一种基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门PHM系统及诊断方法与流程

本发明属于轨道交通，具体涉及一种基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门phm系统及诊断方法。

背景技术：

1、随着城市规模的日益扩大，城市轨道交通承担着越来越大的交通客流压力，对于轨道交通的安全性相应也提出了越来越高的要求。在轨道交通列车运营过程中，车门系统需要频繁启闭，加上大客流量的冲击，导致客室车门故障频发。据统计，车门故障占车辆运行故障的30％以上，严重影响车辆正常运行。门系统直接影响着轨道交通的正常安全运行，门系统的工作是否安全可靠至关重要，如果能够通过门系统的运行数据提前获取门系统的健康情况，对已经处于亚健康的车门系统进行提前维护将能够大幅提高车门正线运营的可靠性。

2、诊断门系统的前提是将能够反映门系统工作状况的数据采集传输到地面服务器。由于车辆编组中车门数量较多，当前传输门系统运行数据均采用具备以太网传输功能的门控器，而现在存在大量不支持以太网传输的门控器还没到报废的时间，也需要将数据传输出去进行状态监测及诊断，这些门控器前期是车厢内通过控制器局域网总线和车厢间通过mvb(多功能车辆总线)进行传输，由于mvb总线带宽有限且整车设备均通过mvb将数据传输到车地通信系统，因此无法在现有网络架构下完成门系统数据的传输落地。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门phm系统及诊断方法，使现有的大量基于局部总线+mvb通信的门控器系统运行数据得以及时传输并完成车门状态的诊断，解决车厢内数据均由主门控器负载及有限带宽的mvb传输无法完成门系统数据落地的问题，不使用mvb而是基于车厢内局部总线组网完成门系统运行数据的传输和诊断，实现phm功能。

2、技术方案：本发明提供的一种基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门phm系统，包括局部总线+mvb通信的主门控器、多个局部总线通信的从门控器、局部总线、网关传输设备、车门诊断平台，主门控器和从门控器均为门控器。所述主门控器设置在车厢的2个门扇上，从门控器设置在车厢其他门扇上，所述局部总线为控制器局域网总线，所述网关传输设备通过局部总线得到门控器采集到的设备数据，网关传输设备将数据转换后通过通信模块传输给车门诊断平台，完成对数据的解析并进行实时推送的门控器故障信息和阈值诊断以及大数据的智能算法诊断，及时对车门的故障和亚健康状态进行预警。

3、进一步的，通信模块为无线通信模块或以太网模块；无线通信模块包括4g、5g、wifi中的一种或多种。

4、进一步的，门控器均连接局部总线，门控器之间通过局部总线进行链式组网通信。

5、进一步的，主门控器设有多套，其中至少一套备用，更进一步的，主门控器设有两套，其中一套备用，在另一套不能于局部总线上通信时，备用主门控器接替使用。

6、进一步的，门控器包括电机驱动模块、总线通讯模块、车门开关控制模块和参数控制模块。

7、电机驱动模块用于驱动电机运行，其内设有电机驱动数据采集单元，用于实时采集电机驱动信号；

8、总线通讯模块用于与车辆总线进行通讯，其内设有总线通讯数据采集单元，用于采集门控器与车辆总线间的通讯信息；

9、车门开关控制模块，用于控制车门开关，其内设有车门开关控制数据采集单元，用于采集车门系统的开关信号；

10、参数控制模块用于记录门控器运行参数，其内设有运行参数采集单元，用于采集门控器自身内部的运行状态参数。

11、本发明还公开了基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门诊断方法，包括以下步骤：

12、s1，门控器运行数据采集：门控器周期性采集运行数据，包括开关门过程中的电机参数转角、转速、电流，车门开关i/o信息和门控器故障信息；

13、s2，对每次采集的数据添加时间戳，同时预留一定空间，将采集数据予以储存，每个门控器采集的数据使用局部总线带宽足以传输；

14、s3，通过局部总线将收集到的运行数据进行传输，具体的，局部总线使用串行数据传输方式，局部总线上的一个节点发送数据时，以报文形式广播给网络中所有节点，每组报文开头设有定义报文优先级的标识符，接收节点根据标识符来判断是否接收这帧信息；

15、s4，通过网关传输设备将局部总线传输的数据进行转换，局部总线接口部分将读取到的数据采用一定的协议或格式组织封装，以便通过以太网或无线通信进行传输；

16、s5，网关传输设备将封装的数据通过网络通信接口发送到以太网或无线通信网络中以传递给车门诊断平台；

17、s6，车门诊断平台对数据进行解析，根据系统配置推送策略推送预警，实现车门健康状态的判断。具体的，分为车门运行数据和门控器故障信息；其中对门控器诊断代码解析，根据系统配置推送策略推送预警；根据车门功能是否正常分为正常数据和异常数据，对正常数据和异常数据特征提取后进行阈值诊断，根据推送策略推送预警；对正常数据进行亚健康数据筛选，当亚健康数据累计大于设定个数时进行智能算法诊断，根据推送策略推送预警，实现车门健康状态的判断。

18、进一步的，s3中接收节点通过远程数据请求发送远程帧请求发送节点发送相应的数据，回应节点传送的数据帧与请求数据的远程帧具有相同的标识符。

19、进一步的，s5中网关传输设备将封装的数据通过网络通信接口发送到以太网或无线通信网络中以传递给车门诊断平台。

20、有益效果：相比于现有技术，本发明具有如下优势：本发明为采用局部总线+mvb通信的轨道车辆门提供一种基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门诊断系统，不由主门控器通过mvb传输到车辆管理控制系统，而是使用局部总线将门控器采集的车门诊断数据通过网关传输设备传输到车门诊断平台，解决了mvb带宽有限，数据无法落地的难点，提高了门系统运行数据传输的效率，保证各个车厢设备数据都能传输至车门诊断平台，使车门诊断系统能实时接收到数据，对车门健康状态进行及时诊断，方便维护人员及时进行现场判断，节省了技术人员分析故障的时间和精力，缩短了维修时间，提高了维修的响应速度，同时根据车门诊断平台对数据的解析可以及时预警和报警，提醒维保人员及时维护保养。另外本发明避免了大规模更换门控器，可大幅节约成本，具有极高的经济价值。

技术特征：

1.一种基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门phm系统，其特征在于，包括门控器、局部总线(3)、通信模块(4)、网关传输设备(5)、车门诊断平台(6)，门控器包括局部总线+mvb通信的主门控器(1)和多个局部总线通信的从门控器(2)，所述主门控器(1)和从门控器(2)设置在车厢的门扇上，所述局部总线(3)为控制器局域网总线，所述网关传输设备(5)通过局部总线(3)得到门控器采集到的设备数据，网关传输设备(5)将数据转换后通过通信模块(4)传输至车门诊断平台(6)。

2.根据权利要求1所述的基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门phm系统，其特征在于，所述通信模块(4)为无线通信模块或有线通信以太网模块。

3.根据权利要求2所述的基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门phm系统，其特征在于，所述无线通信模块包括4g、5g、wifi中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门phm系统，其特征在于，门控器均连接局部总线(3)，门控器之间通过局部总线(3)进行链式组网通信。

5.根据权利要求1所述的基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门phm系统，其特征在于，主门控器(1)设有多套，其中至少一套备用。

6.根据权利要求1所述的基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门phm系统，其特征在于，门控器包括电机驱动模块、总线通讯模块、车门开关控制模块和参数控制模块；

7.一种基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门诊断方法，其特征在于，s3中接收节点通过远程数据请求发送远程帧请求发送节点发送相应的数据，回应节点传送的数据帧与请求数据的远程帧具有相同的标识符。

9.根据权利要求7所述的基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门诊断方法，其特征在于，s5中网关传输设备将封装的数据通过网络通信接口发送到以太网或无线通信网络中以传递给车门诊断平台(6)。

10.根据权利要求7所述的基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门诊断方法，其特征在于，步骤(6)中解析数据分为车门运行数据和门控器故障信息；其中对门控器诊断代码解析，根据系统配置推送策略推送预警；根据车门功能是否正常分为正常数据和异常数据，对正常数据和异常数据特征提取后进行阈值诊断，根据推送策略推送预警；对正常数据进行亚健康数据筛选，当亚健康数据累计大于设定个数时进行智能算法诊断，根据推送策略推送预警，实现车门健康状态的判断。

技术总结
本发明提供了一种基于车厢内局部总线组网的轨道车辆车门PHM系统及诊断方法，PHM系统包括由局部总线+MVB通信的主门控器和多个局部总线通信的从门控器组成的门控器、局部总线、网关传输设备、车门诊断平台，网关传输设备通过局部总线得到门控器采集到的设备数据，网关传输设备将数据转换后传输给车门诊断平台。本发明使现有采用局部总线+MVB通信门控器的轨道车辆车门通过网关传输设备传输到车门诊断平台，解决了MVB带宽有限，数据无法落地的难点，提高了门系统运行数据传输的效率，使车门诊断系统能实时接收数据，对车门健康状态及时诊断，方便维护人员现场判断，缩短维修时间，同时车门诊断平台对数据的解析可以及时预警和报警，以便维护保养。

技术研发人员：姚茂军,许天旸,唐谦,黄鑫磊,陈东,茅飞,蔡文硕
受保护的技术使用者：南京康尼电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22