地铁车辆远程诊断地面系统研究

摘要

近年来，随着我国城市化发展进程的加快，中国城市轨道交通事业进入了高速发展时期，但由于大量城市轨道交通线路的投入运营以及车辆的技术含量和复杂度越来越高，使得地铁车辆的故障率也相应大大提升。因此，对地铁进行实时故障诊断和系统可靠性评估，尽早发现故障隐患，确保列车安全运营便成为一个亟待解决的问题。
　　本文结合目前国内外在城市轨道交通故障诊断方面的方法和现状以及已有的系统可靠性分析方法，提出了地铁车辆远程诊断地面系统的解决方案。该方案由数据收发接口、数据库、人机交互界面三部分组成，数据收发接口完成地铁车辆故障信息与状态信息的接收和解析，数据库完成相关数据的存储，人机交互界面完成系统可靠性分析和故障诊断结果等的显示。通过本系统地铁工作人员可以一目了然车辆的运营状况。
　　根据地铁车辆远程诊断地面系统方案，本文首先基于可靠性框图法完成了牵引传动系统和交流供电系统可靠性模型的构建、组成元件可靠性指标的计算以及牵引传动系统和交流供电系统可靠性的推理评估;其次，详细介绍了各个模块的功能以及设计流程，主要包括数据收发接口控件的开发和设计、实时数据库的创建、人机交互界面的设计。其中人机交互界面的设计主要包括故障实时诊断、系统可靠性评估、历史数据查询、车辆位置跟踪、数据趋势分析等功能的设计，然后，通过将各个功能模块组合在一起完成了地面系统的构建和设计。
　　最后，本文通过模拟车载通讯与控制网络的方法在实验室搭建了地铁车辆远程诊断地面系统的测试平台。并在此基础上分别进行了模拟量数据相关功能、故障量数据相关功能、历史数据查询功能以及电气系统可靠性评估功能的测试和结果分析，验证了各个功能模块的正确性和可行性。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 远程故障诊断技术的研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 系统可靠性分析的研究现状

1．4 课题研究的主要目标

1．5 课题主要研究的内容和工作

2 地铁车辆远程诊断地面系统的功能与原理

2．1 地铁车辆远程诊断地面系统的组成

2．2 无线通信技术的选择及功能介绍

2．3 数据库的选择及功能介绍

2．4 地面系统人机交互界面的功能与原理

2．5 本章小结

3 地铁车辆电气系统的可靠性评估

3．1 电气元件的故障规律

3．2 电气元件的可靠性指标

3．2．1 故障率

3．2．2 可靠度

3．2．3 平均修复时间

3．2．4 平均故障间隔时间

3．3 地铁电气系统的可靠性评估指标

3．4 牵引传动系统可靠性评估

3．4．1 牵引传动系统可靠性模型的构建

3．4．2 牵引传动系统的可靠性评估

3．5 交流供电系统可靠性评估

3．5．1 交流供电系统可靠性模型的构建

3．5．2 交流供电系统的可靠性评估

3．6 本章小结

4 地铁车辆远程诊断地面系统的设计

4．1 数据收发接口的设计

4．2 实时数据库的设计

4．3 地面系统人机交互界面的设计

4．3．1 用户管理界面的设计

4．3．2 地面系统软件窗口管理设计

4．3．3 地铁车辆定位功能设计

4．3．4 数据浏览功能设计

4．3．5 数据趋势分析设计

4．3．6 历史数据查询功能设计

4．3．7 故障代码实时显示功能设计

4．3．8 地铁电气系统可靠性分析表单生成功能的设计

4．4 本章小结

5 实验与测试

5．1 实验室测试平台介绍

5．2 远程诊断地面系统各功能测试

5．2．1 模拟量数据相关功能测试

5．2．2 故障量数据相关功能测试

5．2．3 历史数据查询功能测试

5．2．4 电气系统可靠性评估功能测试

5．3 本章小结

6 总结与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士专业学位期间取得的研究成果

学位论文数据集