆出发之前、车辆回库之后都要进行全面的检查，发现问题及时处理，要树立预防大于应对的观念;对于一些经常出现的车门开关问题要定时检查，并建立相关的应急措施，确保轨道交通的安全运行。同时在车门系统日常维护过程中，需要构建维护检修制度，可根据专业车门供应商提供的预防性维护检修计划制定符合各企业的日维护、月维护和年维护计划，再按照此计划进行维护和检修。

6.结束语

城市轨道交通电客车作为城市中重要的交通基础设施，其在运行过程中具有载客量大、停靠站频繁的特点，频繁的开启/关闭就给车门的运行状态造成严重威胁，严重时甚至直接会影响到乘客的正常出行和行车安全，为保证城市轨道交通电客车可以保持安全高效的运行状态，就需要检修运维人员加强对车门系统的维护和检修，最大程度上提高城市轨道车辆的安全运营效率和使用寿命。

参考文献

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