地铁机电设备故障监测和智能诊断系统设计

卢为宇

[摘要]：城市化建设的不断深入，提高了人们物质生活水平，使其提高对生活质量的要求。社会的进步，带动我国交通运输产业的发展，我国地铁轨道运输领域发展形势较好，车站的人流量较多。在此发展背景下，要想为大众营造安全的出行环境，对于地铁运输作业来说，必须注重车站设备的运行、监测与维护管理，及时了解设备安全状况，发现故障和有效处理问题，确保地铁交通运输的安全运行。

[关键词]：故障检测;智能诊断;系统研究

引言

随着城市轨道交通线网规模的不断扩大，既有线路设备面临大修改造、新线设备尚处于运行不稳定期等因素，使得依赖人工和经验的传统设备维保业务模式面临业务瓶颈。地铁机电设备故障的维护和监测、系统运行的智能诊断，是设备以及系统有效运作的保障。为了落实好此项工作，必须了解地铁机电设备的故障特点以及智能诊断系统的功能，保障在实际工作期间，可以结合设备故障特点以及系统功能，高效完成管理工作。

1 地铁机电设备的故障检测与智能诊断系统研究

1.1 监视功能①动态化的图像显示功能。动态化的图像显示功能，地铁机电设备的故障检测与智能诊断工作中，可以全面展现设备的运行情况。工作人员在实际工作期间，利用系统运行分析设备工作的数据信息以及运行安全性，利用鼠标链接到设备的属性栏，查找设备的运行工作资料，并设置相应的权限。②报警功能。机电设备在系统运行期间出现问题，智能诊断系统可以优先进行故障的报警处理，把故障直观、全面展现在人机界面中，结合问题严重程度，采取有效举措去解决实际问题。

1.2 控制功能①机电设备的控制功能。通过智能化诊断系统，故障人员能够直接的登录地铁车站控制系统之中，利用系统的分配权限，有效控制机电设备。机电设备的功能有群组控制功能、单体机设备的控制功能以及焓值控制功能。②模式的控制。结合机电设备的实际应用于需求，工作人员选择适合的模式设置系统各个参数、选择适合的参数，以此模式进行控制。如，就BAS 模数控制来说，工作人员可依据自身需求，优化参数，设置正确的参数数值，可确保不同模式的运行效果最佳化。③显示功能。地铁机电装置以及设备，在故障检测阶段，系统可以利用人机交互技术在界面中展示。这样工作人员能够清晰的掌握各个设备的动态化运行效果以及参数，利用界面显示运行的数据，及时判断设备运行的情况，发现存在安全隐患，及时发出相关的控制指令，利用有效举措解决。

2、地铁机电设备故障监测和智能诊断系统设计

2.1 系统逻辑架构分析

故障检测与智能诊断系统主要是利用智能化手段对机电设备进行维护，整个系统主要由数据采集、诊断、传输、决策分析以及应用层等部分构成。

2.1.1 数据采集层。主要是对机电设备运行状态与故障信息进行采集，侧重于对机电设备关键部位进行检测，如振动、温度和设备转速等。另外，对于地铁电梯、屏蔽门等智能化控制设备，也具有一定的自动检测作用，利用数据接口直接获取检测数据，采用传感器对设备电控系统的振动、温度情况进行检测，及时获取相关数据。

2.1.2 数据分析层。数据分析层主要功能是获取系统运行状态数据并进行分析，建立数据分析算法与故障数据库，便于后续提取系统内故障特征信号，从而判断系统部件故障趋势以及产生故障的原因。数据分析层核心是对设备振动频谱解析，分析机电设备运行过程中存在的问题，完成机电设备智能诊断处理。

2.1.3 数据传输层。数据传输层主要采用网络技术对机电设备故障与诊断问题进行分析，并将现场数据传输地铁车站与维护管理区域，便于整个维护系统管理人员与施工人员及时了解设备运行信息。

2.1.4 决策评估层。主要功能是存储地铁机电设备维护专家系统，对设备维护信息、历史数据以及状态进行评估，然后对设备运行状态进行统筹评估并进行预警趋势判断，向系统设备维护工作人员提供维修建议。

2.1.5 应用层。系统应用层主要功能是为设备机电维护人员提供各种维护信息与技术支持，具有良好的人机交互界面，及时现实各种设备数据分析，对设备维护信息、资源和维修数据进行记录、存储、统计、查询与处理。

2.2关键技术分析

（1）基于在线监测的机电设备远程巡检技术

基于在线监测的机电设备远程巡检技术，利用机电设备在线监测提供的设备状态实时感知能力，针对设备设施日常巡检作业中可监测的巡检项目，实現在线监测系统自动获取巡检结果并自动完成填报。远程巡检具有如下优势：（a）缩短传统人工巡检作业方式所要消耗的大量工时，从而释放人力资源，降低人力成本。（b）减少因周期频繁带来的人工巡检作业准确度不高、质量下降、漏巡普遍等问题。（c）减少目前人工巡检作业中存在的弄虚作假、结果作弊的问题。

（2）基于大数据分析的智能故障维修

利用在线监测系统的实时故障报警和预警，基于智能运维数据平台提供的大数据建模分析能力，实现设备故障从自动发现、自动提报、自动派工、智能维修、自动关闭的全流程智能故障维修闭环管理。智能故障维修具有如下优势：（a）故障精准定位，降低对人工经验的依赖、减少由此造成的误判和维修资源浪费。（b）智能维修指导，提供专家级的故障维修辅助建议，指导维修人员快速完成故障的排除和修复。（c）故障自动闭环，基于智能运维数据平台的实时监测结果，自动完成故障工单的确认闭环。（d）高度自动化，减少人工操作的环节，提高在线故障数据流转效率。

3.建立系统的目的

系统能对风机和屏蔽门等设备进行智能化的监测和诊断，这些设备的关键部位其实很容易损坏或者磨损，一个部位的损伤往往会造成其他设备的故障，严重时还可影响列车正常运行，通过机电设备远程巡检的应用，可以释放人力资源，降低人力成本，同时巡检质量也较人工巡检能有提升，为运营时间的进一步延长提供了可能;机电设备智能运维技术研究成果可在后续新建线路中推广应用，并可为其它城市的机电设备智能运维建设提供参考依据。此系统对各个机电设备的实时监测，可以实现对数据的全面掌握，使维修人员可以在维修前就能基本了解设备情况，拥有充足的时间思考维修方法和做维修准备，极大提高了维修效率，促进了机电维修模式的转变，从“计划维修”转变到“状态维修”。

结束语：

综上所述，机电设备智能运维技术研究成果可在后续新建线路中推广应用，并可为其它城市的机电设备智能运维建设提供参考依据。此外，也可以利用智能诊断设备，实现故障的报警功能，也为工作人员的工作创造有利条件，准确找出故障出现原因与位置。

参考文献：

[1]宋剑伟.地铁机电设备故障监测和智能诊断系统设计[J].现代制造技术与装备，2019（01）：45-46.

[2]李欣，彭继红.地铁机电设备故障监测与智能诊断系统[J].都市快轨交通，2018，28（01）：117-120.

[3]张志鹏，赵晗.地铁机电设备运维管理和故障分析系统的研究[J].计算机光盘软件与应用，2019，18（02）：15-16.

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