基于城軌車輛客室車門內部網絡通信系統探討

王景福

摘要：現如今，城市化進程不斷的深入，人口快速增加，軌道列車成為人們出行的首選交通工具，其發展情況與城市經濟發展情況成正比，并且軌道列車對于緩解城市交通擁堵和污染問題有較大的幫助，為市民出行提供了很大的便利?，F在人們對于軌道列車的要求越來越高，促使軌道列車的功能和組成結構逐漸完善。軌道列車結構中，作為重要組成部分的車門系統對列車運行安全性影響較大。車門系統出現故障的種類較多，因此如何診斷車門故障對于提高列車運行效率有重要的意義。

關鍵詞：城軌車輛;客室車門內部;網絡通信系統

目前，城市軌道車輛主要為車輛速度小于80km/h的輕軌和地鐵、車輛速度在80km/h～120km/h的城軌客車以及車輛速度大于120km/h的城際客車。城市軌道車輛的客室車門系統，在設計時除極個別項目采用氣動車門外，幾乎所有的項目都在使用電控電動車門，包括內藏移門、外掛移門、塞拉門和微動塞拉門等。不同種類的城市軌道客車有自身的設計定位、結構特點、運力需求和客戶要求，不同的客室車門系統有各自的性能與利弊，門與車如何匹配才能發揮最優的性價比，值得深入研究。

一、客室車門系統性能分析

（一）機械強度

機械強度是車門系統結構特性的重要指標。車門設計基礎標準EN14752：2015《鐵路應用車輛門系統》4.2.1中規定：“門應承受旅客倚靠或絆倒到門扇時產生的力，不能引起任何非彈性變形或操作失常。初次載荷發生后的一些殘余變形是允許的?！蓖瑫r規定：“一個包括裝配玻璃的關閉和鎖緊的門應能承受從車輛內部施加到門扇上的一個推力。載荷應通過分布施加在高度上一個200mm的帶狀區域內的載荷來代表，位置在門檻上面L2=1300mmo此力的值應為門在暴露的門內表面寬度上每米長度1000N?！睆纳鲜鰲l款中可以看出，前者只對強度做了定性描述，無具體限值參數;后者規定了限值參數，但此標準限值只針對門系統自身，未考慮線路特殊因素。例如前面案例分析的首都機場線，24mm厚的門扇機械強度也滿足該標準，但在運行時卻出現了問題。目前，在設計項目都遠高于此標準，上海浦東機場線要求“門扇高度中心位置200mm寬度范圍內，施加垂直分布載荷3500N，持續作用5min，不允許有永久變形，加載方式按標準EN14752：2015執行”。這個強度要求還是比較高的，設計者綜合考慮多方面因素，浦東機場線選用內藏移門。

（二）杭擠壓性

其實內藏移門、外掛移門、塞拉門和微動塞拉門這4種客室門門扇均能夠滿足EN14752：2015中機械強度要求。在門扇機械強度方面，塞拉門門扇最強，但單純看機械強度數值并不全面，因為車門系統是裝配體，還有一個重要參數就是抗擠壓性，結構決定抗擠壓性。在門扇厚度大致相當情況下，內藏移門的抗擠壓性是最好的，對大客流線路適應性最強，因擠壓變形導致的故障率最低;外掛移門次之;而傳統塞拉門的抗擠壓性最弱。在有的線路上會因乘客擁擠導致車門關閉不上，而使用微動塞拉門，塞拉行程小，占用的客室空間小，就能解決擁擠狀態關門的問題。

（三）重量和空間

減重是城軌車輛的必修課題，在門扇厚度相當的情況下，內藏移門、外掛移門、塞拉門和微動塞拉門這4種門系統的重量是有差距的。占用車內空間方面，外掛移門的驅動裝置與門扇均位于車體外側，占用車內空間最小，但車輛運行阻力加大;微動塞拉門同樣也有運行阻力問題;而傳統塞拉門因塞拉行程大，占用車內空間最大。另外，近年車門系統整體美觀性也越來越受重視，幾種門系統中只有塞拉門與車體表面渾然一體。

（四）經濟性

在價格及日常維護成本方面，塞拉門總價平均要比內藏移門高出20%～25%。外掛移門價格介于內藏移門與塞拉門之間。微動塞拉門實現了門扇周邊密封膠條與車體門框平面的緊密貼合，在隔音隔熱與密封性能方面較內藏移門與外掛移門均有明顯改善，因此，未來的城軌車輛上微動塞拉門的應用可能會越來越廣泛。

二、車門故障診斷方法

（一）決策樹診斷方法

決策樹故障診斷方法是一種采用畫樹狀圖的方式將故障根據對象特征不同進行分類，或者以故障的屬性作為節點繪制決策集合圖，這些決策是利用信息論原理對故障對象進行分析和回歸產生的。具體操作是首先收集某一地區軌道列車運行故障歷史，其次是采用決策樹算法和粗糙理論結合將車門系統故障表進行簡化，并對相應的故障進行分析，按照嚴重程度進行分類，通過實踐探索確定每類故障現在最優的解決方案，最終繪制決策樹，并且故障決策樹法還可以對車門系統的可靠性進行分析，因此將故障決策樹法運用到車門系統故障診斷能夠對數據進行有條理地分析，便于技術人員使用。

（二）人工神經網絡診斷方法

人工神經網絡是由神經元相互連接而構成的高度并行的非線性系統，該系統可以學習、組織信息、處理信息、拓展思考且容錯性強，該系統經常用于預測控制、模式識別、非線性逼近等領域。該系統不需要對其進行特別嚴厲且死板的訓練，將該系統使用于車門系統故障診斷時，先要將以往典型故障事件輸入該系統或者以此訓練該系統的靈敏度，調整系統參數，準確測定車門開關過程中位移軌跡和速度曲線，制作對應的模型，不斷模擬各種故障出現時的情況，記錄數據，確保系統能夠在實際操作中快速診斷故障。

（三）貝葉斯網絡診斷方法

貝葉斯網絡是一種圖形化概率模型，可以使用故障中出現的各種定量信息和定性信息，還能夠將故障出現前信息與故障信息結合起來使用，現有的信息不完整對故障診斷的影響不大，能較為準確地分析故障出現概率。貝葉斯網絡主要用于系統復雜、故障原因眾多的分析，該方法能夠從眾多信息中選取有用信息支持其故障發生概率分析。在車門故障分析過程中，先要將收集到的數據進行分析，使用故障樹將信息進行分類和歸納，形成各種子系統，其中包括故障、故障起因、故障決策等，將這些子系統輸入到貝葉斯網絡系統中，即可使該系統用于車門故障診斷。

三、結語

本文對客室車門系統性能，和車門故障診斷方法進行分析。

參考文獻：

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