摘要：近年来，轨道交通的站台门常常出现故障，给旅客的出行造成不便，甚至影响到旅客的生命安全，由此可见，研究轨道交通站台门远程监控及智能诊断系统对于乘客的生命安全而言非常重要。文章研究了我国当前轨道交通站台门远程监控及智能诊断系统存在的缺陷，并提出了相应的解决措施。

关键词：轨道交通；站台门；远程监控；智能诊断；交通运输 文献标识码：A

中图分类号：U239 文章編号：1009-2374（2017）01-0104-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.051

随着我国经济的快速发展，我国的交通也随之不断发展。作为轨道交通的重要组成部分之一，站台门对于乘客的出行起着十分重要的作用，因此站台门能否正常运行对于旅客而言是十分重要的。我国目前在远程监控以及智能诊断这类复杂系统的研究已经有一定的成果，然而近年来，我国站台门仍然常常出现故障，为此我国应加大对轨道交通站台门远程监控及智能诊断系统研究的力度，使轨道交通站台门能够为旅客提供更好的服务。

1 轨道交通站台门远程监控及智能诊断的基本概念

远程监控及智能诊断主要是通过分析收集到的站台运行的相关数据来评定站台门的运行状况。轨道交通站台门远程监控及智能诊断主要是通过收集站台门运行信号、处理信息以及信息分析来判定站台门是否正常运行。经过30多年的研究，我国在远程监控及智能诊断这类复杂系统的研究已有一定的建树，例如哈尔滨工业大学研发出MMMD-2这款用来检测汽轮发电机组故障的故障诊断专家系统，而清华大学也研发出了用来诊断锅炉设备的故障诊断专家系统。虽然我国已研发出不少的故障诊断系统，但是我国研发出的故障诊断系统并不能大量地生产，无法为更多的人们提供帮助。由此可见，我国远程监控及智能诊断的相关研究并不成熟，对这类复杂系统的研究还处于实验室阶段。因此，我国应尽量将复杂系统的研究实用化，使复杂系统能够更好地为人们提供服务。

2 轨道交通站台门智能诊断的基本技术

2.1 使用专家系统来诊断故障

所谓专家系统故障诊断主要是通过利用相关专家的诊断知识来诊断故障。通过总结机械出现故障的不同情况来判定设备是否正常运行。对于轨道交通站台门的远程监控及智能诊断这类的复杂系统而言，定量的数学模型很难准确地判断出设备的运行状况。因此，使用专家诊断系统来诊断故障是目前较为广泛使用的一种方式。专家系统诊断大致可以分为浅知识的故障诊断专家系统以及深知识的故障诊断专家系统。浅知识的故障诊断专家系统只能根据设备在运行过程中表现出的状态来判断设备是否正常运行，而深知识的故障诊断专家系统则运用了因果关系以及概率等方面的知识，使人们能够更准确地判定设备的运行状况。相较于浅知识的故障诊断专家，深知识的故障诊断专家通过明确设备在运行过程中的每一环节的约束关系来找出可能存在哪些故障，深知识的故障诊断专家能够明确地发现设备是在哪一环节出现故障，使维修人员能够有针对性地对设备进行维修。然而，由于深知识故障诊断专家系统在故障诊断时需要搜索大量的信息，导致深知识故障专家诊断系统需要花费大量的时间来诊断故障。为此，人们开始尝试将深知识故障诊断专家系统与浅知识故障诊断专家系统结合在一起，例如Fink提出的集成诊断模型及Peng提出的层次因果模型巧妙地将这两类故障诊断专家系统结合在一起，这不仅提升了故障诊断系统的准确率，而且还大大地提高了故障诊断系统的效率。

2.2 使用神经网络来诊断故障

对于轨道交通站台门智能诊断这类非线性的复杂系统而言，无法使用简单的数学关系来表达设备的运行状况。为此人们开始将具有处理非线性以及拥有一定计算能力的神经网络运用在复杂系统的故障诊断当中。在1989年，人们成功地将神经网络用于诊断流化态催化裂化单元的运行状况，在此之后，相关的研究人员开始将神经网络技术运用在不同设备的故障诊断当中。相较于故障诊断专家系统，使用神经网络能够实时地监控设备的运行状况，使相关的维修人员能够及时地对设备进行维修。除此之外，神经网络故障诊断系统能够直接使用数值数据来评判设备不同阶段的运行状况，这将大大地提高神经网络故障诊断系统的工作效率。然而，只使用神经网络来诊断设备的故障的准确率较低，网络的不稳定性以及计算机算法的收敛性将导致神经网络故障诊断系统最终计算出的数值与设备运行的数值偏差较大。因此，人们通过将神经网络与其他技术相结合来提高故障诊断的准确率。例如，近年来，人们开始尝试将神经网络与模糊理论有机结合，这不仅能够大大地减少网络计算的时间，而且能够有效地提高故障诊断系统的准确率。

2.3 使用模糊理论来诊断故障

模糊理论主要是为了解决故障诊断系统在诊断过程中的不确定性以及不精确性。运用模糊理论的故障诊断系统主要是通过建立矩阵来表示征兆与故障类型之间的关系，从矩阵中，人们能够得出故障与征兆间的关系方程，从而人们能够得到通过解相应的方程式来判断出设备的故障类型。除此之外，模糊理论还能通过建立故障与征兆之间的模糊规则库来诊断设备的故障类型。但由于模糊理论使用的矩阵或模糊规则库都是由人工建立的，因此单独使用模糊理论将很容易出现误诊的现象，为此应将模糊理论与其他方法相结合来提高故障诊断的准确率。

3 轨道交通站台门的远程监控与智能诊断系统的发展趋势

3.1 网络通信技术与多媒体技术相结合

智能诊断系统主要是通过分析设备运行过程中的数据来诊断设备的故障类型，因此，为了能够准确的诊断站台门的故障类型，人们应利用远程网络系统来加强对站台门的远程监控，使人们能够准确地把握站台门的运行状况。近年来，我国也开展了远程监控及智能诊断的相关研究，例如清华大学针对大型电站设备开展了远程诊断的研究。为了能够提高远程诊断的准确率，应将网络通信技术与多媒体技术相结合，使相关人员能够实时地掌握站台门的运行状况。多媒体技术不仅能够为工作人员提供站台门运行的数据，而且还能提供相应的音频、图像以及视频，使诊断人员能够全面地评判站台门的故障类型。目前，我国远程监控及智能诊断系统的主要形式如图1所示，通过无线GPRS数据收发模块以及现代信息技术的结合，使工作人员能够准确地把握站台门的运行状况。当发现站台门出现故障时，系统将通过无线GPRS数据收发模块将相关诊断信息告知现场维修运营人员，使运营人员能够及时掌握故障位置，这将大大地提高维修人员的工作效率。

3.2 提高滤波处理技术，保证信号的稳定性

站台门的信息在传递过程中，往往会受到许多干扰信号的影响。因此相关人员应注意消除干扰信息的影响，使工作人员能够接受到完整的信号。目前，我国轨道交通方面主要使用时域滤波处理器进行濾波消除。时域滤波可滤除一切时宽窄于设定滤波时宽的负向脉冲干扰信号，然而这种算法在为输出信号提高稳定性的同时也存在一个问题，那就是不可避免地造成了整体输出信号在时间上延长一个滤波设定时长。所以时域滤波方法的局限性就在于滤波时长必须保持在一定限定内，否则将引起信号的严重失真。时域滤波可设定的时间范围为50ms及200ms。从另一个角度来讲，时域滤波主要的目的是为了滤除指示输出电平中的负向脉冲干扰，以保证显示的准确性，但是这些负向脉冲的出现其实也反映着站台门系统的现实状态和一些故障征兆，使所有的负向脉冲都能被准确地记录下来，以便于工程维护人员根据这些信息进行及时的维护保养和故障设备更换。

3.3 增强对站台门的实时监控能力

为了能够更好地保证站台门的正常运行，应增强对站台门的实时监控能力。监控软件是站台门综合信息监控系统的核心，它综合接收PLC的状态采集的信息、无线通信模组的串口通信信息以及城市轨道交通综合监控系统的数据读取服务请求，将信息和请求进行分析处理后通过动态图形界面的方式展现在工业液晶显示器上，同时将所有信息进行分类存储和分类管理，并将ISCS所需的数据信息根据相应的通信协议发送出去。因此站台门应使用新型的传感器实时监控各设备的运行情况，实现故障预警、精确定位以及快速维护保养的三位一体综合信息管理和运营管理。综合监控系统必须增强自身的数据综合分析能力，结合运营经验和人工智能技术建立计算机专家系统，为运营和维保人员提供及时有效的帮助和提示。

3.4 加强总线技术与无线通信技术的研究

轨道交通站台门的远程监控需要将监控到的信息通过总线来传递给相应的工作人员，使工作人员能够及时地判断站台门的故障类型。为此，近年来，我国加大对LON总线技术研究的投入，使总线能够更好地传递信息，这将大大地提高智能诊断的准确率，使相关的维修人员能够明确故障类型。除加大总线的研究之外，我国还在积极地研究无线接入技术，这将大大降低数据信号在传递过程中受到的干扰，从而保证信息的完整性以及避免图片或影像出现失真的现象。

3.5 完善智能诊断系统

对于轨道交通站台门的远程监控及智能诊断系统而言，最关键的是智能诊断系统。虽然我国在智能诊断方面已经取得一定的成就，但我国智能诊断技术仍然存在一些问题。例如故障诊断专家系统在获取信息方面存在着不足，系统无法为故障诊断专家系统提供全面的相关信息，导致专家诊断系统无法准确地判断故障类型。因此，近年来，我国在诊断系统的知识获取部分以及不确定推理方面都加大了研究力度，使诊断系统能够自动地获取最新的设备信息，从而提高智能诊断系统的准确性。

4 结语

交通是人们生活中不可获取的一部分，随着我国经济的快速发展，人们出行的机会越来越多，作为人们主要的交通方式之一，轨道交通的安全不容忽视。为了使轨道交通站台门能够更好地为旅客提供服务，我国有关科研人员应加强对轨道交通远程监控及智能诊断系统的研究，使站台门能够正常运行。

参考文献

[1] 张林.城市轨道交通站台门系统的控制与数据处理

[J].科技创新与应用，2016，（3）.

[2] 王义春.数据通信在远程监控系统中的研究及应用

[J].黑龙江科学，2016，（2）.

作者简介：赵忠（1981-），男，上海人，上海嘉成轨道交通安全保障系统股份公司中级工程师，研究方向：轨道交通地铁站台门电气自动化系统设计和研发、SCADA监控系统及云平台远程监控系统的设计和开发。

（责任编辑：王 波）