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摘要：随着社会经济的发展,城市轨道交通以其独特的技术经济优势在缓解交通拥堵中肩负着重要使命。车门是城轨列车运营过程中使用最频繁的部件之一,因此,造成车门系统故障频发,给乘客出行带来不便,与此同时对城市轨道交通安全运营造成严重影响。如何最大限度和高效率地解决客室车门系统故障,进而保持和提升城轨列车的安全运营水平,是亟待研究的技术问题。
关键词：城轨车辆；车门系统、故障、诊断方法
城轨车辆车门系统是城轨车辆系统中重要的组成部分,它的可靠性会直接关系列车运营质量。车门系统作为地铁列车的重要组成部分，其工作状态对于列车的安全运行有重要意义。文章对城轨车门系统的概述，并对常见的车门系统常见故障原因和具体诊断方法做出了相关分析。
关键词：城轨车辆；车门系统、故障、诊断方法
1车门系统概述
根据驱动系统的不同，列车车门包括气动式车门和电动式车门。气动式车门的动力来源于驱动气缸，电动式车门的动力来源于直流或者交流电机。由于安装位置不同，列车车门可分为内藏门、塞拉门和外挂门。内藏门主要由门叶、车门导轨、传动组件、门机械锁闭机构、紧急解锁机构、气动控制系统以及电气控制系统等组成，门叶在车辆侧墙的外墙板与内饰板之间的夹层内移动。塞拉门由门叶、支承杆、托架组件、车门导轨、传动组件、制动组件、紧急解锁机构、车门旁路系统以及电子门控单元等组成，门叶在车门开启状态时贴靠外墙的外侧，在车门关闭状态时门叶外表面与车体外墙成一平面。外挂门主要由门叶、直流驱动电机、车门悬挂机构、丝杆，螺母机械传动机构和电子门控单元等组成。外挂门采用模块化设计和安装，门叶、车门悬挂机构以及传动机构的部分部件安装于车体侧墙外侧，电子门控单元和驱动电机装于车体侧墙的内侧。
2轨道车辆车门系统常见故障极其原因分析
轨道车辆的运行距离比较短，经过站台的数目比较多，在其运行的过程中车门始终处于不停的开关状态，这就使得车门的控制元件容易受到磨损，从而也就提高了故障出现的频率。轨道车辆车门系统的故障程度基本上都是依据车门开关的迟钝、经过站台时候停留的时间延长、到了车门应该开启的时候无法正常打开等情况来定的。从近年来城市轨道交通发展情况来看，轨道车辆车门系统的常见故障大体上可以分为两类:
2.1电器故障，
电器故障主要出现在车门的控制单元、电源、指示灯、继电器等位置，这一故障的出现将会对车门的正常开关带来一定的影响，如某列车的车辆在运行的过程中由于受到了外界信号的非正常干扰，使得车辆车门的开关控制系统不能及时接受控制指令，进而也就使得车门的开关时间延长，同时在关门的时候信号传输发生中断，电流在瞬间增大许多，从而也就引发了电机控制的中断，最终影响了车辆的安全稳定运行。与此同时，轨道车辆是需要外体清洗的，现阶段对于轨道车辆的外体清洗基本上都利用高压水枪来完成，如果指示灯相关构件安装的位置不够合理，就会在清洗的过程中受到水的侵害，严重的就会使得指示灯发生损坏，另外车辆车门的继电器在长期使用的情况下，触点之间的接触电阻就会增大，当这一电阻增大到一定程度的时候，就会对电流的传输带来一定的影响，从而也就容易导致继电器故障等故障类型，最终会使得车辆车门的控制失效，影响轨道车辆的安全稳定运行。
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2.1机械故障
导致这一故障出现的原因有很多，其中车辆的车门的相关部件由于挤压等出现了变形，或者是在生产的过程中，尺寸的误差比较大而使得硬件条件不符合相关要求是最重要的因素，同时在轨道车辆运行的过程中，由于车辆车门的开关频率比较高，从而使得车门硬件条件发生变化也是导致这一类型故障出现的主要原因。在客流量比较大的时候，乘客在上下车的时候都会挤挤攘攘，很多乘客会被挤在车门的位置，长此以往就会导致车门发生变形，这样一来就会使得车门出现开关迟钝等常见故障，不利于轨道车辆的正常运行。
3故障诊断方法
列车在运行过程中会不可避免地产生各种故障，故障发生时会表现出不同的信息征兆。当列车车门系统出现故障时，通过搜索、分析车门运行当中表现出的异样征兆，采用合适的故障诊断方法，得出可能发生的故障原因。随着人工智能技术的发展，故障诊断技术日趋成熟和多样化，目前常用的故障诊断方法包括决策树诊断方法、人工神经网络诊断方法和贝叶斯网络诊断方法等。
3.1决策树诊断方法
是根据对象不同的特征，以树型结构表示分类或决策集合，利用信息论原理对样本的属性进行分析和回归而产生的，所生成的决策树是用样本的属性作为结点，用属性的取值作为分支的树结构。采用决策树算法和粗糙集理论结合的方法，将粗糙集理论中的粗糙度作为决策树分枝的校验属性，通过对决策表的约简泛化，最终构造出车门系统故障诊断决策树，克服常规决策树方法的不足，对车门系统进行了较好的故障分类。决策树诊断方法对车门系统进行可靠性分析，通过对车门的各种故障模式及其对车门的影响进行分析，并把每一个故障模式按其严重程度进行分类。
3.2人工神经网络诊断方法
人工神经网络是由若干个神经元相互作用联系之后形成的非线性系统结构，这一系统可以对信息进行组织与处理，同时可以进行高效的拓展思考，进而呈现出极强的容错性能，现阶段，这一系统在预测控制、模拟识别等领域的应用已经非常广泛了。这一系统不需要实施严苛的训练，将其应用于轨道车辆车门系统故障诊断当中，首先需要做的就是将之前工作实践中典型的故障案例输入到系统当中，并以此来训练系统的“敏感程度”，结合工作需要对系统中的各项参数进行调整，准确测定车辆车门系统运行过程中的位移轨迹以及速度曲线，制定预制相对应的模型，之后在系统当中仿真模拟各类型故障发生时候的实际情况，并对相关数据进行记录，之后就可以将其应用于具体的故障诊断实践当中了。利用这一系统对轨道车辆车门故障进行诊断，可以有效提高故障诊断的效率，实现人工智能化的操作，对于全面提高运维工作效率发挥极大的促进作用。
3.3贝叶斯网络诊断方法
贝叶斯网络是一种图形化概率模型，能集成使用定性信息和定量信息，并充分利用验前信息和试验信息在数据集不完备情况下实现对系统故障完整的概率描述。贝叶斯网络适合于描述复杂系统的故障与征兆之间的多对多的关系和不确定性关系，并根据故障信息推断可能故障原因发生的概率。
结语
车门系统在城市轨道交通车辆上起着举足轻重的作用，因车门系统与乘客的安全紧密联系在一起，安全的理念要始终贯穿在设计始终。控制电路的要简洁实用，控制逻辑要简单合理，去除冗余无效的控制逻辑，防止可能发生故障的节点数量，避免单点故障发生。保证车门控制系统设计既简单实用又安全可靠。
参考文献
[1]邢宗义.城轨列车车门系统及可靠性分析[M].科学出版社,2015.
[2]杜亚林,李小英,何劲辉.城轨车辆车门故障诊断技术研究[J].中国设备工程,2018.
[3]刘宇博.城轨车门系统常见故障诊断分析[J].科技创新导报,2017(10):83-83.
[4]杜亚林,李小英,何劲辉.城轨车辆车门故障诊断技术研究[J].中国设备工程,2018(3).
论文作者:王彦驹
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第03期
论文发表时间:2019/6/17
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