河南志超市政工程有限公司 河南商丘 476000
摘要：近年来，我国大力支持公共交通出行方式，城市有轨交通作为绿色出行的重要方式在城市出行中越来越重要。城市轨道交通车辆的车门智能技术主要通过将列车车门故障诊断及专业网络技术结合，对车门系统故障进行信息管理、危害度分析、故障定障诊断和故障预测。阐述了该车门智能技术的网络结构、车载监测设备、智能门控制器、车门远程监测、车门亚健康状态分析、移动维修、专家远程会议、大数据分析等关键技术及功能，并介绍了该技术在国内多条城市轨道交通线路上的应用。应用情况表明，该技术可为车门系统维修提供良好的决策支持，提高车门系统故障检修效率，从而提高列车的可用度和线路的运营效率。
关键词：城市轨道交通；车辆；车门；智能技术应用
引言
城市轨道交通车辆是城市轨道交通系统组成之一，它涉及电气、机械、材料、控制等多领域，而车门系统又是城轨车辆系统的重要组成，在运营过程中，列车车门需要频繁开、闭，并且要具备紧急解锁及障碍物检测基本功能，它的可靠性直接关系到列车运营质量。据国内各地铁运营公司统计，城轨车辆车门系统故障已经达到了城轨车辆系统故障总量的30%，车门系统故障已经严重影响了列车运营质量，因此对城轨车辆车门系统进行故障诊断技术的研究具有重要意义和作用。本文以成都地铁一号线城轨车辆塞拉门故障历史数据为基础建立城轨车辆车门故障树模型，结合概率理论算法对车门故障数据进行分析，计算其故障概率，并对其部件进行重要度分析，确定系统内的关键部件。
1车门系统
现如今的车门系统根据驱动系统的不同可以分为气动式车门和电动式车门两大类，根据车门系统安装的位置不同，又可以将车门系统分为内藏门、塞拉门和外挂门3种。具体来讲，气动式车门使用气缸提供动力，电动式车门使用直流或交流电源提供驱动力；内藏门可以使用气缸系统，还可以使用电动系统，其叶门内藏在轨道列车外侧墙和内部装饰板之间；塞拉门主要使用电动式驱动系统，叶门在关闭时与列车在侧墙处于同一平面上，打开时紧贴在侧墙；外挂门使用螺母机械传动机构，并使用电动驱动系统，其位于外侧墙的内侧面，叶门连接有车门悬挂系统，位于车体侧墙的外面。
2城市轨道交通车辆车门系统组成及工作原理
整个城市轨道交通的车门主要包括五个子系统，第一个子系统为车门导向系统，导向系统的主要作用是对车门运动进行合理的引导，确保车门能够按照正确的轨迹移动；第二个子系统为电控系统，主要是确保车门能够接收和反馈来自车辆系统发送的命令，控制执行器件完成相应的开关门动作；第三个子系统为锁闭系统，主要是通过此系统完成对车门的锁闭工作，确保车门的安全性，防止车辆在行驶的过程中出现车门意外打开；第四个子系统为内外操作装置，通过内外操作装置实现紧急或维护情况下对车门的解锁并打开的控制，确保开关门动作能够正常运作；第五个子系统为车门的基础部件例如密封胶条、护指胶条、缓冲头等，确保整个车门的正常工作。
3城市轨道交通车辆车门常见故障诊断分析
通过对于全国范围内的客流量数据的分析可知，北上广深一线城市的客流量是最大的，在运行过程中，车门的运动较为频繁，磨损较为严重，车门容易出现零部件损坏的情况。电控电动门和电控气动门是整个轨道交通中车门的主要形式，其中电控电动门由于其自身所具有的优点而被使用的最为广泛。根据对以往数据的准确分析可知，在轨道交通中容易出现故障的部位主要有车门开关门失灵、门控器故障、传感装置故障等情况。首先在轨道交通的运行过程中最常出现的故障为车门的开关门失灵，在长期的轨道交通运行的过程中，经常会出现司机对车门的控制开关装置进行操作，而车门没有反应的情况，其中主要的情况有四种：①进行开关门操作时车门没有任何的响应，这主要是车门可能没有收到相应的开关门指令，或者车门收到的指令无法满足开关门的条件，或者锁闭装置故障等；②车门有响动的情况却没有锁门的动作，这主要是机械运动部件卡滞，或者锁闭装置故障；③车门的打开或者关闭都需要较长的时间，这主要可能电机位置传感装置出现了问题，或者电机驱动模块出现故障；④轨道交通的车门开关过程中出现了夹人的情况，这主要是由于车门的电机位置传感装置或车门防夹功能出现了问题。
除了以上的故障外，车门行程开关经常出现损坏的情况，由于车门开关经常处于恶劣的环境中且车门的开关使用较为频繁，导致出现了一些自发白纹、腐蚀裂纹等情况。其中自发的白纹主要是因为车门行程开关处于冷热温差较大的状态，内部自身释放的应力导致了白纹的出现，在短时间内不会影响开关的性能，但行程开关的过载能力和腐蚀能力下降，时间长了就会出现过载裂纹和腐蚀裂纹，一旦出现过载裂纹和腐蚀裂纹将会导致行程开关无法承受较大的载重同时可能出现短路等故障，车门无法进行正常的工作服务，最终造成整个轨道交通的停运。
4车门系统智能诊断技术
城市轨道交通车辆的车门系统故障智能诊断技术，是通过对车门系统工作状态实施远程监控，对每一个故障发生前的征兆进行监测和采集，经专家库数据比对和统计分析后对发生的故障进行分类（如典型故障、亚健康预测等）和预判断，通过车地无线传输，对车门状态进行实时的传输和预报。各级管理人员和工程技术人员可随时通过网络远程在线了解列车车门系统的实时运行情况，进而形成对车门系统科学的检修维护制度。
4.1系统网络结构
远程监测及故障智能诊断系统由车载监测设备、数据中心诊断服务平台以及客户端等组成。数据中心诊断服务平台有独立的公网IP（网际互连协议）地址，主要具备所有在线运行车门系统监测数据的存储、车门系统的故障判断与诊断、车载设备的远程监控与管理、客户端的远程访问门户等功能。
4.2车载监测设备
车载监测设备为智能门控器，位于城市轨道交通车辆的车厢内。智能门控器可以通过无线和以太网两种方式向线路运营维护数据中心服务平台传输数据。
4.3无线智能门控器可动态采集和传输车门系统
的工作数据，如电机电流、转速、转角、门控器各种I/O（输入/输出）信号、门控器故障代码等，并支持车厢内470MHz无线自组网传输、支持车地3G/4G/Wi-Fi（无线上网）传输。以太网智能门控器可动态采集和传输门系统工作数据，如电机电流、转速、转角、门控器各种I/O信号、门控器故障代码等，并支持车辆和车厢内的双以太网组网传输。
4.4智能门控器及其数据传输
智能门控器是在老式门控器的基础上，把数据采集以太网卡嵌入到门控器内部，实现了电机控制与数据采集装置的一体化。新型的智能门控制在保留门控器原有功能的基础上，进一步增加了实时监测电机特性参数（转角、转速、转矩）的功能。数据采集完成后，智能门控器将这些数据通过以太网实时发送到车载以太网设备，从而达到对电机运行参数实时监测的目的。
4.5移动维修功能
车门智能化系统支持移动互联网通讯的功能。通过事先注册各条线路上维护人员信息和手机号码，一旦车门出现故障或亚健康信息，系统可以通过移动互联网实时推送车门的工作信息给相关人员，并可查询车门故障检修的指南和解决方案，以便维修人员及时处理问题。该功能可以使得城市轨道交通车辆的维修工作由“被动维修”转为“主动维修”、由“全面巡检”转为“重点巡检”。
结语
由上面的种种叙述可知，在整个轨道交通的运行过程中会出现车门故障的情况，做好车门故障的分析和研究工作，确保车门的安全性和可 靠性，对轨道交通的正常运行具有非常重要的作用，车门供应商的技术 人员需要不断的加强对新技术的学习与研究，维护人员需要不断的提高 对车门故障的诊断和检修能力，全方位的确保轨道交通运行的安全，更 好的促进我国整个交通运输业的发展。
参考文献：
[1]时旭.地铁车门系统故障诊断与维修决策的方法研究[D].北京：北京交通大学，2009.
[2]全达，孙秀芳，王缅.基于故障树分析法的识别单元的可靠性分析[J].现代制造工程，2012，（4）：122-125，93.