一種地鐵車輛故障管理軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

姜春霞，楊翠青，張程光

（遼寧省交通高等專科學(xué)校軌道交通工程系，遼寧沈陽 110112）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)與城市化的蓬勃發(fā)展，城市交通壓力日漸加劇。為了緩解城市內(nèi)日益惡化的交通問題，城市軌道交通以節(jié)源環(huán)保、高效準(zhǔn)時等優(yōu)點成為我國解決大中城市交通壓力的有效手段。地鐵車輛承擔(dān)著乘客運輸?shù)娜蝿?wù)，是地鐵交通中最重要的一環(huán)。而車輛的購買和檢修成本較高，合理利用先進(jìn)的管理方式，提高車輛運用周轉(zhuǎn)率，最大限度地縮短地鐵車輛庫內(nèi)扣留時間，從而達(dá)到減少檢修設(shè)備設(shè)置規(guī)模，降低運營費用和維修成本的目的。因此，建立合理的車輛檢修及運用模式，對確保車輛安全營運、降低運營費用以及延長車輛使用壽命有重要意義。

同時，地鐵車輛隨著運營年限的增加，故障出現(xiàn)頻繁，故障原因多樣，給車輛檢修人員增加了極大地工作量和工作難度。現(xiàn)需修訂車輛檢修規(guī)程，提高一線工作人員的工作效率，減少工作成本，提高車輛計劃性維修的時效性。通過該項目的研究建立地鐵車輛設(shè)備故障管理軟件，系統(tǒng)全面地記錄車輛故障數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對車輛設(shè)備的精細(xì)化管理，為車輛檢修規(guī)程的修訂提供參考，同時能有效為一線檢修人員提供技術(shù)支持，提高故障臨修效率。

1 車輛故障分析及信息收集整理

車輛設(shè)備在運行過程中，零部件會出現(xiàn)尺寸、運用性能不符合技術(shù)要求并導(dǎo)致影響車輛系統(tǒng)的正常運行的現(xiàn)象，即為出現(xiàn)了故障。車輛的檢修工作是采用各種檢修工藝及設(shè)備對零部件的損傷進(jìn)行修復(fù)，對于失效的設(shè)備進(jìn)行更換，之后運用必要的措施，如定期檢修、狀態(tài)監(jiān)測等手段，減少損傷的發(fā)生或者減緩故障的發(fā)生速度。根據(jù)車輛故障的性質(zhì)，有以下3 種形式的故障。

（1）破壞性故障，機械系統(tǒng)突然喪失規(guī)定功能的故障，例如齒輪斷齒，車門把手?jǐn)嗔眩苿痈灼屏训取?/p>

（2）不規(guī)則性故障，由于性能不穩(wěn)定經(jīng)常發(fā)生的故障。例如車門系統(tǒng)中電子門控器運行不穩(wěn)定導(dǎo)致車門開關(guān)顯示與實際狀態(tài)不符，車輛內(nèi)部顯示器黑屏現(xiàn)象。

（3）劣化性故障，由于車輛系統(tǒng)中功能局部弱化引起的故障。需要根據(jù)車輛不同設(shè)備的特點及特征值規(guī)定做出判斷。

針對研究對象（某地鐵線路車輛）收集到自2012 年1 月—2018 年12 月的地鐵車輛故障案例共4000 余條，給軟件制作提供有效數(shù)據(jù)。為了便于分析，按照故障系統(tǒng)劃分為車門系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架及車鉤、車體內(nèi)裝及貫通道、空調(diào)、受電弓、車上電氣、列車廣播系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及TMS、制動系統(tǒng)等，并在故障系統(tǒng)下繼續(xù)劃分一級子系統(tǒng)、二級子系統(tǒng)，對每一個故障案例添加故障描述、故障原因分析及解決措施，按此模式整理分析并形成關(guān)鍵數(shù)據(jù)表，如表1 所示。

表1 車輛故障案例統(tǒng)計

2 軟件需求分析

本軟件采用VC2010 開發(fā)完成，數(shù)據(jù)庫設(shè)計工具使用輕型數(shù)據(jù)庫SQLite，軟件功能包括車輛履歷、故障記錄、故障原因統(tǒng)計、故障檢索、故障篩選、培訓(xùn)資料播放等功能，該軟件對檢修數(shù)據(jù)、車輛故障數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，一切功能都是以提高檢修效率和檢修品質(zhì)這個中心為基礎(chǔ)。因此，本軟件借助信息管理平臺為管理人員及時準(zhǔn)確的提供地鐵檢修的綜合信息、檢修計劃的合理制定和實施，發(fā)揮數(shù)據(jù)資源共享作用，為檢修人員提供可靠的、動態(tài)的維修數(shù)據(jù)，進(jìn)而提升地鐵檢修的質(zhì)量和效率，保證車輛安全可靠運行。

（1）檢修員作為對地鐵日檢、月修、定修等檢修數(shù)據(jù)進(jìn)行登記、維護(hù)的用戶，作業(yè)功能權(quán)限包含：登錄進(jìn)入系統(tǒng)，修改本人密碼；檢修計劃執(zhí)行的實施人員；登記、維護(hù)列車檢修以及故障數(shù)據(jù)；執(zhí)行檢修工單的領(lǐng)用、發(fā)送、完結(jié)操作；檢修數(shù)據(jù)查詢和報表輸出。

（2）技術(shù)員是對檢修數(shù)據(jù)、技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行登記、修改的用戶，作業(yè)功能權(quán)限包含：登錄進(jìn)入系統(tǒng)，修改本人密碼；協(xié)助檢修人員分析日檢、月修等故障數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析記錄登記；檢修數(shù)據(jù)查詢和報表輸出；管理相關(guān)技術(shù)整改文件。

（3）統(tǒng)計員是對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計查詢的用戶，作業(yè)功能權(quán)限包含：登錄進(jìn)入系統(tǒng)，修改本人密碼；對檢修數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、列位使用數(shù)據(jù)、檢修作業(yè)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析；數(shù)據(jù)報表管理、公司文件上傳管理。

3 軟件功能實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)基本軟件和硬件要求

（1）硬件環(huán)境。中央處理器（CPU），i3 以上；內(nèi)存，2G 以上；顯卡，獨立顯卡1G 硬盤空間；至少50G。

（2）軟件環(huán)境。操作系統(tǒng)：Windows7/Windows8/Windows10均兼容。

3.2 系統(tǒng)功能模塊實現(xiàn)

（1）軟件登錄及用戶管理。軟件需要輸入正確的用戶名和登錄密碼，經(jīng)過系統(tǒng)驗證才能實現(xiàn)系統(tǒng)登錄。用戶名為工號，而工號對應(yīng)不同的部門，以此實現(xiàn)登錄后具有不同的使用權(quán)限。根據(jù)工作內(nèi)容不同將用戶劃分為管理員、檢修員、技術(shù)員、統(tǒng)計員，輸入用戶名和密碼后即可登錄該系統(tǒng)。運行后，系統(tǒng)登錄界面如圖1 所示。

圖1 軟件登錄界面

用戶賬號管理是管理員進(jìn)行用戶添加的功能，根據(jù)使用者數(shù)量的增加，為不同使用者注冊賬戶，且對于退出的使用者可以刪除該用戶，過程中需要填寫用戶名（工號）、設(shè)置登錄密碼、設(shè)置用戶類型，管理員具有管理系統(tǒng)的權(quán)限，可以使用該項功能。運行后，用戶賬號管理界面如圖2 所示。

圖2 用戶管理界面

（2）軟件功能實現(xiàn)。登錄軟件后的主界面如圖3 所示。數(shù)據(jù)的添加可采用Excel 表格整體導(dǎo)入形式，此種形式適用于軟件使用初期對于以往人工記錄數(shù)據(jù)的整體錄入，還可以在故障記錄區(qū)右鍵后錄入一條新的數(shù)據(jù)信息（適用于臨時性、小批量數(shù)據(jù)的添加，如圖4 所示）。需要錄入的信息包括車輛基本信息、檢修基本信息、故障信息及其他需要特別備注的內(nèi)容。

軟件具備數(shù)據(jù)篩選功能，界面上方的篩選條件，包括日期、車號、輛號、故障系統(tǒng)、一級子系統(tǒng)、二級子系統(tǒng)、故障原因等7 個篩選條件，用鼠標(biāo)點擊各篩選條件旁邊方框右側(cè)的“三角”符號，即可進(jìn)行選擇。另外軟件具備一定的故障診斷功能，同時能給出維修方案。此功能主要針對檢修員，當(dāng)檢修人員無法根據(jù)故障現(xiàn)象查找出故障原因并解決是，可利用此軟件在故障描述窗口輸入故障現(xiàn)象關(guān)鍵詞，點擊查找按鈕，軟件會給出對應(yīng)此故障現(xiàn)象的記錄，并在右側(cè)窗口區(qū)給出對應(yīng)的原因分析和解決措施。由于地鐵車輛是復(fù)雜的機電設(shè)備，不同的故障原因會導(dǎo)致同樣的故障現(xiàn)象，因此在此功能下故障記錄會按照故障原因出現(xiàn)的頻次排列，便于幫助檢修員排查故障。

圖3 軟件功能實現(xiàn)主界面

圖4 數(shù)據(jù)錄入及導(dǎo)出功能

軟件具備故障分析統(tǒng)計功能，此功能與篩選條件結(jié)合，可以統(tǒng)計一列車、一輛車的故障信息或一類系統(tǒng)的故障信息，可以為檢修規(guī)程的改進(jìn)提供有效參考。在右側(cè)的備注窗口中可添加培訓(xùn)資料，便于車輛中心根據(jù)車輛情況、車輛子系統(tǒng)情況或故障情況等對員工進(jìn)行針對性培訓(xùn)。

4 結(jié)束語

在本課題研究中建立了地鐵車輛信息及故障管理軟件，實現(xiàn)對車輛的現(xiàn)代信息化管理，進(jìn)而解決車輛檢修和運行中的相關(guān)難題，促進(jìn)車輛檢修規(guī)程的改進(jìn)，提高車輛檢修的質(zhì)量和工作效率，提升車輛運用的狀態(tài)，達(dá)到保證地鐵車輛安全運行的要求。