地鐵機電設備故障監測和智能診斷系統設計

盧為宇

[摘要]：城市化建設的不斷深入，提高了人們物質生活水平，使其提高對生活質量的要求。社會的進步，帶動我國交通運輸產業的發展，我國地鐵軌道運輸領域發展形勢較好，車站的人流量較多。在此發展背景下，要想為大眾營造安全的出行環境，對于地鐵運輸作業來說，必須注重車站設備的運行、監測與維護管理，及時了解設備安全狀況，發現故障和有效處理問題，確保地鐵交通運輸的安全運行。

[關鍵詞]：故障檢測;智能診斷;系統研究

引言

隨著城市軌道交通線網規模的不斷擴大，既有線路設備面臨大修改造、新線設備尚處于運行不穩定期等因素，使得依賴人工和經驗的傳統設備維保業務模式面臨業務瓶頸。地鐵機電設備故障的維護和監測、系統運行的智能診斷，是設備以及系統有效運作的保障。為了落實好此項工作，必須了解地鐵機電設備的故障特點以及智能診斷系統的功能，保障在實際工作期間，可以結合設備故障特點以及系統功能，高效完成管理工作。

1 地鐵機電設備的故障檢測與智能診斷系統研究

1.1 監視功能①動態化的圖像顯示功能。動態化的圖像顯示功能，地鐵機電設備的故障檢測與智能診斷工作中，可以全面展現設備的運行情況。工作人員在實際工作期間，利用系統運行分析設備工作的數據信息以及運行安全性，利用鼠標鏈接到設備的屬性欄，查找設備的運行工作資料，并設置相應的權限。②報警功能。機電設備在系統運行期間出現問題，智能診斷系統可以優先進行故障的報警處理，把故障直觀、全面展現在人機界面中，結合問題嚴重程度，采取有效舉措去解決實際問題。

1.2 控制功能①機電設備的控制功能。通過智能化診斷系統，故障人員能夠直接的登錄地鐵車站控制系統之中，利用系統的分配權限，有效控制機電設備。機電設備的功能有群組控制功能、單體機設備的控制功能以及焓值控制功能。②模式的控制。結合機電設備的實際應用于需求，工作人員選擇適合的模式設置系統各個參數、選擇適合的參數，以此模式進行控制。如，就BAS 模數控制來說，工作人員可依據自身需求，優化參數，設置正確的參數數值，可確保不同模式的運行效果最佳化。③顯示功能。地鐵機電裝置以及設備，在故障檢測階段，系統可以利用人機交互技術在界面中展示。這樣工作人員能夠清晰的掌握各個設備的動態化運行效果以及參數，利用界面顯示運行的數據，及時判斷設備運行的情況，發現存在安全隱患，及時發出相關的控制指令，利用有效舉措解決。

2、地鐵機電設備故障監測和智能診斷系統設計

2.1 系統邏輯架構分析

故障檢測與智能診斷系統主要是利用智能化手段對機電設備進行維護，整個系統主要由數據采集、診斷、傳輸、決策分析以及應用層等部分構成。

2.1.1 數據采集層。主要是對機電設備運行狀態與故障信息進行采集，側重于對機電設備關鍵部位進行檢測，如振動、溫度和設備轉速等。另外，對于地鐵電梯、屏蔽門等智能化控制設備，也具有一定的自動檢測作用，利用數據接口直接獲取檢測數據，采用傳感器對設備電控系統的振動、溫度情況進行檢測，及時獲取相關數據。

2.1.2 數據分析層。數據分析層主要功能是獲取系統運行狀態數據并進行分析，建立數據分析算法與故障數據庫，便于后續提取系統內故障特征信號，從而判斷系統部件故障趨勢以及產生故障的原因。數據分析層核心是對設備振動頻譜解析，分析機電設備運行過程中存在的問題，完成機電設備智能診斷處理。

2.1.3 數據傳輸層。數據傳輸層主要采用網絡技術對機電設備故障與診斷問題進行分析，并將現場數據傳輸地鐵車站與維護管理區域，便于整個維護系統管理人員與施工人員及時了解設備運行信息。

2.1.4 決策評估層。主要功能是存儲地鐵機電設備維護專家系統，對設備維護信息、歷史數據以及狀態進行評估，然后對設備運行狀態進行統籌評估并進行預警趨勢判斷，向系統設備維護工作人員提供維修建議。

2.1.5 應用層。系統應用層主要功能是為設備機電維護人員提供各種維護信息與技術支持，具有良好的人機交互界面，及時現實各種設備數據分析，對設備維護信息、資源和維修數據進行記錄、存儲、統計、查詢與處理。

2.2關鍵技術分析

（1）基于在線監測的機電設備遠程巡檢技術

基于在線監測的機電設備遠程巡檢技術，利用機電設備在線監測提供的設備狀態實時感知能力，針對設備設施日常巡檢作業中可監測的巡檢項目，實現在線監測系統自動獲取巡檢結果并自動完成填報。遠程巡檢具有如下優勢：（a）縮短傳統人工巡檢作業方式所要消耗的大量工時，從而釋放人力資源，降低人力成本。（b）減少因周期頻繁帶來的人工巡檢作業準確度不高、質量下降、漏巡普遍等問題。（c）減少目前人工巡檢作業中存在的弄虛作假、結果作弊的問題。

（2）基于大數據分析的智能故障維修

利用在線監測系統的實時故障報警和預警，基于智能運維數據平臺提供的大數據建模分析能力，實現設備故障從自動發現、自動提報、自動派工、智能維修、自動關閉的全流程智能故障維修閉環管理。智能故障維修具有如下優勢：（a）故障精準定位，降低對人工經驗的依賴、減少由此造成的誤判和維修資源浪費。（b）智能維修指導，提供專家級的故障維修輔助建議，指導維修人員快速完成故障的排除和修復。（c）故障自動閉環，基于智能運維數據平臺的實時監測結果，自動完成故障工單的確認閉環。（d）高度自動化，減少人工操作的環節，提高在線故障數據流轉效率。

3.建立系統的目的

系統能對風機和屏蔽門等設備進行智能化的監測和診斷，這些設備的關鍵部位其實很容易損壞或者磨損，一個部位的損傷往往會造成其他設備的故障，嚴重時還可影響列車正常運行，通過機電設備遠程巡檢的應用，可以釋放人力資源，降低人力成本，同時巡檢質量也較人工巡檢能有提升，為運營時間的進一步延長提供了可能;機電設備智能運維技術研究成果可在后續新建線路中推廣應用，并可為其它城市的機電設備智能運維建設提供參考依據。此系統對各個機電設備的實時監測，可以實現對數據的全面掌握，使維修人員可以在維修前就能基本了解設備情況，擁有充足的時間思考維修方法和做維修準備，極大提高了維修效率，促進了機電維修模式的轉變，從“計劃維修”轉變到“狀態維修”。

結束語：

綜上所述，機電設備智能運維技術研究成果可在后續新建線路中推廣應用，并可為其它城市的機電設備智能運維建設提供參考依據。此外，也可以利用智能診斷設備，實現故障的報警功能，也為工作人員的工作創造有利條件，準確找出故障出現原因與位置。

參考文獻：

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