一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)，包括：AVR單片機(jī)(105)、模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器(103)、傳感器(102)、時(shí)鐘電路(107)、EEPROM存儲器(106)、通信電路(104)、鍵盤(108)和LED數(shù)碼顯示器(109)、列車門元件(101)組成；其特征在于，AVR單片機(jī)(105)分別與A/D轉(zhuǎn)換器(103)、時(shí)鐘電路(107)、通信電路(104)、EEPROM存儲器(106)、鍵盤(108)和LED數(shù)碼顯示器(109)相連接，A/D轉(zhuǎn)換器(103)與傳感器(102)相連接，傳感器(102)與列車門元件(101)相連接；系統(tǒng)采用模糊H網(wǎng)方法進(jìn)行城軌列車門故障診斷，智能化程度高。
【專利說明】
一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)，屬于故障診斷技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外大城市經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，城市面積的不斷擴(kuò)張，人口和汽車數(shù)量的不斷增加，導(dǎo)致城市交通變得擁堵，導(dǎo)致原有的公共交通工具不能滿足市民的出行需求。地鐵、輕軌等快捷、安全、舒適的城市軌道交通隨之發(fā)展起來，成為了大城市的重要交通工具。城軌交通發(fā)展速度很快，其在公共交通中的比重越來越大，城軌交通的安全性和可靠性就顯得越來越重要。但市場調(diào)研顯示，城市軌道交通的各類安全問題層出不窮，列車自身故障導(dǎo)致的安全問題也不少，特別是列車門的故障越來越多。
[0003]許多安全事故往往是由于列車門的故障導(dǎo)致的，列車是城市軌道交通系統(tǒng)中關(guān)鍵的一環(huán)，其車門系統(tǒng)又占有相當(dāng)重要的位置。據(jù)車輛維修部門的統(tǒng)計(jì)，列車車門在查找故障所需時(shí)間是排除故障時(shí)間的1.5倍。據(jù)國內(nèi)外的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，列車門系統(tǒng)的故障率在整個(gè)列車車輛故障中超過1/3。可見，列車門的故障對整個(gè)軌道交通的安全運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，最直接的表現(xiàn)就是威脅到大家的人身財(cái)產(chǎn)安全。為確保軌道交通的運(yùn)營安全，需要迅速、準(zhǔn)確、智能的定位故障位置和診斷出故障原因，以最短的時(shí)間排除故障。因此，鑒于目前國內(nèi)在城軌列車門故障診斷系統(tǒng)存在局限性欠成熟，為確保確保軌道交通能更安全的運(yùn)營，故本實(shí)用新型提出一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)，以便能更快速、簡便、智能、準(zhǔn)確的檢測和診斷出車門系統(tǒng)故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型涉及一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)，采用模糊H網(wǎng)方法提高對離散型城軌列車門系統(tǒng)故障實(shí)時(shí)建模和快速分析的能力，使用單片機(jī)提高自動化程度，智能程度。本系統(tǒng)具有故障診斷快速準(zhǔn)確，自動化程度高，智能化等特點(diǎn)，適用于城軌列車門故障自動快速診斷。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型涉及一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)，此系統(tǒng)由AVR單片機(jī)、模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器、傳感器、時(shí)鐘電路、EEPROM存儲器、通信電路、鍵盤和LED數(shù)碼顯示器、列車門元件等組成。其特征在于，該故障診斷系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、智能診斷出故障，AVR單片機(jī)分別與A/D轉(zhuǎn)換器、時(shí)鐘電路、通信電路、EEPROM存儲器、鍵盤和LED數(shù)碼顯示器等相連接，A/D轉(zhuǎn)換器與傳感器相連接，傳感器與列車門元件相連接；
[0006]AVR單片機(jī)，用于各器件間進(jìn)行信息交換和統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理彼此之間的相互關(guān)系，并調(diào)用程序進(jìn)行故障診斷；
[0007]A/D轉(zhuǎn)換器，用于將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量；
[0008]傳感器，用于將列車門元件故障信號轉(zhuǎn)化為電信號；
[0009]時(shí)鐘電路，用于給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號；
[0010]EEPROM存儲器，用于進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的大批量的存儲數(shù)據(jù)的處理；[0011 ]通信電路，用于與系統(tǒng)進(jìn)行通信聯(lián)系；
[0012]鍵盤，用于進(jìn)行各種功能鍵和數(shù)字鍵的處理；
[0013]數(shù)碼顯示器LED，用于進(jìn)行各種數(shù)字信號的顯示；
[0014]列車門元件，構(gòu)成城軌列車門的構(gòu)成機(jī)械及電氣元件。
[0015]技術(shù)方案是:系統(tǒng)通過傳感器獲取列車門元件故障信號，利用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送入AVR單片機(jī)進(jìn)行模糊H網(wǎng)智能化故障推理，利用時(shí)鐘電路產(chǎn)生AVR單片機(jī)所需要的時(shí)鐘信號，通過通信電路，將AVR單片機(jī)與系統(tǒng)進(jìn)行通信聯(lián)系，利用鍵盤進(jìn)行故障診斷過程中各種數(shù)據(jù)的輸入和處理，通過EEPROM存儲器存儲整個(gè)系統(tǒng)的大量存儲數(shù)據(jù)，將AVR單片機(jī)處理的數(shù)據(jù)和結(jié)果送到LED數(shù)碼顯示器上進(jìn)行顯示。
[0016]—種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)工作過程，具體步驟如下:
[0017](I)系統(tǒng)初始化；
[0018](2)復(fù)位；
[0019](3)檢測故障信號；
[0020](4)開中斷；
[0021](5)調(diào)用鍵盤程序；
[0022](6)調(diào)用模糊H網(wǎng)故障診斷推理程序；
[0023](7)推理故障位置及原因；
[0024](8)調(diào)用顯示程序；
[0025](9)結(jié)束。
[0026]模糊H網(wǎng)故障診斷流程包括以下步驟:
[0027](I)構(gòu)建城軌列車門系統(tǒng)的模糊H網(wǎng)模型；
[0028]車門系統(tǒng)包括控制單元、機(jī)構(gòu)裝置和門扇三大部分。根據(jù)離散的列車車門系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和故障信息及各個(gè)位置發(fā)生故障的先驗(yàn)知識，確定H網(wǎng)故障模型的頂事件(給出的故障事件)，建立起城軌列車門系統(tǒng)的模糊H網(wǎng)模型；
[0029](2)根據(jù)模糊H網(wǎng)的城軌列車門系統(tǒng)模型及模糊H結(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系，獲得模糊H網(wǎng)結(jié)點(diǎn)P1的可達(dá)性結(jié)點(diǎn)集合、立即可達(dá)性結(jié)點(diǎn)集合和相鄰結(jié)點(diǎn)集合；
[0030](3)定義模糊H網(wǎng)產(chǎn)生式規(guī)則；
[0031](4)進(jìn)行模糊H網(wǎng)推理算法；
[0032](5)得出故障位置及故障原因。
[0033]模糊H網(wǎng)推理算法具體步驟如下:
[0034](I)系統(tǒng)初始化并給相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)賦值，根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)，假設(shè)模糊H結(jié)點(diǎn)的點(diǎn)火閾值；
[0035](2)假設(shè)H結(jié)點(diǎn)Po發(fā)生故障，則判斷其是否屬于立即可達(dá)集合，屬于的話，則記下故障路徑P1(該路徑對應(yīng)可信度最高的H結(jié)點(diǎn))到Po，否則，找不到故障路徑及原因；
[0036]的可信度與結(jié)點(diǎn)所賦初值進(jìn)行計(jì)算，算出轉(zhuǎn)移函數(shù)值，當(dāng)轉(zhuǎn)移函數(shù)值大于點(diǎn)火閾值時(shí)，該結(jié)點(diǎn)則點(diǎn)火動作。則Pi的下一結(jié)點(diǎn)初值標(biāo)識自動增加，Pi的初值標(biāo)識則自動減少。P1結(jié)點(diǎn)點(diǎn)火動作后，下一結(jié)點(diǎn)則重發(fā)步驟2，此時(shí)步驟2中的假設(shè)結(jié)點(diǎn)Po即為P1的下一結(jié)點(diǎn)；
[0037](4)如果步驟3中算出的轉(zhuǎn)移函數(shù)值小于點(diǎn)火閾值，說明P1結(jié)點(diǎn)不能動作，則該路徑上沒有故障。則對次高可信度結(jié)點(diǎn)？工進(jìn)行步驟2推理，如此重復(fù)，直到找出最終故障路徑，并找出故障及原因。
[0038]具體來說通過分析模糊H網(wǎng)結(jié)點(diǎn)P1(各列車門元件故障對應(yīng)的結(jié)點(diǎn))的可達(dá)性結(jié)點(diǎn)集合，立即可達(dá)性結(jié)點(diǎn)集合和相鄰結(jié)點(diǎn)集合，根據(jù)模糊H網(wǎng)產(chǎn)生式規(guī)則并通過運(yùn)算，得出列車門故障產(chǎn)生位置和原因。
[0039]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型涉及一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)模糊H網(wǎng)模型，利用模糊H網(wǎng)的產(chǎn)生式規(guī)則及模糊H網(wǎng)推理算法，能簡單、快捷、準(zhǔn)確的定位出城軌列車門系統(tǒng)的故障位置及原因，其故障診斷有快速準(zhǔn)確，自動化程度高，智能化等特點(diǎn)，診斷過程更簡單，效率更高。
[0040]通過結(jié)合以下附圖，閱讀本使用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特征、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚。
【附圖說明】
[0041]圖1是本實(shí)用新型的一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2是本實(shí)用新型的一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)工作過程流程圖；
[0043]圖3是本實(shí)用新型的一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)模糊H網(wǎng)故障診斷流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0045]圖1是本實(shí)用新型的一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]包括:AVR單片機(jī)105、模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器103、傳感器102、時(shí)鐘電路107、EEPR0M存儲器106、通信電路104、鍵盤108和LED數(shù)碼顯示器109、列車門元件101等組成。其特征在于，該故障診斷系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、智能診斷出故障，AVR單片機(jī)105分別與A/D轉(zhuǎn)換器103、時(shí)鐘電路107、通信電路104、EEPR0M存儲器106、鍵盤108和LED數(shù)碼顯示器109等相連接，A/D轉(zhuǎn)換器103與傳感器102相連接，傳感器102與列車門元件101相連接；
[0047]AVR單片機(jī)105，用于各器件間進(jìn)行信息交換和統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理彼此之間的相互關(guān)系，并調(diào)用程序進(jìn)行故障診斷；
[0048]A/D轉(zhuǎn)換器103，用于將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量；
[0049]傳感器102，用于將列車門元件故障信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；
[0050]時(shí)鐘電路107，用于給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號；
[0051 ] EEPROM存儲器106，用于進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的大批量的存儲數(shù)據(jù)的處理；
[0052]通信電路104，用于與系統(tǒng)進(jìn)行通訊聯(lián)系；
[0053]鍵盤108，用于進(jìn)行各種功能鍵和數(shù)字鍵的處理；
[0054]LED數(shù)碼顯示器109，用于進(jìn)行各種數(shù)字信號的顯示；
[0055]列車門元件101，構(gòu)成城軌列車門的構(gòu)成機(jī)械及電氣元件。
[0056]技術(shù)方案是:系統(tǒng)通過傳感器102獲取列車門元件101故障信號，利用A/D轉(zhuǎn)換器103將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送入AVR單片機(jī)105進(jìn)行模糊H網(wǎng)智能化故障推理，利用時(shí)鐘電路107產(chǎn)生AVR單片機(jī)105所需要的時(shí)鐘信號，通過通訊電路104，將AVR單片機(jī)105與系統(tǒng)進(jìn)行通信聯(lián)系，利用鍵盤108進(jìn)行故障診斷過程中各種數(shù)據(jù)的輸入和處理，通過EEPROM存儲器106存儲整個(gè)系統(tǒng)的大量存儲數(shù)據(jù)，將AVR單片機(jī)105處理的數(shù)據(jù)和結(jié)果送到LED數(shù)碼顯示器109上進(jìn)行顯示。
[0057]圖2是本實(shí)用新型的一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)工作過程流程圖，具體步驟如下:
[0058]在步驟201，系統(tǒng)運(yùn)行開始；
[0059]在步驟202，系統(tǒng)初始化；
[0060]在步驟203，復(fù)位；
[ΟΟ??]在步驟204，檢測故障彳目號；
[0062]在步驟205，開中斷；
[0063]在步驟206，調(diào)用鍵盤程序；
[0064]在步驟207，調(diào)用模糊H網(wǎng)故障診斷推理程序；
[0065]在步驟208，推理故障位置及原因；
[0066]在步驟209，調(diào)用顯示程序；
[0067]在步驟210，結(jié)束。
[0068]圖3是本實(shí)用新型的一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)模糊H網(wǎng)故障診斷流程圖，具體步驟如下:
[0069]在步驟301，故障診斷運(yùn)行開始；
[0070]在步驟302，判斷是否存在故障彳目息；
[0071]在步驟303，根據(jù)離散的列車車門系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和故障信息及各個(gè)位置發(fā)生故障的先驗(yàn)知識，確定H網(wǎng)故障模型的頂事件(給出的故障事件)，構(gòu)建城軌列車門系統(tǒng)的模糊H網(wǎng)模型；
[0072]在步驟304，根據(jù)模糊H網(wǎng)的城軌列車門系統(tǒng)模型及模糊H結(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系，獲得模糊H網(wǎng)結(jié)點(diǎn)P1的可達(dá)性結(jié)點(diǎn)集合、立即可達(dá)性結(jié)點(diǎn)集合和相鄰結(jié)點(diǎn)集合；
[0073]在步驟305，定義模糊H網(wǎng)產(chǎn)生式規(guī)則；
[0074]在步驟306，進(jìn)行模糊H網(wǎng)推理算法；
[0075]在步驟307，得出故障位置及故障原因。
[0076]模糊H網(wǎng)推理算法實(shí)施方法如下:
[0077](I)系統(tǒng)初始化并給相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)賦值，根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)，假設(shè)模糊H結(jié)點(diǎn)的點(diǎn)火閾值；
[0078](2)假設(shè)H結(jié)點(diǎn)Po發(fā)生故障，則判斷其是否屬于立即可達(dá)集合，屬于的話，則記下故障路徑P1(該路徑對應(yīng)可信度最高的H結(jié)點(diǎn))到Po，否則，找不到故障路徑及原因；
[0079]的可信度與結(jié)點(diǎn)所賦初值進(jìn)行計(jì)算，算出轉(zhuǎn)移函數(shù)值，當(dāng)轉(zhuǎn)移函數(shù)值大于點(diǎn)火閾值時(shí)，該結(jié)點(diǎn)則點(diǎn)火動作。則Pi的下一結(jié)點(diǎn)初值標(biāo)識自動增加，Pi的初值標(biāo)識則自動減少。P1結(jié)點(diǎn)點(diǎn)火動作后，下一結(jié)點(diǎn)則重發(fā)步驟2，此時(shí)步驟2中的假設(shè)結(jié)點(diǎn)Po即為P1的下一結(jié)點(diǎn)；
[0080](4)如果步驟3中算出的轉(zhuǎn)移函數(shù)值小于點(diǎn)火閾值，說明P1結(jié)點(diǎn)不能動作，則該路徑上沒有故障。則對次高可信度結(jié)點(diǎn)？工進(jìn)行步驟2推理，如此重復(fù)，直到找出最終故障路徑，并找出故障及原因。
[0081]具體來說通過分析模糊H網(wǎng)結(jié)點(diǎn)P1(各列車門元件故障對應(yīng)的結(jié)點(diǎn))的可達(dá)性結(jié)點(diǎn)集合，立即可達(dá)性結(jié)點(diǎn)集合和相鄰結(jié)點(diǎn)集合，根據(jù)模糊H網(wǎng)產(chǎn)生式規(guī)則并通過運(yùn)算，得出列車門故障產(chǎn)生位置和原因。
[0082]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型涉及一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)模糊H網(wǎng)模型，利用模糊H網(wǎng)的產(chǎn)生式規(guī)則及模糊H網(wǎng)推理算法，能簡單、快捷、準(zhǔn)確的定位出城軌列車門系統(tǒng)的故障位置及原因，其故障診斷有快速準(zhǔn)確，自動化程度高，智能化等特點(diǎn)，診斷過程更簡單，效率更高。
[0083]采用該新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)，能簡單、快捷、準(zhǔn)確的定位出城軌列車門系統(tǒng)的故障位置及原因，其診斷過程更簡單，效率更高，在城軌列車門系統(tǒng)的故障診斷中具有積極意義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型城軌列車門故障診斷系統(tǒng)，包括:AVR單片機(jī)(105)、模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器(103)、傳感器(102)、時(shí)鐘電路(107)、EEPROM存儲器(106)、通信電路(104)、鍵盤(108)和LED數(shù)碼顯示器(109)、列車門元件(101)組成；其特征在于，AVR單片機(jī)(105)分別與A/D轉(zhuǎn)換器(103)、時(shí)鐘電路(107)、通信電路(104)、EEPROM存儲器(106)、鍵盤(108)和LED數(shù)碼顯示器(109)相連接，A/D轉(zhuǎn)換器(103)與傳感器(102)相連接，傳感器(102)與列車門元件(101)相連接； AVR單片機(jī)(105)，用于各器件間進(jìn)行信息交換和統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理彼此之間的相互關(guān)系，并進(jìn)行城軌列車門故障診斷； A/D轉(zhuǎn)換器(103)，用于將模擬量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號； 傳感器(102)，用于測量列車門元件故障信號，并轉(zhuǎn)化為電信號； 時(shí)鐘電路(107)，用于給AVR單片機(jī)(105)提供時(shí)鐘信號； EEPROM存儲器(106)，用于進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和處理； 通信電路(104)，用于與進(jìn)行系統(tǒng)的通訊聯(lián)系； 鍵盤(108)，用于進(jìn)行各種功能鍵和數(shù)字鍵的處理； LED數(shù)碼顯示器(109)，用于進(jìn)行各種數(shù)字信號的顯示； 列車門元件(101)為城軌列車門的機(jī)械及電氣元件，用于進(jìn)行城軌列車門的開關(guān)作用；系統(tǒng)通過傳感器(102)獲取列車門元件(101)故障信號，利用A/D轉(zhuǎn)換器(103)將模擬量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號送入AVR單片機(jī)(105)進(jìn)行模糊H網(wǎng)智能化故障處理，利用時(shí)鐘電路(107)產(chǎn)生AVR單片機(jī)(105)所需要的時(shí)鐘信號，通過通信電路(104)，將AVR單片機(jī)(105)與系統(tǒng)進(jìn)行通訊聯(lián)系，利用鍵盤(108)進(jìn)行故障診斷過程中各種數(shù)據(jù)的輸入和處理，通過EEPROM存儲器(106)存儲整個(gè)系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，將AVR單片機(jī)(105)處理的數(shù)據(jù)和結(jié)果送到LED數(shù)碼顯示器(109)上進(jìn)行顯示。
【文檔編號】G05B23/02GK205563262SQ201620058920
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年1月12日
【發(fā)明人】潘煉, 王文利
【申請人】武漢科技大學(xué)