高铁塞拉门系统故障诊断方法研究

高铁塞拉门系统故障诊断方法研究

刘晓岚

中车唐山机车车辆有限公司河北省唐山市063000

摘要：随着我国“八横八纵”的高铁网络正在逐步形成，高铁旅程上的乘客容量正在扩大，高速动车组的设备必须承受越来越大的压力。此外，由于高铁运营条件的复杂性、人为因素等因素，高铁推拉门系统出现故障。本文在深入研究拉门系统故障模式的基础上，结合可靠性分析、人工智能等理论，对保障高速列车安全运行具有重要的理论价值和指导意义。

关键词：高铁；塞拉门系统；故障诊断方法

引言

西方发达国家工业化进程较早，发展水平较高。经过数百年的降雨，他们占据了轨道交通领域的主导地位，深入了解了铁路车门系统，许多技术规范已成为行业标准。由于历史原因，中国工业化起步较晚，基础薄弱。解放后，它们中的大多数发展迅速，轨道交通部门也是如此。许多学者使用错误树、专家系统、模糊理论等方法来诊断车门系统的故障。然而，由于门系统的结构复杂，各个部件之间的连接非常紧密。具有高度耦合的复杂系统的可靠性问题可以通过能够清楚描述因果关系的贝叶斯网络来解决。

1研究背景及意义

近年来，由于客运量高、速度极快、运营环境稳定等优势，高铁已迅速成为中国的主要交通工具之一。截至2020年底，世界高铁运营历史达到5.51万公里，其中中国高铁里程达到3.8万公里，占比超过三分之二。目前，高速铁路的运行速度可高达350Km/h，随着磁悬浮技术的突破，中国高速铁路的速度进一步提高。“八纵八横”高速铁路网基本建成。随着对提高高速铁路质量、提高动车组高速设备的利用率和维护效率以及降低运营和维护成本的需求不断增加，这些都是动车组高速技术发展的紧迫而重要的任务。因此，搜索每个电力动车组系统的故障诊断是极其重要的。推拉门通常由铝合金材料焊接而成，填充隔热和蜂窝阻燃材料，在门的边缘镶嵌专用密封橡胶条，通过门板和门框加压关闭，气密性高。门板具有良好的隔热和隔音性能，以确保列车速度增加到300公里/小时以上时的压力和其他指标。然而，由于插塞式拉门的高故障率，结构与价格跟普通外挂门差距较大。增加了塞拉门的重要性。同时，由于拉门在汽车上的使用频率较高，这增加了磨损和潜在故障的可能性。作为电动车系统的一部分，单个故障点将影响整个列车的运行，造成更大的经济和社会损失。在列车运行过程中，车门的可靠性和安全性直接影响到列车的安全。鉴于复杂的高速列车路线和动车组的复杂运行条件，港口在列车运行过程中经常因环境因素、人为因素等而发生故障。，因此，车门无法正常使用，危及高速列车的安全，造成巨大的经济损失，甚至威胁乘客的人身安全。因此，对列车插头的拉门系统进行故障诊断搜索。通过对每个塞拉门部件的故障诊断分析和可靠性预测，提高了塞拉门预测维修的准确性和有效性，发现了整个车门系统的薄弱环节，以确保高速列车的稳定运行。为了确保列车安全高速运行，制定了多项预防性维护计划。然而，在维修过程中，由于塞拉门系统的结构复杂，浪费了大量时间来查找故障源。通过对故障位置的准确判断，减少了诊断过程中的人工损失，从而降低了设备的维护成本。对塞拉门系统的故障进行了有效评估。同时，结合实际情况，对高速轨道塞拉门系统的故障诊断技术进行了深入研究。

2高铁塞拉门系统结构及故障模式分析

（1） 初始化点火功能；打开初始化时，必须检测插头塞拉门的当前位置。如果塞拉门未锁定到位，如果10km/h的铁路线变高，门必须立即关闭；如果塞拉门处于完全打开位置，并且满足零速度信号和车门释放条件，则可以通过中央控制或本地按钮打开和关闭车门，车门可以正常关闭。如果在关闭过程中，在门扇接触辅助锁之前，10km/h铁路线信号从高电平变为低电平，则车门必须继续关闭并锁定到位，完成初始化工作，且无故障报告。（2） 开门和关门功能正常；当车门接收到有效的开门命令时，开门顺序如下：卸载辅助锁；解锁装置开始解锁车门。在解锁位置，解锁装置断开；延迟800ms后，端口控制器驱动电机启动，端口将开始打开。“车门关闭98%不再有效。车门移动到完全打开位置。车门电机启用到完全打开的位置，以保持密封力。蜂鸣器在过程中保持4HZ的响铃。在车门关闭过程中，它将有效检测98%限位开关、主锁信号和门位置信号，将通过电磁阀有效地对设备加压，并用力按压门，然后门将到达机械关闭位置。如果没有有效的1级优先诊断代码，安全继电器将有效且车门已关闭。（3） 障碍物检测功能；通过监控电机电流在关闭的门上监控电机电流，并在关闭过程中测量电机电流。如果实际值超过额定电流，则表示门控制器在门自由移动期间检测到障碍物，并启动障碍物检测程序；将测量每个关闭过程的关闭时间。将计算以下关闭过程的关闭时间。时间值将根据关闭条件的变化自动调整。当检测到关闭时间时，系统将测量直到车门完全关闭的时间。（4） 绝缘和锁定功能；车门配有机械绝缘锁，驾驶员或乘务员可通过四角钥匙从车内或车外操作该锁。转动钥匙时，机械锁启动，门锁完全锁定。管理员应确保隔离锁激活时车门关闭，外部紧急释放功能、车门打开和关闭控制功能以及车门蜂鸣器功能在隔离状态下终止，门的内部紧急释放电磁阀保持关闭，门控器故障数码管报故障代码，代表该门扇隔离。（5） 零速保护功能；只有当列车速度低于5km/h时，“零速度”信号才有效，此时才能执行打开和关闭塞拉门的功能。此外，当列车速度高于5km/h时，如果车门未处于锁定状态，车门关闭程序将自动启动，以执行关闭动作。

3高铁塞拉门系统故障诊断方法建议及优化

3.1提高检修质量。

在动车运行场所维护期间，如果敏感胶带损坏，首先通过DCU上的RS232端口检查历史故障，以检查敏感胶带的损坏程度是否达到影响使用的程度，并报告故障。由于环境和压力的变化，短路或虚拟电路连接可能会间歇性发生。如果确认不会影响正常功能，则应使用密封剂填充粘合微动开关的保护层。不仅需要确保橡胶保护层的密封性和适度弹性，还需要确保表面的光滑度，以确保密封剂不会因膨胀而触发系统中障碍物的检测。

3.2屏蔽敏感胶条功能。

建议通过缩短DCU的X1.15和X1.16以及X1.17和X1.18之间的1200欧姆，直接屏蔽敏感胶带的功能。只有电机电流监测和通道时间比监测才能有效减少因敏感胶带损坏导致列车无法移动的事故数量。

3.3优化判别算法。

在下一阶段，可以更新DCU软件以保护敏感胶带的效果。同时，可以优化电机电流限制曲线算法和通道时间比判别算法，使M1电机不仅可以保证正常的输出扭矩来引导门扇的运动，还可以有效地检测障碍物。优化算法需要进一步研究。

结束语

作为高铁的关键子系统之一，塞拉门的可靠运行对高铁的安全运行至关重要。由于高铁塞拉门系统中有许多部件，包括电气和机械集成设备，导致故障的因素复杂，故障模式众多，其中蕴含大量冗余信息，本文基于高铁塞拉门系统故障诊断方法研究进行分析，

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