地铁机电设备故障监测与智能诊断系统应用研究

2019年第12
期
【摘要】目前，我国城市轨道交通建设工作正在不断扩大范围和规模，机电设备的质量优劣及故障诊断效率是影响地铁运行效果的关键因素。

因此本文首先介绍了故障检测系统对于地铁稳定运行的重要意义，其次介绍了智能化诊断系统的逻辑框架组成，最后详细分析了故障检测设计工作的内容。

【关键词】地铁机电设备；智能诊断；应用研究
一、建立故障系统对地铁运行的重要性
（一）可以提高地铁机电系统的运行效率
尽管地铁建设对机电工程质量要求颇高，但随着大量机械设备的投入使用，设备出现故障的情形也时有发生，这就迫使地铁运营部门不得不大量投入维护人员，以保证稳定的地铁运行要求。

将机电设备和智能化系统进行有效连接，结合既有的运营模式对运行管理系统进行升级，植入故障监测及智能诊断模块，可缩短故障排查的时间，减少人力资源的投入，提高了系统运行的效率[1]。

（二）符合科技创新发展新的要求
为了能够迎合国家新时期的建设要求，轨道交通工程建设在装备制造业中属于高端产业，应该在设备安装中引进更加高端的智能技术和节能技术，推动智能化设备的持续发展以及创新进步。

因此建设地铁故障检测系统和智能诊断系统是符合现代化的建设需求的，并且对于轨道交通行业的发展有着非常重要的意义。

（三）是机电设备稳定运行的可靠保证
地铁运营系统中，电梯运输部分是发生安装事故和交通事故最为频繁的区域部分，当前很多的运输事故都是因为重要零件和链条出现松动或者年久失修而导致的。

另外安全屏蔽门中的安全回路以及系统接口位置和其它的重要机器部分也是发生故障的重点部位，地铁机电设备安装智能系统不仅可以随时判断系统的运转状态是否异常、是否存在安全隐患，并对存在隐患的部分给出适当的警告。

智能化系统能够给运营维护人员提供比较科学的参考意见，这也是能够保证安全系统运行的基本办法，为地铁正常运行打下了坚实的基础[2]。

二、构造监测智能诊断系统的逻辑框架
（一）数据搜集工作
地铁智能化诊断系统中数据采集层面的工作主要内容是通过探测头检测地铁各种机电设备的运行情况和信息储存机器故障情况等信息。

一些无法依靠人为掌握的信息，如温度、湿度等信息，需在设备内部安装传感器来采集故障信息。

内置传感器利用数据采集功能和数据间的信息转换进行信息采集工作。

数据信息在完成采集后需传输到处理器，这个环节需要借助于网络技术来实现完整准确的传输。

各车站需建立维修中心，并形成完整的传输系统以实现数据连接，通过采用标准的网络协议来实现系统的不断拓展和运用。

（二）分析逻辑层
数据分析过程主要是对已经搜集的信息进行诊断分析，并且结合数据分析的数学模型和故障数据库，对现有一定范围内的信息进行解析，提取内部的故障信号。

机电设备和智能检测诊断系统中数据的分析层面主要功能在于将已经搜集的信息和数据进行整合分析利用，从大量的信息中搜集并且整理出风险的特征数据信号，从而尽可能详细地分析出设备故障的主要成因和可能发展的具体趋势。

如果传输的信息足够精准，那么就可以直接跳过数据分析的解析环节，直接经过数据的传输层面传输到最后的决策层面[3]。

（三）决策评估工作
地铁机电设备中的故障检测系统和智能化诊断系统中最为重要的层面就是数据的决策评估层面。

决策评估工作主要作用是储存工具在专业的数据库中利用历史的应用经验并且结合已有的维修信息在正常的应用状态下得到机器设备发生故障以及安全风险的实际数据，最后进行统筹评估工作，从而现场的工作人员才能够得到机电设备发生故障的基本数据，并对可能出现的后果给出比较科学的建议和修改的方案。

负责维护的工作人员也可以根据现场的实际情况对系统的方案进行比较灵活的调整和升级。

（四）应用管理工作
应用系统主要负责帮助维修管理人员进行日常的维护管理工作，借助科学的人机交互界面，提供易于操作的界面和数据现实部分，同时对各类机电设备进行分类管理，显示出最终的评估结果和查询数据的原始存在状态以及搜集来源。

对于各项信息设备，维护状态和工作记录能够做到更加科学化的管理并且对数据的信息进行储存。

三、故障检测系统的结构设计工作
（一）维修结构设计工作
故障检测系统以及未来的智能诊断系统都会存在一个专业的维修中心，这个核心部分一般都是存在于地铁轨道线路车辆段的中心位置，但是需要做好这个区域的结构设计工作。

站在宏观的角度进行分析，这个部位的主要功能在于能够帮助整个机电设备系统的工作设备进行规划和管理，对于规定范围内部的线路，如果发现了故障可以进行及时警报处理，并且能够借助大数据分析系统对未来的故障趋势蔓延和风险损失进行比较精准的评估工作。

此外，维修保养人员需要对这个部分的工作进行充分的了解，并且充分掌握必要的核心技能，对于需要工作的地铁资源进行现代化的信息管理，时时刻刻通过自己的检测工作为智能化的诊断系统提供信息资源、资料查询以及维护管理的针对性服务。

这个部分的结构设计工作对于整个系统的建设工作而言，都是具有重要的影响和意义的。

（二）机电部分设计工作
一般情况下，地铁站的维护检修工作需要每隔5个站台建设一个方便工作人员维修的电机区域，这个区域的主要作用在于可以方便各个站点的工作人员进行维护和管理其管辖区域的任务。

一旦发现了安全故障问题，能够立刻结合实际的工作地点对列车的运行情况进行监控和调查，并通过计算机对机电设备的各项数据进行诊断，对存在的风险系数进行比较精准的评估工作。

将计算机系统和维修工作的人工管理进行协调统一才能够保证在最短的时间内找到机电设备存在故障的根源所在。

（三）设备设计工作
对于一些现场级的设备结构设计，首先需要能够采集机电设备中数据故障信息并且分析产生的原因，现场级设备主要安装在地铁轨道的车站设备层。

设备层内部的基本结构设计是根据设备类型的不同特点被分为不同的子单元。

这些子单元主要包括屏蔽门故障的子单元，扫描仪故障单元和购票机故障的单元等。

各个部分的单元检测工作都是可以独立存在的，即单个部分的故障不会影响大局的运作。

子单元的主要工作目的在于通过更加细致的分布工作帮助智能化的诊断系统提高自身的数据准确性，提高系统的运行效率。

更加精细化和合理化的结构设计特点能够可以保证系统内部的很多检查工作可以实现独立运行存在。

即使脱离了整个系统之后同样不会影响自己的运转。

各地铁现场设备能够方便与未来网络便携式的终端插口接入，以实现准确的信息交换，这样现场的工作人员能够随时利用互联网络调用相关设备的原始数据信息，更加高效地找到故障的原因[4]。

四、结束语
做好机电设备故障检测系统和智能诊断工作能够保证地铁线路的平稳运行和高效安全，并且在关键部位运行的早期及时发现问题的根源所在，从而减少因发生故障带来的经济损失和负面的社会影响。

希望本文能够帮助更多的地铁项目在设计及施工阶段做好这方面的工作。

【参考文献】
[1]邬洁雯,杨建国,赵时旻,et al.智能预警在地铁车站设备监控系统中的应用[J].都市快轨交通,2018,21(3):48-50.
[2]何伟荣.非接触在线监测在地铁机电设备中的应用[J].城市轨道交通研究,2012 (06):66-69+72.
[3]宋飞飞,SongFeifei.地铁车辆齿轮箱轴承故障诊断系统的研究[J].轨道交通装备与技术,2010(10):26-27.
[4]李启磊,李臣明,冯新颖,et al.地铁列车安全运行的远程诊断技术[J].城市轨道交通研究,2015(08):152-155.
地铁机电设备故障监测与智能诊断系统应用研究
姻孙文东
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