大數據地鐵車輛牽引系統故障診斷技術分析

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。大數據技術已經得到了普及，可以進行大數據技術的挖掘工作，用大數據去評估從而產生成果，因此積極使用大數據技術診斷地鐵牽引系統的故障有著非常重要的意義。

1 地鐵車輛牽引系統故障診斷現狀

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確保了系統運行的安全，如果驅動系統出現故障，地鐵會發生事故，確保地鐵車輛安全穩定地運行，就需要在發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，發現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生。為了更合理地解決地鐵車輛牽引系統的問題，需要對出現的問題進行準確評估。概念分析表明，所謂的牽引系統故障診斷，具體而言是指診斷系統在不分解系統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：

一種是車外診斷系統，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,發現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。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據、電壓和電流等參數、運行發動機數據，這些數據可以保留在控制臺的數據庫中，在發生故障時，其提示可以起到提醒的作用。兩種診斷系統都有缺陷。此外，地鐵車輛可能出現的故障無法預測，總使用價值也很低。

2 大數據背景下的地鐵車輛系統故障

由于需要對地鐵車輛的維護進行及時診斷，大數據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出色。它是系統故障和大數據的有效組合，可以集合各種故障問題展開分析和處理。

根據故障診斷的要求，系統工作如下：

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

其次，根據大數據技術，在無數故障的前提下建立數據庫。

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 監控中心層

從功能的角度來看，監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。最終分析數據可作為故障應急處理的支持和參考。監控中心層應實現低特定使用率的監控，并在車聯網系統之間交換信息，包括特定診斷等信息，以強調聯動效應，出現故障的車輛也將顯著減少?？偠灾?，車輛的故障驅動系統找不到蹤跡，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

對車輛段分系統的具體分析表明，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據收集、評估及維修車輛部件。在具體分析中，故障也是偶然發生的。車輛段分系統的應用程序可以隨時及時記錄故障，以便根據故障發生的時間和地點進行分析，并使用大數據進行工作。這樣，對不同部件的具體故障頻率的分析將更加準確。根據規律性，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

車載級分系統是一個廣泛的基于數據的診斷系統的重要組成部分，用于診斷車輛的牽引力問題。系統開發的細節主要包括用于計算機控制和車輛內部網絡系統的微處理系統。對于車載分類系統的具體應用，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中，車載級分系統是最核心的系統，它不僅可以收集信息并進行分析，還可以根據處理后的信息對故障進行處理，從而強調故障在車載系統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展系統的整體功能，從而提高故障診斷和維修的實效性。

車載級分系統控制的功能特別體現在以下幾個方面：

第一，能夠合理解決牽引設備和開發設備運行中的故障，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，同時還能執行一些相對簡單的故障排除任務。

第四，系統支持警報，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，鑒于車載級分系統的數據處理及其傳輸也需要合理收集各子系統運行中的實際參數和故障記錄，以便將其傳輸至內部內置系統，并且基于以太網和無線網卡，他們的數據可以直接傳輸到地面，但對于數據保存和系統功能而言，兩者都是獨立和相互依賴的，從而提高了整個系統的安全性和穩定性[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，這是基于實際數據和參考模型的詳細比較。根據對比和數據，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

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。目前比較專業的是MVTS-FDS 系統。該系統是一個專業的識別系統，基于強大的集成和分析能力，以實現快速處理、診斷大量數據，以快速找到故障原因的特征。此外，車載安全系統還可以在發生事故時做出智能反應，自動報警的同時監控系統狀態并收集系統數據，車輛設備的實時狀態最終都能得到及時的反饋。

2.6 故障診斷與分析系統

通過建立故障診斷系統和故障分析系統，目前可以完成以下工作。首先，在系統內部專家的幫助下，形成良好的診斷思維模式，診斷可以通過專業知識庫在系統內評估故障原因，培育診斷思維模式，在內部專家系統的幫助下及時排除故障。其次，對于一些更具體的故障，將建立專門的數據庫，以便記錄數據，對于一些更具體的故障，將真實記錄數據，詳細記錄數據，并單獨分類。最后，將建立一個故障診斷系統，以實現遠程操作和維修[5]。開發能夠實現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 大數據地鐵車輛牽引系統故障斷技術分析

目前在我國技術飛速發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展。

3.1 故障智能分析

通過專家系統中的技術進行持續研究，并且得到有效使用，可以在一定程度上進行擴展診斷，例如通過專家系統可以優化使用牽引過電流，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字報告，準確有效地報告事故現象。

3.2 故障結果的精確分析

大數據技術的不斷進步和發展，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是相對寬容的，不僅在獲取信息方面有很大的優勢，而且在處理方面也有優勢，結果也是相當精確的。總的來說，隨著大數據技術的進步，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，大數據技術可以提供大規模并行處理工作，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。現階段，盡管大數據在地鐵系統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，現有數據不符合全面處理故障診斷和技術服務的目標。我們仍處于數據處理、集成和規范的初級階段，未來的發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生。這需要我們對突發的安全事件進行有效的車輛調整，以防止最終的故障出現。地鐵發生故障時，地鐵車輛牽引系統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，預計未來各種應用新技術的發展和智能系統的引入會確保故障分析和診斷的智能化，監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實的需求。

隨著網絡通信技術和大數據技術的不斷發展，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計劃，該計劃不僅適用于車輛的牽引系統，還涵蓋了車輛中的所有應用，如制動系統等，使車輛的運行更加安全。

地鐵車輛牽引系統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據，并為將來智能診斷系統工作做好鋪墊。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的故障的管理和控制，具體來說，對地鐵車輛牽引系統的故障的控制思路，主要是堅持及時響應、優先處理、快速調整三大原則，以此促進地鐵車輛牽引系統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實意義。地鐵車輛牽引系統的故障診斷對地鐵的運營有重要意義，基于大數據的車輛穩定和安全運行，建立故障診斷系統具有突出的現實價值。