浅析城铁车辆车门远程诊断技术.docx

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浅析城铁车辆车门远程诊断技术

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摘要：近年来，随着云计算、大数据、物联网、移动互联、5G、人工智能等新技术的出现，为城市轨道交通的智能化发展提供了技术基础，车门作为车辆重要的子系统，运用远程诊断技术，可远程监控车门状态，远程诊断及亚健康分析，提升系统安全性及可靠性。

关键词：智能门控器；客户端；车内传输系统；车地传输系统

1系统组网拓扑

图1.远程监测与故障智能诊断系统总体组网图

车门远程监测与故障智能诊断系统总体架构图如图1所示，整个系统主要由智能门控器、车内传输系统、车地传输系统、车门诊断服务器及各种客户端等组成。

智能门控器

智能门控器设备分两种：一种为只负责采集传输数据的从门控器，下文统称为从门控器（LDCU）；另一种既需要采集传输数据还需要充当路由转发来自从门控器采集的数据至车辆网关的主门控器，下文统称为主门控器（MDCU）。

车内传输系统

车内传输系统是指将智能门控器采集的数据在车内传输至车载单元（ERM）。车内传输使用以太网方式，每个车厢配置分配两个网口（由维护网络统一分配IP），分配给主门控器（MDCU）；车厢内部主从门控器之间以及从门控器和主门控器之间采用手拉手连接方式组成车辆内局域网。车厢之间通过交换机组成列车的星型以太网。

车地传输系统

车地传输是指数据经由车载单元（ERM）和LTE设备组成的车地通信网络，负责列车和地面之间的数据传输，车地传输系统由四方所提供。

车门远程监测与故障诊断服务器

车门远程监测与故障诊断服务器用来收集远程的车门传输过来的车门状态参数，对车门状态进行诊断，分析处理和判断车门状态，同时为各种客户端提供相关数据推送服务。

客户端

客户端包括PC端的浏览器客户端、地铁企业微信系统手机客户端，客户端可实时获取车门运行动态，接收车门故障和亚健康状态预警等。

2车门监测数据类型

系统将采集车门开关过程中的驱动电机电流、速度、转角，门控器输入输出IO信号，门控器诊断的故障等，具体如下表所示。

表1.远程诊断数据采集列表

序号

信号名称

数据量大小

实时性要求

备注

1

驱动电机电流

大

低

开关门动作时采集，采集周期10ms

2

驱动电机转速

大

低

开关门动作时采集，采集周期10ms

3

驱动电机转角

大

低

开关门动作时采集，采集周期10ms

4

门控器输入输出信号（至少18种IO信号）

小

低

信号发生变化时，实时采集

5

门控器故障

（近20种故障）

小

高

发生故障时，实时采集

6

门控器基础信息

小

高

门控器上电自检时，实时采集

以上数据均要求实时发送至车门诊断服务器。

3车门远程诊断系统主要功能

1）车门状态的远程实时监测

可以远程实时监测各个地铁的车门的工作情况，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的运行情况。

2）车门的故障诊断

系统会自动采集车门的各种运行参数的数据信息（包含门控器的故障代码），通过车门的典型故障规则知识库智能化判断当前的车门是否产生了故障以及故障的原因和检修方案。

通过监测门系统的工作状态，系统优先预测以下的门系统的常见故障：无法电动关门、开不到位、三秒不解锁、阻力过小、阻力过大等故障，并能初步分析出产生这些故障的原因和给出检修建议。与普通门控器对比，除了已上报故障代码外，智能门控器还可以展示故障发生前后的更多的参数信息，可以指导故障定位和检修工作。

3）车门的亚健康状态分析功能

系统会自动采集车门的各种运行参数的数据信息，并与该车门的历史数据通过对比和基于数据驱动的大数据分析和比较，判断车门是否工作于亚健康状态，并给出未来可能出现的故障，同时给出可能引起问题的部件位置和检修范围。

4）故障信息和亚健康状态的信息推送功能

系统支持基于互联网/移动互联网的消息推送功能，通过事先注册各个线路的维护人员的邮箱信息或使用手机APP（如企业微信客户端），一旦车门出现的故障或亚健康信息，系统可以通过实时的推送车门的实时工作信息，并可查询故障检修的指南和解决方案，以便维修人员及时处理问题。该功能可以使得维修工作由“被动维修”转为“主动维修”、由“全面巡检”转为“重点巡检”。

5）数据分析统计功能

由于数据中心收集了大量的地铁车门的工作数据，通过这些数据的分析和统计，可以支撑地铁运营商的相关工作，也可以通过这些数据指导门系统设计技术的提升。

参考文献：

[1]刘述芳.城市轨道交通关键设备智能运维系统初步建构[J].设备管理与维修,2018(3):22.

[2]王东良.对城市轨道列车客室车门系统故障诊断方法的探析[J].科技创新导报,2018(18):128.

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-全文完-