淺析大數據地鐵車輛牽引系統故障診斷技術

吳佳駿

摘要：隨著當今社會地不斷發展和進步，人們對于生活的要求也在不斷地提高之中，而作為當今社會中非常重要的城市軌道交通行業來說同樣也是如此。在當前的城市軌道交通中，地鐵是一種非常常見的出行方式，地鐵的發展和創新也給人們的生活帶來了非常多的便利。但是目前的地鐵系統在實際的運行過程之中難免會因為一些因素從而導致了內部的牽引系統存在故障，并且同時目前還無法有效地對這種故障進行處理。如今社會中追求大數據以及信息化，因此傳統中難以有效解決的地鐵牽引系統中的故障也可以利用該技術進行解決，本文也就側重于對當前地鐵車輛牽引系統中故障的診斷技術進行分析，希望能夠幫助到有需要的人。

關鍵詞：大數據;地鐵車輛;牽引系統;故障診斷

引言

在如今的大數據背景之下，傳統社會中很多難以有效進行解決的海量數據都可以得到有效地處理，因此利用該技術也能夠提高人們解決問題的效率以及質量。并且同樣因為大數據建立在良好的信息化技術的基礎之上，因此人們可以通過更加智能以及先進的技術來對這類數據進行處理。對于行駛中車輛的牽引系統可以通過遠程診斷的方式來對其中存在的故障進行分析，并且通過移動互聯網的優勢也可以集成更多的應用以及服務，從而將車輛的所有信息直觀地反饋出來，幫助工作人員更好地對其進行分析。

一、故障診斷技術的現狀

在地鐵的整體系統之中，牽引系統是其中非常重要的一個組成部分，可以說是該系統直接決定了整體列車的運行，并且該系統的組裝以及內部組成相對來說也比較復雜，對其進行故障診斷若是采用傳統拆開進行診斷的方法那么必然會浪費大量的精力以及資源。因此如今的故障診斷技術通常都是建立在不對系統部件分解的情況下進行，通過對系統運行狀態的檢測來判斷故障發生的位置以及產生故障的原因。

如今大部分的故障診斷技術都可以分為兩種類型，一種類型就是車外診斷，而另一種則是通過一系列車載檢測儀器來進行診斷，通過儀器診斷的方式來模擬故障，從而有效地找出發生故障的原因[1]。但是目前大部分的工作人員都是選擇了儀器診斷的方式來進行診斷，因為故障的現象存在隨機性，并且采用車外檢測的方法通常需要耗費大量的精力以及資源，檢測的效果可能也并不是非常優良，因此目前主要采用的方法還是通過檢測儀器的方法來進行檢測。但是另外一種車載診斷系統目前效果也并不是非常優良，因為在實際的診斷過程中，車輛牽引系統通常都會安裝了對應的參數記錄儀，通過記錄儀來反應車輛運行時所產生的電壓電流、電動機運行溫升等一系列參數，但是這些參數都是離散的，司機在對車輛進行運行的時候也只能看到一些簡單的參數顯示，完全無法具備故障分析的功能。

綜上所述，目前我國使用的這兩種故障檢測技術都無法有效的對列車牽引系統中的故障進行診斷，在車輛的實際運行中將會造成一些嚴重的損害，針對這種情況就應當通過更加先進的技術來彌補，從而幫助列車牽引系統中的故障能夠得到有效診斷和排查。

二、大數據背景下進行故障診斷

目前我國社會發展的目標就是朝著大數據以及信息化的方向發展，對于城市軌道交通行業來說同樣也是適用[2]。前文提到在傳統的故障診斷中無法獲得良好的成效，工作人員可以結合大數據的技術來開展故障診斷，目前我國在該方面已經開展了一段時間，尚處于發展的初期階段[3]。利用大數據技術來進行故障診斷可以將其分為三個環節，其中包括了監控中心層、車輛段分系統以及車載級分系統。如圖1所示。

（一）監控中心層

首先講述的就是監控中心層這一個重要部分，其核心內容以及作用就是能夠有效的對車輛段內的所有車輛的故障信息進行整理，基本上來說這類故障信息的收集能夠從很大程度上幫助了后續故障的處理環節，在這樣的一個過程中，監控中心層能夠從整體上分析故障產生的原因，工作人員可以通過這類獲取到的信息來對故障進行緊急性的處理，從而防止故障變得更加嚴重。

通過監控中心層能夠有效的將監控中心與車輛段各個系統進行連接，其中一個環節中出現了故障或者問題那么監控中心層都能夠收到對應的消息，并且還可以將各個系統的故障信息進行共享，對于自身所擁有的資源也可以進行共享[4]。通過這樣的方式就能夠幫助整個系統成為更加緊密的一體，系統范圍之內的聯動功能也能夠得到有效提高，同時還可以有效地提升運行水平，降低維護的成本，在運行過程中若是出現了突發事件也可以有條不紊地進行處理，從最大化程度上控制了故障。

圖2中匯集了各車輛段所有車輛的里程數，通過該圖可以清楚地發現目前66%左右的車輛都還未達到500000km的里程數，該部分的車輛目前還處于正常的運行階段，產生故障的幾率并不會很高，但是存在6%左右的車輛已經即將步入500000km的里程數，這類車輛產生故障的幾率相對來說就會高一些。通過該圖能夠為用戶日常運行安排提供了基礎數據支持。

（二）車輛段分系統

其次講述的就是車輛段分系統，該系統同樣也是一個重要的組成部分。在該系統之中，組成的內容以及部分比較多，其中包括了接入裝置、路由器、局域網開關以及服務器等一系列內容[5]。通過該系統的運行和工作可以將車輛段內的所有車輛進行實時監控，并且對于運行過程中所產生的數據進行分析，通過實時監控以及數據分析的方式來準確的評估和判斷列車是否存在故障，若是存在故障則是可以及時地組織對應的維修工作，從而能夠提前對列車的故障進行預防，防止在運行過程中出現故障從而影響了列車的安全性。其主要的功能也就是為了能夠接受遠程實時故障信息并且對其進行遠程診斷、知識庫維護與管理、故障統計分析和評估等一系列功能。

在具體的設置接收裝置之前，工作人員應當根據實際的車輛運行特點以及維護成本來選擇對應的方案，具體的方案設計可以分為以下幾個方面的內容：

第一點就是可以沿著列車運行的軌跡來鋪設對應的接收裝置，通過這樣的方案可以達到全覆蓋的目的，并且同時還可以擁有更加良好的數據交換質量，并且數據交換的速度也會變得更快。但是這樣沿途鋪設的方式就需要耗費大量的資金以及成本，后期維護時消耗的成本也相對來說比較高。

第二種方式就是在車站上安裝對應的接收裝置，利用這種辦法是需要在乘客上下車的時間段內完成信息的交換，雖然通過該方式無法從真正意義上實現全覆蓋和實時監控，但是對于車輛的運行狀況以及故障記錄都能夠清楚地采集到，同時該方案的成本也相對來說少了很多。目前在實際運行中也是優先采用該方案，從而有效地降低了生產和維護的成本，同時也能夠做到良好的信息交換。

（三）車載級分系統

最后介紹的就是車載級分系統，該系統內部配備了對應的32位處理器的計算機控制系統以及內部網絡系統，通過該系統的功能能夠更好地做好故障采集、傳輸、預處理以及一些簡單的應急處理功能[6]。其對應的控制功能則是包含了以下幾個方面的內容：

首先就是在列車運行的過程中所產生的由牽引、制動等設備引起的故障可以快速且有效的處理，但是在處理的過程中工作人員需要時刻保持設備的完整性以及安全性，只有這樣才能夠有效進行處理，并且經過處理之后的車輛同樣還具備良好的有效性。

其次就是在列車運行過程中所產生的由空調或者廣播等設備引起的故障可以有效地對其進行管理，一般來說，這類設備所產生的故障對于乘客的安全性以及列車整體的運行都不會造成非常嚴重的影響，因此即便發生了故障也不需要像處理其他故障一樣快速有效地進行處理。

最后就是該系統內部支持多類型的報警，在列車發生故障的時候傳回的報警信息可以根據其故障的嚴重程度來劃分為不同的警報信號，系統在接收到對應的報警信息時就可以根據提前劃分的類型來選擇先后處理順序，并且同時報警信息還需要具備對應的列車編號、車輛編號、設備名稱等一系列內容，通過這些內容的設置才可以有效的幫助系統來準確的判斷故障產生的車輛，從而更好的進行處理。

三、結束語

總而言之，在如今網絡通信技術以及大數據技術發展的社會背景之下，車輛故障診斷技術同樣也需要得到良好地發展和進步。如今傳統的故障診斷技術已然無法有效地運用于當前的列車故障診斷中，因此也無法有效地推動城市軌道交通行業地發展，只有通過不斷地創新和完善新型的故障診斷技術才能夠有效推動行業發展，進而推動社會發展和進步。

參考文獻：

[1]萬山林.大數據地鐵車輛牽引系統故障診斷技術的分析[J].黑龍江科技信息，2020，000（016）：82-83.

[2]張國成，李佳軍.地鐵車輛牽引系統故障診斷技術[J].環球市場，2019（24）.55-59.

[3]黃昆.地鐵車輛牽引系統故障診斷處置分析[J].精品，2019，000（006）：P.253-253.

[4]高立東.地鐵車輛牽引系統故障診斷技術[J].大科技，2019，000（044）：138-140.

[5]馮躍.地鐵車輛牽引系統故障處理分析[J].交通世界，2019，No.513（27）：158-159.

[6]張歡.分析研究地鐵車輛牽引系統故障診斷技術及系統[J].環球市場，2018，000（019）：392-395.

（作者單位：常州市軌道交通發展有限公司）