大数据地铁车辆牵引系统故障诊断技术分析

2021-07-13杜强

运输经理世界 2021年35期

杜强

（太原中铁轨道交通建设运营有限公司，山西太原 030000）

0 引言

地铁车辆牵引系统的故障在地铁运营方面有着关键性的影响，所以，进行地铁故障的分析工作对地铁的运营有着很重要的意义。大数据技术已经得到了普及，可以进行大数据技术的挖掘工作，用大数据去评估从而产生成果，因此积极使用大数据技术诊断地铁牵引系统的故障有着非常重要的意义。

1 地铁车辆牵引系统故障诊断现状

出行一直是人们生活的重要组成部分。进入新时代，随着地铁的普及，出行变得前所未有的方便，这缓解了部分出行困难和道路拥堵的困境，但地铁的日常维护已经成为人流众多的公共工程的重要组成部分。许多城市开通了地铁，在加快城市化进程中发挥了重要作用。

地铁由于其速度快、运量大，是必需的出行交通工具，地铁车辆的驱动系统确保了系统运行的安全，如果驱动系统出现故障，地铁会发生事故，确保地铁车辆安全稳定地运行，就需要在发生的故障时候进行精确的分析，从而提高诊断和维修效率[1]。

分析地铁车辆的具体运行，发现牵引故障是主要问题之一。所以，在实际的工作中，应先展开对地铁车辆的分析和问题处理，才可以有效地减少故障的发生。为了更合理地解决地铁车辆牵引系统的问题，需要对出现的问题进行准确评估。概念分析表明，所谓的牵引系统故障诊断，具体而言是指诊断系统在不分解系统部件的情况下的功能以及影响因素的局限性。在当前的地铁车辆故障诊断中，主要使用两种诊断系统：

一种是车外诊断系统，使用许多额外的测试工具来评估故障。实际上，在调查地铁的缺陷时,发现了非常明显的地铁车辆故障不确定性，因此，使用非车辆诊断系统评估功能会记录更多时间和非常不准确的错误信息。

另一种是车载诊断系统。目前，地铁车辆安装了行车记录仪，以实时记录车辆的行驶数据、电压和电流等参数、运行发动机数据，这些数据可以保留在控制台的数据库中，在发生故障时，其提示可以起到提醒的作用。两种诊断系统都有缺陷。此外，地铁车辆可能出现的故障无法预测，总使用价值也很低。

2 大数据背景下的地铁车辆系统故障

由于需要对地铁车辆的维护进行及时诊断，大数据可用于诊断和分析交通管制实施中的问题。在故障的具体诊断中，系统中专家委员会的观点也会影响诊断的准确性。专家委员会在分析故障原因和确保及时恢复方面表现出色。它是系统故障和大数据的有效组合，可以集合各种故障问题展开分析和处理。

根据故障诊断的要求，系统工作如下：

首先，建立一个系统中心工作基础，可用于存储设计阶段的设计数据，并可存储操作模型的影响和风险数据以及各种类型的测试数据。

其次，根据大数据技术，在无数故障的前提下建立数据库。

最后，在相关链中进行故障分析，以便正确评估和分析错误之处[2]。

2.1 监控中心层

从功能的角度来看，监控中心层的主要功能是收集不同车辆位置的故障，并对故障的整体原因进行分析。最终分析数据可作为故障应急处理的支持和参考。监控中心层应实现低特定使用率的监控，并在车联网系统之间交换信息，包括特定诊断等信息，以强调联动效应，出现故障的车辆也将显著减少。总而言之，车辆的故障驱动系统找不到踪迹，信息分析可以识别特定的故障，并确定个体错误的确切原因，从而提高诊断和诊断的准确性。

2.2 车辆段分系统

对车辆段分系统的具体分析表明，它主要由接入设备、转子、本地开关设备和带有服务器的电子邮件中心组成。这一部分的主要功能是实时组织和数据收集、评估及维修车辆部件。在具体分析中，故障也是偶然发生的。车辆段分系统的应用程序可以随时及时记录故障，以便根据故障发生的时间和地点进行分析，并使用大数据进行工作。这样，对不同部件的具体故障频率的分析将更加准确。根据规律性，每辆车的每一个结构和每一个部件的维修都将有一个明确的方向，维修的具体用途将有显著的提升和增加[3]。

2.3 车载级分系统

车载级分系统是一个广泛的基于数据的诊断系统的重要组成部分，用于诊断车辆的牵引力问题。系统开发的细节主要包括用于计算机控制和车辆内部网络系统的微处理系统。对于车载分类系统的具体应用，主要有五大功能，即：完整的故障信息采集、信息传输、信息预处理、简单的故障诊断和紧急故障处理。在车辆牵引故障诊断系统中，车载级分系统是最核心的系统，它不仅可以收集信息并进行分析，还可以根据处理后的信息对故障进行处理，从而强调故障在车载系统诊断和处理中的应用价值。当然，其他两个部分的价值也不容忽视，因为三者的结合可以进一步发展系统的整体功能，从而提高故障诊断和维修的实效性。

车载级分系统控制的功能特别体现在以下几个方面：

第一，能够合理解决牵引设备和开发设备运行中的故障，操作人员的人身安全和设备的完整性可以得到更好的保证。

第二，如果这些设备出现故障，则无法保证乘客的安全，因此在故障诊断中，对设备故障、对地定位、车辆返修等都要及时进行相应的处理。

第三，能够实施维护功能和支持性诊断，这可以及时提醒驾驶员考虑一些事项，同时还能执行一些相对简单的故障排除任务。

第四，系统支持警报，可以支持多个方面，这取决于其每一条警报条件确定的处理顺序，能够提供警报信息的记录，鉴于车载级分系统的数据处理及其传输也需要合理收集各子系统运行中的实际参数和故障记录，以便将其传输至内部内置系统，并且基于以太网和无线网卡，他们的数据可以直接传输到地面，但对于数据保存和系统功能而言，两者都是独立和相互依赖的，从而提高了整个系统的安全性和稳定性[4]。

2.4 故障的一般诊断

测试法通常用于分析地铁车辆的牵引故障。简而言之，这是基于实际数据和参考模型的详细比较。根据对比和数据，对故障进行分析，从而有效解决问题。

2.5 牵引故障诊断系统

地铁车辆安全操作至关重要，必须尽一切努力及时解决或消除任何安全风险。根据可能导致问题的方面进行详细研究，有针对性地建议解决方案。目前比较专业的是MVTS-FDS 系统。该系统是一个专业的识别系统，基于强大的集成和分析能力，以实现快速处理、诊断大量数据，以快速找到故障原因的特征。此外，车载安全系统还可以在发生事故时做出智能反应，自动报警的同时监控系统状态并收集系统数据，车辆设备的实时状态最终都能得到及时的反馈。

2.6 故障诊断与分析系统

通过建立故障诊断系统和故障分析系统，目前可以完成以下工作。首先，在系统内部专家的帮助下，形成良好的诊断思维模式，诊断可以通过专业知识库在系统内评估故障原因，培育诊断思维模式，在内部专家系统的帮助下及时排除故障。其次，对于一些更具体的故障，将建立专门的数据库，以便记录数据，对于一些更具体的故障，将真实记录数据，详细记录数据，并单独分类。最后，将建立一个故障诊断系统，以实现远程操作和维修[5]。开发能够实现完整故障诊断的软件，保证故障诊断的准确性，保证近距离地铁车辆的运行安全。

3 大数据地铁车辆牵引系统故障断技术分析

目前在我国技术飞速发展和人工智能技术不断成熟的同时，也有一些针对其特点的诊断、控制和处理技术，并将其应用于地铁牵引系统的故障诊断中，其方向可以推动这一智能化和自动化的不断发展。

3.1 故障智能分析

通过专家系统中的技术进行持续研究，并且得到有效使用，可以在一定程度上进行扩展诊断，例如通过专家系统可以优化使用牵引过电流，并对存在问题的主要原因进行分析和调查，进一步为维修人员提供相关的帮助。因为机电一体化和相关的智能技术已经快速发展，并且也有助于非接触式传感器的普遍应用，通过批量应用，这些传感器能够收集更多的数字报告，准确有效地报告事故现象。

3.2 故障结果的精确分析

大数据技术的不断进步和发展，基于一系列分析方法，可以提高故障诊断的准确性。神经网络故障专家系统是相对宽容的，不仅在获取信息方面有很大的优势，而且在处理方面也有优势，结果也是相当精确的。总的来说，随着大数据技术的进步，结合新技术和网络进行诊断可以显著改进故障的处理问题，大数据技术可以提供大规模并行处理工作，并在获取信息和并行处理方面可以获得巨大好处。

3.3 故障信息的网络分析

在故障发生的过程中，需要能够通过提高维修来制定直观的解决方案，重点关注故障网络的计算机化，不仅可以打破信息传递中的空间传播，也可以在一定程度上提高资源的部分共享，并且能够在技术方面与专家进行有效沟通。现阶段，尽管大数据在地铁系统故障诊断中的应用仍处于起步阶段，还有很多东西需要学习，但未来的方法和应用前景广阔。当然，本文中描述的仍然不够充分，例如，现有数据不符合全面处理故障诊断和技术服务的目标。我们仍处于数据处理、集成和规范的初级阶段，未来的发展仍有许多瓶颈需要我们去进行不断的调整。

4 地铁车辆牵引系统的故障诊断技术展望

城市轨道交通与国有铁路相比较有其特殊性：车速较低、距离短、运行时间长、旅客的舒适度强；地铁具有强大的灵活性和降噪音能力；维护可以在4 小时内夜间停电的情况下进行。在地铁的正常运行中，经常会有许多类型的干扰因素从而影响地铁的运营，如有处理不善的情况，也可能导致小问题变成大问题，扰乱地铁秩序，甚至导致安全问题的发生。这需要我们对突发的安全事件进行有效的车辆调整，以防止最终的故障出现。地铁发生故障时，地铁车辆牵引系统的故障就是其中的一种，该故障实际上会直接影响地铁运营的效率和安全。

新时代，机电一体化与计算机技术的对接得以实现，预计未来各种应用新技术的发展和智能系统的引入会确保故障分析和诊断的智能化，监控和分析过程不仅大大缩短了时间，也提高了精度，还可以更好地满足现实的需求。

随着网络通信技术和大数据技术的不断发展，车辆故障诊断越来越受到用户的重视。为了使驾驶的车辆更加可靠，我国已经制定了地铁车辆的总体开发计划，该计划不仅适用于车辆的牵引系统，还涵盖了车辆中的所有应用，如制动系统等，使车辆的运行更加安全。

地铁车辆牵引系统的分析和诊断是一项复杂的任务，鉴于其安全性，在实际运行中，工作人员应按照严格的标准执行，正确运行，及时解决安全风险，排除工作期间的一般故障或特殊故障。需要详细记录故障，还应该注意对特殊故障进行特殊分类，以便将来顺利上传数据，并为将来智能诊断系统工作做好铺垫。在地铁线路的运行和通车过程中，地铁车辆牵引系统的故障是不可忽视的问题，为了保障乘客安全和地铁的正常通行，需要加强对地铁车辆牵引系统的故障的管理和控制，具体来说，对地铁车辆牵引系统的故障的控制思路，主要是坚持及时响应、优先处理、快速调整三大原则，以此促进地铁车辆牵引系统的故障问题的尽快解决，促进地铁线路的正常运行。