引言
车门系统是动车组车辆的主要组成部件，车门系统的可靠程度直接影响动车组车辆安全运营的状况。为解决动车组车辆运营过程中车门系统故障导致车门无法开启的问题，本文对常见的车门故障问题进行了分析，指出导致车辆运营过程中车门无法开启的故障原因，提出动车组车门系统智能诊断技术，对提高列车运行效率具有重要意义。
1车门系统常见故障及原因分析
动车组车辆客室车门频繁开关，容易损坏客室车门的门控电气元件和机械零部件，造成正线运营列车的客室车门故障频发。如果故障较小，则应切除车门；如果故障较大，则列车会掉线、清客或者寻求救援。对目前动车组车辆常用的塞拉门故障情况进行分析，可得出车门故障的主要原因如下：从车门结构方面分析，丝杆/螺母副、限位开关、驱动电机、钢丝绳、门槛条、护指橡胶条、橡胶止挡等出现故障均会导致车门无法正常工作；车体振动或者乘客挤靠使车门局部变形，导致车门无法正常开关；门控单元的软件和硬件系统故障，造成车门系统的通信功能和控制功能缺失；司机误操作、乘客擅自随意开启紧急设施、检修人员水平不高等人为主观因素[1]。
2动车组车门智能诊断技术
2.1车门自诊断技术
2.1.1网络架构
以CRH3车型为例，车门采用MVB+CAN的通信方式，单个车厢内部的车门控制采用主从结构，主门配置MVB接口与车辆总线通信，其余门控器与主门控器通过CAN组成内网。
车辆暂未加装更多的计算设备，不具备较大计算力，且MVB网络在实现既有通信功能的基础上，无法再增加车门系统电机电流曲线等数据的传输，因此选用车门自诊断技术，车门控制器能够依据车门实时采集的开关门时间、解锁、闭锁时间、开关门电流等参数，对本车门状态进行自诊断，车门控制器本地运算出结果后经MVB总线传输至车辆，在车辆HMI屏上记录并显示，作业人员可根据历史记录对车门状态进行针对性的维护[2]。
模型设计方案
本文主要结合动车组车辆的车门辅助锁动作异常和电机电流异常变化对自诊断模型进行阐述。
(1)辅助锁动作异常模型
车门在辅助锁装置处设置一个辅助锁到位开关用于检测辅助锁锁紧到位和释放状态，辅助锁的锁紧到位和释放到位的时间按照选型器件的要求，需在0.6s左右完成。当前门控器对辅助锁的故障判定逻辑为：
车辆处于静止状态下，车门处于打开位置，辅助锁开关指示辅助锁仍处于锁闭位置，持续超过4s报出辅助锁故障；
车辆处于静止状态下，车门处于打开位置，当门系统收到关门指令，电机驱动车门关闭，辅助锁闭锁电磁阀输出，但辅助锁开关未给出辅助锁锁闭信号，持续超过6s报出辅助锁故障。
在正常状态下，辅助锁限位开关不应出现卡滞和回弹缓慢的现象。在开关门过程中报出辅助锁故障有以下几点原因：辅助锁卡滞，无法打开；辅助锁锁闭电磁阀排气慢，导致辅助锁打开缓慢；车门调节问题，导致关门后车门过紧，开门辅助锁开关释放延迟[3]。
判定车门报故障之前辅助锁状态是否已经有异常，可通过对辅助锁开关的触发和释放时间进行统计分析，如果发现其有超出正常范围值的，予以诊断预警，提醒工作人员检查调整。
(2)电机电流异常模型
正常情况下，电机的运动控制严格遵循既定的速度曲线，如图1所示。
图1车门电机运动曲线
电机首先以初始速度值Von做加速运动，每隔一个加速周期，速度值V将累加a+,当累加的速度值V大于高速平台值VHigh时，维持速度值Vt=VHigh直至门运动到降速点位置S1,此后门做减速运动，每隔一个减速速周期，速度值V将累减a-,当累减的速度值V小于缓行区速度值VLow时，维持速度值V=VLow直至门运动到总行程到位位置S2。
车辆处于静止状态下，车门处于打开位置，当门系统收到关门指令后，电机驱动车门向关门方向运动。首先车门以一定加速度提升关门速度，增大电流，达到阈值且在降速点前保持，到达降速点后减小电流，即将关锁到位前增大电流，直至到达关锁到位位置。
电机作为门系统的核心驱动部件，在车门调整良好，且状态未发生改变时，每次开关门的电机电流应保持在一定的稳定范围内。当车门机械阻力异常变大或润滑不良时，将导致电机堵转并影响正常的电流值，通过设计电机电流异常的自诊断模型，可有效地预警车门阻力大等异常。
各车门厂家更多是依据各自器件选型的参数以及模型产品上测试得到的数据来设定特征值，属于经验模型的范畴，需要进行不断现车验证来进行参数设置的调整[4]。
2.2车载PHM板卡诊断技术
2.2.1网络架构
从复兴号动车组开始，着重开发车载PHM板卡诊断技术，车门增加以太网通信接口，以具备更大的数据传输能力和速度。司机室控制台内增加PHM板卡，用于部署诊断模型。
2.2.2模型设计方案
当车门滑道阻力异常时，对车门系统在各个时间段的位移、速度以及电流值都会有影响，车载PHM板卡实时采集门系统电机的位移、转角、转速以及电流值参数，与表征车门正常的预警模型规则库进行对比，发现当次采集到的数据与规则库吻合度达到一定数值时，作出预警[5]。
车载PHM板卡诊断模型算力和数据量较大，可以对车门所有参数进行实时采集和处理，也可以针对多门之间的差异进行诊断。同时，在此基础上，可存储各历史数据，对车门状态进行趋势研究。
3结语
综上所述，希望通过对动车组车门系统智能诊断技术的研究，能够对车门状态进行监控预测，提前发现故障隐患，降低故障率的同时也降低维修投入，提升可靠性和经济效益。
参考文献
[1]胡继珍,巩文东,巩长义等.动车组车门系统站台补偿器故障分析与改进[J].铁道运营技术,2022,28(02):1-4.
[2]肖翔,邓学文.城际动车组车门系统介绍与故障分析[J].电子世界,2021(10):81-82.
[3]许辰.动车组运行故障受天气因素影响的趋势分析[J].铁道机车与动车,2018(04):39-41+43.
作者简介：殷昕(1997.5-)，男，汉族，黑龙江齐齐哈尔，大学本科，助理工程师，研究方向：动车组车门故障检修。
