杜強

（太原中鐵軌道交通建設運營有限公司，山西太原 030000）

0 引言

地鐵車輛牽引系統(tǒng)的故障在地鐵運營方面有著關鍵性的影響，所以，進行地鐵故障的分析工作對地鐵的運營有著很重要的意義。大數(shù)據(jù)技術已經得到了普及，可以進行大數(shù)據(jù)技術的挖掘工作，用大數(shù)據(jù)去評估從而產生成果，因此積極使用大數(shù)據(jù)技術診斷地鐵牽引系統(tǒng)的故障有著非常重要的意義。

1 地鐵車輛牽引系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)狀

出行一直是人們生活的重要組成部分。進入新時代，隨著地鐵的普及，出行變得前所未有的方便，這緩解了部分出行困難和道路擁堵的困境，但地鐵的日常維護已經成為人流眾多的公共工程的重要組成部分。許多城市開通了地鐵，在加快城市化進程中發(fā)揮了重要作用。

地鐵由于其速度快、運量大，是必需的出行交通工具，地鐵車輛的驅動系統(tǒng)確保了系統(tǒng)運行的安全，如果驅動系統(tǒng)出現(xiàn)故障，地鐵會發(fā)生事故，確保地鐵車輛安全穩(wěn)定地運行，就需要在發(fā)生的故障時候進行精確的分析，從而提高診斷和維修效率[1]。

分析地鐵車輛的具體運行，發(fā)現(xiàn)牽引故障是主要問題之一。所以，在實際的工作中，應先展開對地鐵車輛的分析和問題處理，才可以有效地減少故障的發(fā)生。為了更合理地解決地鐵車輛牽引系統(tǒng)的問題，需要對出現(xiàn)的問題進行準確評估。概念分析表明，所謂的牽引系統(tǒng)故障診斷，具體而言是指診斷系統(tǒng)在不分解系統(tǒng)部件的情況下的功能以及影響因素的局限性。在當前的地鐵車輛故障診斷中，主要使用兩種診斷系統(tǒng)：

一種是車外診斷系統(tǒng)，使用許多額外的測試工具來評估故障。實際上，在調查地鐵的缺陷時,發(fā)現(xiàn)了非常明顯的地鐵車輛故障不確定性，因此，使用非車輛診斷系統(tǒng)評估功能會記錄更多時間和非常不準確的錯誤信息。

另一種是車載診斷系統(tǒng)。目前，地鐵車輛安裝了行車記錄儀，以實時記錄車輛的行駛數(shù)據(jù)、電壓和電流等參數(shù)、運行發(fā)動機數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以保留在控制臺的數(shù)據(jù)庫中，在發(fā)生故障時，其提示可以起到提醒的作用。兩種診斷系統(tǒng)都有缺陷。此外，地鐵車輛可能出現(xiàn)的故障無法預測，總使用價值也很低。

2 大數(shù)據(jù)背景下的地鐵車輛系統(tǒng)故障

由于需要對地鐵車輛的維護進行及時診斷，大數(shù)據(jù)可用于診斷和分析交通管制實施中的問題。在故障的具體診斷中，系統(tǒng)中專家委員會的觀點也會影響診斷的準確性。專家委員會在分析故障原因和確保及時恢復方面表現(xiàn)出色。它是系統(tǒng)故障和大數(shù)據(jù)的有效組合，可以集合各種故障問題展開分析和處理。

根據(jù)故障診斷的要求，系統(tǒng)工作如下：

首先，建立一個系統(tǒng)中心工作基礎，可用于存儲設計階段的設計數(shù)據(jù)，并可存儲操作模型的影響和風險數(shù)據(jù)以及各種類型的測試數(shù)據(jù)。

其次，根據(jù)大數(shù)據(jù)技術，在無數(shù)故障的前提下建立數(shù)據(jù)庫。

最后，在相關鏈中進行故障分析，以便正確評估和分析錯誤之處[2]。

2.1 監(jiān)控中心層

從功能的角度來看，監(jiān)控中心層的主要功能是收集不同車輛位置的故障，并對故障的整體原因進行分析。最終分析數(shù)據(jù)可作為故障應急處理的支持和參考。監(jiān)控中心層應實現(xiàn)低特定使用率的監(jiān)控，并在車聯(lián)網系統(tǒng)之間交換信息，包括特定診斷等信息，以強調聯(lián)動效應，出現(xiàn)故障的車輛也將顯著減少?？偠灾?，車輛的故障驅動系統(tǒng)找不到蹤跡，信息分析可以識別特定的故障，并確定個體錯誤的確切原因，從而提高診斷和診斷的準確性。

2.2 車輛段分系統(tǒng)

對車輛段分系統(tǒng)的具體分析表明，它主要由接入設備、轉子、本地開關設備和帶有服務器的電子郵件中心組成。這一部分的主要功能是實時組織和數(shù)據(jù)收集、評估及維修車輛部件。在具體分析中，故障也是偶然發(fā)生的。車輛段分系統(tǒng)的應用程序可以隨時及時記錄故障，以便根據(jù)故障發(fā)生的時間和地點進行分析，并使用大數(shù)據(jù)進行工作。這樣，對不同部件的具體故障頻率的分析將更加準確。根據(jù)規(guī)律性，每輛車的每一個結構和每一個部件的維修都將有一個明確的方向，維修的具體用途將有顯著的提升和增加[3]。

2.3 車載級分系統(tǒng)

車載級分系統(tǒng)是一個廣泛的基于數(shù)據(jù)的診斷系統(tǒng)的重要組成部分，用于診斷車輛的牽引力問題。系統(tǒng)開發(fā)的細節(jié)主要包括用于計算機控制和車輛內部網絡系統(tǒng)的微處理系統(tǒng)。對于車載分類系統(tǒng)的具體應用，主要有五大功能，即：完整的故障信息采集、信息傳輸、信息預處理、簡單的故障診斷和緊急故障處理。在車輛牽引故障診斷系統(tǒng)中，車載級分系統(tǒng)是最核心的系統(tǒng)，它不僅可以收集信息并進行分析，還可以根據(jù)處理后的信息對故障進行處理，從而強調故障在車載系統(tǒng)診斷和處理中的應用價值。當然，其他兩個部分的價值也不容忽視，因為三者的結合可以進一步發(fā)展系統(tǒng)的整體功能，從而提高故障診斷和維修的實效性。

車載級分系統(tǒng)控制的功能特別體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，能夠合理解決牽引設備和開發(fā)設備運行中的故障，操作人員的人身安全和設備的完整性可以得到更好的保證。

第二，如果這些設備出現(xiàn)故障，則無法保證乘客的安全，因此在故障診斷中，對設備故障、對地定位、車輛返修等都要及時進行相應的處理。

第三，能夠實施維護功能和支持性診斷，這可以及時提醒駕駛員考慮一些事項，同時還能執(zhí)行一些相對簡單的故障排除任務。

第四，系統(tǒng)支持警報，可以支持多個方面，這取決于其每一條警報條件確定的處理順序，能夠提供警報信息的記錄，鑒于車載級分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及其傳輸也需要合理收集各子系統(tǒng)運行中的實際參數(shù)和故障記錄，以便將其傳輸至內部內置系統(tǒng)，并且基于以太網和無線網卡，他們的數(shù)據(jù)可以直接傳輸?shù)降孛?，但對于?shù)據(jù)保存和系統(tǒng)功能而言，兩者都是獨立和相互依賴的，從而提高了整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性[4]。

2.4 故障的一般診斷

測試法通常用于分析地鐵車輛的牽引故障。簡而言之，這是基于實際數(shù)據(jù)和參考模型的詳細比較。根據(jù)對比和數(shù)據(jù)，對故障進行分析，從而有效解決問題。

2.5 牽引故障診斷系統(tǒng)

地鐵車輛安全操作至關重要，必須盡一切努力及時解決或消除任何安全風險。根據(jù)可能導致問題的方面進行詳細研究，有針對性地建議解決方案。目前比較專業(yè)的是MVTS-FDS 系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個專業(yè)的識別系統(tǒng)，基于強大的集成和分析能力，以實現(xiàn)快速處理、診斷大量數(shù)據(jù)，以快速找到故障原因的特征。此外，車載安全系統(tǒng)還可以在發(fā)生事故時做出智能反應，自動報警的同時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)并收集系統(tǒng)數(shù)據(jù)，車輛設備的實時狀態(tài)最終都能得到及時的反饋。

2.6 故障診斷與分析系統(tǒng)

通過建立故障診斷系統(tǒng)和故障分析系統(tǒng)，目前可以完成以下工作。首先，在系統(tǒng)內部專家的幫助下，形成良好的診斷思維模式，診斷可以通過專業(yè)知識庫在系統(tǒng)內評估故障原因，培育診斷思維模式，在內部專家系統(tǒng)的幫助下及時排除故障。其次，對于一些更具體的故障，將建立專門的數(shù)據(jù)庫，以便記錄數(shù)據(jù)，對于一些更具體的故障，將真實記錄數(shù)據(jù)，詳細記錄數(shù)據(jù)，并單獨分類。最后，將建立一個故障診斷系統(tǒng)，以實現(xiàn)遠程操作和維修[5]。開發(fā)能夠實現(xiàn)完整故障診斷的軟件，保證故障診斷的準確性，保證近距離地鐵車輛的運行安全。

3 大數(shù)據(jù)地鐵車輛牽引系統(tǒng)故障斷技術分析

目前在我國技術飛速發(fā)展和人工智能技術不斷成熟的同時，也有一些針對其特點的診斷、控制和處理技術，并將其應用于地鐵牽引系統(tǒng)的故障診斷中，其方向可以推動這一智能化和自動化的不斷發(fā)展。

3.1 故障智能分析

通過專家系統(tǒng)中的技術進行持續(xù)研究，并且得到有效使用，可以在一定程度上進行擴展診斷，例如通過專家系統(tǒng)可以優(yōu)化使用牽引過電流，并對存在問題的主要原因進行分析和調查，進一步為維修人員提供相關的幫助。因為機電一體化和相關的智能技術已經快速發(fā)展，并且也有助于非接觸式傳感器的普遍應用，通過批量應用，這些傳感器能夠收集更多的數(shù)字報告，準確有效地報告事故現(xiàn)象。

3.2 故障結果的精確分析

大數(shù)據(jù)技術的不斷進步和發(fā)展，基于一系列分析方法，可以提高故障診斷的準確性。神經網絡故障專家系統(tǒng)是相對寬容的，不僅在獲取信息方面有很大的優(yōu)勢，而且在處理方面也有優(yōu)勢，結果也是相當精確的?？偟膩碚f，隨著大數(shù)據(jù)技術的進步，結合新技術和網絡進行診斷可以顯著改進故障的處理問題，大數(shù)據(jù)技術可以提供大規(guī)模并行處理工作，并在獲取信息和并行處理方面可以獲得巨大好處。

3.3 故障信息的網絡分析

在故障發(fā)生的過程中，需要能夠通過提高維修來制定直觀的解決方案，重點關注故障網絡的計算機化，不僅可以打破信息傳遞中的空間傳播，也可以在一定程度上提高資源的部分共享，并且能夠在技術方面與專家進行有效溝通?，F(xiàn)階段，盡管大數(shù)據(jù)在地鐵系統(tǒng)故障診斷中的應用仍處于起步階段，還有很多東西需要學習，但未來的方法和應用前景廣闊。當然，本文中描述的仍然不夠充分，例如，現(xiàn)有數(shù)據(jù)不符合全面處理故障診斷和技術服務的目標。我們仍處于數(shù)據(jù)處理、集成和規(guī)范的初級階段，未來的發(fā)展仍有許多瓶頸需要我們去進行不斷的調整。

4 地鐵車輛牽引系統(tǒng)的故障診斷技術展望

城市軌道交通與國有鐵路相比較有其特殊性：車速較低、距離短、運行時間長、旅客的舒適度強；地鐵具有強大的靈活性和降噪音能力；維護可以在4 小時內夜間停電的情況下進行。在地鐵的正常運行中，經常會有許多類型的干擾因素從而影響地鐵的運營，如有處理不善的情況，也可能導致小問題變成大問題，擾亂地鐵秩序，甚至導致安全問題的發(fā)生。這需要我們對突發(fā)的安全事件進行有效的車輛調整，以防止最終的故障出現(xiàn)。地鐵發(fā)生故障時，地鐵車輛牽引系統(tǒng)的故障就是其中的一種，該故障實際上會直接影響地鐵運營的效率和安全。

新時代，機電一體化與計算機技術的對接得以實現(xiàn)，預計未來各種應用新技術的發(fā)展和智能系統(tǒng)的引入會確保故障分析和診斷的智能化，監(jiān)控和分析過程不僅大大縮短了時間，也提高了精度，還可以更好地滿足現(xiàn)實的需求。

隨著網絡通信技術和大數(shù)據(jù)技術的不斷發(fā)展，車輛故障診斷越來越受到用戶的重視。為了使駕駛的車輛更加可靠，我國已經制定了地鐵車輛的總體開發(fā)計劃，該計劃不僅適用于車輛的牽引系統(tǒng)，還涵蓋了車輛中的所有應用，如制動系統(tǒng)等，使車輛的運行更加安全。

地鐵車輛牽引系統(tǒng)的分析和診斷是一項復雜的任務，鑒于其安全性，在實際運行中，工作人員應按照嚴格的標準執(zhí)行，正確運行，及時解決安全風險，排除工作期間的一般故障或特殊故障。需要詳細記錄故障，還應該注意對特殊故障進行特殊分類，以便將來順利上傳數(shù)據(jù)，并為將來智能診斷系統(tǒng)工作做好鋪墊。在地鐵線路的運行和通車過程中，地鐵車輛牽引系統(tǒng)的故障是不可忽視的問題，為了保障乘客安全和地鐵的正常通行，需要加強對地鐵車輛牽引系統(tǒng)的故障的管理和控制，具體來說，對地鐵車輛牽引系統(tǒng)的故障的控制思路，主要是堅持及時響應、優(yōu)先處理、快速調整三大原則，以此促進地鐵車輛牽引系統(tǒng)的故障問題的盡快解決，促進地鐵線路的正常運行。

5 結語

總之，地鐵是現(xiàn)代城市公共交通的重要組成部分，強調其建設和應用具有重要的現(xiàn)實意義。地鐵車輛牽引系統(tǒng)的故障診斷對地鐵的運營有重要意義，基于大數(shù)據(jù)的車輛穩(wěn)定和安全運行，建立故障診斷系統(tǒng)具有突出的現(xiàn)實價值。