地鐵車門故障診斷系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種故障診斷專家系統，具體是一種用于地鐵車輛車門系統的基于故障樹技術的故障診斷專家系統。
【背景技術】
[0002]地鐵車門系統是乘客上下地鐵列車的通道，車門的故障將會直接影響到乘客的人身安全和地鐵公司的公眾形象。據統計，車門系統的故障占車輛系統總故障的30%左右，對地鐵運行的安全性構成了嚴重的威脅。因此，對車門系統進行故障診斷研究以縮短檢修時間和提高車門可靠性顯得尤為重要。有效的車門系統故障診斷可以使車門設備可靠、安全的運行。
[0003]目前在實際的地鐵運行車輛上，車門系統的故障診斷絕大部分依賴于車輛檢修人員的感官和經驗知識。車門系統檢修人員通過觀察車門系統主要元器件的狀態變化值，同時結合自身的經驗判斷車門是否發生故障或者存在安全隱患。這種車門故障診斷方式效率低，成本高，故障診斷實時性差。本實用新型將基于故障樹的診斷方法融合入專家系統中，能夠同時實現故障診斷的高效性和實時性。
[0004]故障樹技術以故障現象作為頂事件，通過自下而上的掃描以變化的狀態信息作為葉子節點的故障樹，確定故障，同時再通過自上而下的正向推理得出故障發生的原因。
[0005]專家系統是一個智能計算機程序系統，其內部含有大量的某個領域專家水平的知識與經驗，在專家系統中以規則的形式進行存儲。專家系統能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領域問題。基于故障樹技術的專家系統知識庫由規則和故障樹組成。故障樹是故障診斷的知識模型。規則用來查找故障底事件、求證故障子樹的頂事件所對應的目標結點、判斷相關的幾個檢測量是否滿足一定關系。
[0006]對于地鐵車門故障診斷系統，建樹工作量大，單靠故障樹分析法容易導致錯漏，而且故障樹是建立在部件聯系和故障模式分析的基礎上的，因此不能診斷不可知的故障。而專家系統具有很強的自學習能力和容錯性，但其故障原因查找效率低。因此將故障樹技術融入專家系統中結合使用可以取長補短，同時在診斷重要級別故障時通過故障樹形成的知識庫和專家系統自身形成的規則庫相互驗證以保證診斷精度。而目前我國的地鐵車門系統還沒有一種融合了故障樹分析的故障診斷專家系統。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高效的、結構簡單且成本低廉的鐵車門故障診斷系統。
[0008]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種地鐵車門故障診斷系統，包括電源電路、平板電腦、PLC控制單元、MVB網卡、地址鎖存器。平板電腦、MVB網卡、地址鎖存器分別與PLC控制單元連接。MVB網卡與地鐵車輛MVB總線的車門系統端口相連，電源電路為PLC控制單元、MVB網卡和地址鎖存器等提供電源，地址鎖存器用于在PLC控制單元讀寫MVB網卡時鎖存車門系統端口地址，MVB網卡用于采集地鐵車輛MVB總線上的車門系統端口的數據，PLC控制單元讀取MVB網卡中的數據進行故障分析處理，得出的診斷結果通過USB接口發送至平板電腦顯示。
[0009]多功能車輛總線MVB(muhifunct1n vehicle bus)是列車通信網絡TCN(traincommunicat1n network)為實現位于同一車輛或固定重聯的不同車輛中的設備之間的數據通信而定義的總線標準。MVB遵循IEC-61375協議，數據編碼采用曼徹斯特編碼，傳輸速率為1.5Mbit/s JVB網卡負責實現物理層信號的轉換，執行數據鏈路層的通信規程，為高層提供服務訪問接口，從而屏蔽底層協議，提供透明可靠的鏈路通路。MVB網卡的核心之一是MVB的幀收發器。收發器內部包含編解碼器、通信存儲器、處理器接口和控制邏輯模塊。MVB的收發器采用專用芯片MVBC實現，因采用MVBC無需自行設計鏈路層邏輯。
[0010]與現有技術相比，該實用新型的有益效果:本實用新型包括電源電路、平板電腦、PLC控制單元、MVB網卡、地址鎖存器;結構簡單且成本低廉。另外，采用融合了故障樹技術的專家系統，通過故障樹技術和專家系統規則庫的診斷分析，大大提高了診斷效率，降低了地鐵車門系統檢修人員的工作強度，節約了成本，提高了效率。
【附圖說明】
[0011]為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明，其中:
[0012]圖1是本實用新型的地鐵車門故障診斷系統的電路結構框圖；
[0013]圖2是故障診斷的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本實用新型的地鐵車門故障診斷系統，包括電源電路、平板電腦、PLC控制單元、MVB網卡、地址鎖存器。平板電腦、MVB網卡、地址鎖存器分別與PLC控制單元連接。電源電路為PLC控制單元、MVB網卡和地址鎖存器等提供電源，地址鎖存器用于在PLC控制單元讀寫MVB網卡時鎖存車門系統端口地址，MVB網卡用于采集地鐵車輛MVB總線上的車門系統端口的數據，PLC控制單元讀取MVB網卡中的數據進行故障分析處理，得出的診斷結果通過USB接口發送至平板電腦顯示。
[0015]具體的，MVB網卡從MVB總線采集車輛數據，PLC控制單元通過地址鎖存器尋址MVB網卡，MVB網卡將對應的數據發送至PLC控制單元。PLC控制單元接收到MVB網卡數據后，依據基于故障樹技術的專家系統判斷端口數據是否為故障數據，如果是則將該幀數據發送至平板電腦顯示。
[0016]如圖2所示，采用基于故障樹技術的專家系統進行故障診斷的流程。
[0017]步驟1:地鐵車門故障診斷系統PLC控制單元通過地址鎖存器尋址MVB網卡，讀取MVB網卡中的數據；
[0018]步驟2:依據故障樹和專家系統現有規則判斷設備是否故障，若是，則轉步驟3，否則轉步驟4;
[0019]步驟3:平板電腦顯示故障原因；
[0020]步驟4:根據診斷故障樹判斷與該設備在同一故障樹的其他元件是否發生故障，若是，則轉步驟2，否則返回步驟2重新判斷。
[0021]根據地鐵車門系統特點，故障機理分析，建立故障樹。首先熟悉系統，根據車輛內部器件的電氣原理圖建立各種指令元件和執行設備之間的故障邏輯模型，并以一定的結構形式存儲在數據庫中。其次收集車門系統歷史事故案例，進行事故統計。然后把分析的車門系統主要部件對象確定為故障樹的頂事件。最后通過統計的歷史故障原因，將其作為故障樹的葉子節點。
[0022]畫出故障樹，從頂事件起，逐級找出直接原因的事件，按照其邏輯關系，畫出故障樹。
【主權項】
1.一種地鐵車門故障診斷系統，包括電源電路、平板電腦、PLC控制單元、MVB網卡、地址鎖存器;其特征在于:所述的平板電腦、MVB網卡、地址鎖存器分別與PLC控制單元連接;MVB網卡與地鐵車輛MVB總線的車門系統端口相連，電源電路為PLC控制單元;MVB網卡和地址鎖存器提供電源，地址鎖存器用于在PLC控制單元讀寫MVB網卡時鎖存車門系統端口地址，MVB網卡用于采集地鐵車輛MVB總線上的車門系統端口的數據;PLC控制單元讀取MVB網卡中的數據進行故障分析處理，得出的診斷結果通過USB接口發送至平板電腦顯示； MVB網卡包括幀收發器，幀收發器采用芯片MVBC。
【專利摘要】本實用新型涉及地鐵車門故障診斷系統，包括電源電路、平板電腦、PLC控制單元、MVB網卡、地址鎖存器。平板電腦、MVB網卡、地址鎖存器分別與PLC控制單元連接。地址鎖存器用于PLC控制單元讀寫MVB網卡時鎖存車門系統端口地址，MVB網卡用于采集地鐵車輛MVB總線上車門系統端口的數據，PLC控制單元讀取MVB網卡中的數據進行故障分析處理，得出的診斷結果通過USB接口發送至平板電腦顯示。通過采用基于故障樹技術的故障診斷專家系統，提高了地鐵車門系統的故障診斷效率，通過故障樹模型快速診斷車門故障原因，節約了地鐵車輛車門系統故障檢修成本，提高了故障診斷效率，具有較高的市場應用前景。
【IPC分類】G05B19/05
【公開號】CN205229771
【申請號】CN201520759375
【發明人】潘朝君, 李臣明, 高紅民, 沈潔
【申請人】河海大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年9月28日