CN115496241A - 站台屏蔽门全生命周期健康管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，包括滑动门、站台级监控系统，其特征在于：滑动门上的屏蔽门控单元、电磁锁、滑动门的皮带轮电机分别通过传感器模块经运维数据采集模块与站台级监控系统连接，站台级监控系统通过互联网连接站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器，所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器包括数据库、设备管理服务模块以及人机交互端，所述设备管理服务模块包括系统基础数据管理模块、系统安全管理模块和设备管理模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种站台屏蔽门技术领域，特别涉及一种站台屏蔽门全生命周期健康管理系统。
背景技术
目前，轨道站台屏蔽门采用的维修方式为故障修（设备发生故障或遭到破坏后，使其恢复到规定的技术状态所进行的事后维修活动）、定期修（发生故障之前，使设备保持在规定状态所进行的定期维修活动）。目前的维修方式存在维修费用较高、维修效率较低的情况。此外轨道公司使用的屏蔽门有多种型号，且每种屏蔽门包含大量不同类型的备件，设备和配件采购来自多个物资供应公司，各个公司之间信息不互通，没有做到配件信息跟踪。由于现场维修和大修保养由多个工程队进行，维护记录和设备运行记录也分散保存，没有做到集中管理。
针对设备管理和维修保养方式的现状，为了实现按照屏蔽门状态主动进行维修，以及设备、配件、维护信息集中管理，需要设计一种轨道站台屏蔽门全生命周期健康管理系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，该系统通过采集屏蔽门设备历史数据、实时数据与曲线数据，对相关的数据信息进行处理、分析，并结合设备机理进行数学建模，以实现对屏蔽门设备状态在线监测、异常诊断与健康评估。
本发明的技术方案为：
一种站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，包括滑动门、站台级监控系统，滑动门上的屏蔽门控单元、电磁锁、滑动门的皮带轮电机分别通过传感器模块经运维数据采集模块与站台级监控系统连接，站台级监控系统通过互联网连接站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器，所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器包括数据库、设备管理服务模块以及人机交互端，所述设备管理服务模块包括系统基础数据管理模块、系统安全管理模块和设备管理模块。
所述传感器模块包括安装在屏蔽门控单元上的温度传感器、电流传感器和电压传感器，安装在电磁锁上的电流传感器和电压传感器，安装在滑动门电机和皮带上的皮带位移传感器、电流传感器和转速传感器。
所述运维数据采集模块由处理器、存储模块、通信模块、传感器采集模块以及电源隔离模块组成。
所述运维数据采集模块包括上行运维数据采集模块和下行运维数据采集模块，站台上行侧滑动门上的屏蔽门控单元、电磁锁、滑动门的皮带轮电机分别通过传感器模块经上行运维数据采集模块与站台级监控系统通信连接，站台下行侧滑动门上的屏蔽门控单元、电磁锁、滑动门的皮带轮电机分别通过传感器模块经下行运维数据采集模块与站台级监控系统连接。
所述数据库包括关系型数据库和时序数据库。
所述系统基础数据管理模块包括组织机构管理、配件基本信息管理和设备基本信息管理，系统安全管理模块包括用户管理、权限管理、日志管理、角色管理和菜单管理，所述设备管理模块包括设备信息管理、设备计划管理、设备出入库管理、设备故障管理、设备大修管理和设备报表管理；所述设备故障管理分为故障维护记录、故障诊断及预测算法库、故障实时诊断及预测模块。
所述故障实时诊断及预测模块主要由数据处理模块和算法模块组成，数据处理模块用于数据的接收、处理、数据库交互以及转发，算法模块用于机理模型算法的运算。
所述故障实时诊断及预测模块预设的故障预测算法为随机森林算法。
所述站台监控系统与屏蔽门监控系统共用。
所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器还通信连接移动终端，人机交互端和和移动终端，用于屏蔽门设备的运行状态数据与故障报警信息的监视、查询，以及信息的导出。
本发明的站台屏蔽门全生命周期健康管理系统通过采集屏蔽门设备历史数据、实时数据与曲线数据，对相关的数据信息进行处理、分析，并结合设备机理进行数学建模，以实现对屏蔽门设备状态在线监测、异常诊断与健康评估。运维人员根据全生命周期健康管理系统推送的结果提前预防故障，实现设备的状态维修，管理人员根据系统全面掌握维修保养记录、设备和配件信息追踪，做到设备维修差异化管理，全生命周期运行状态跟踪，以提升屏蔽门系统服役能力。
附图说明
图1为站台屏蔽门全生命周期健康管理系统架构图；
图2为设备管理服务模块图；
图3为屏蔽门故障预测算法架构图。
具体实施方式
参考图1至图2，一种站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，包括滑动门、站台级监控系统，滑动门上的屏蔽门控单元、电磁锁、滑动门的皮带轮电机分别通过传感器模块经运维数据采集模块与站台级监控系统连接，所述传感器模块包括安装在屏蔽门控单元（DCU）上的温度传感器、电流传感器和电压传感器，用于测量屏蔽门控单元（DCU）输入电压和电流、中央处理器（CPU）电压、中央处理器（CPU）温度和智能功率模块（IPM）温度；安装在电磁锁上的电流传感器和电压传感器，用于检测电磁锁电流、行程开关触点信号；安装在滑动门电机和皮带上的皮带位移传感器、电流传感器和转速传感器，用于测量滑动门电机的速度响应、工作电流、脉冲和门移动速度等信息。所述运维数据采集模块由处理器、存储模块、通信模块、传感器采集模块以及电源隔离模块组成，用于数据的采集、处理、分析与汇聚转发，将数据传送至站台级监控系统（HMI），其中传感器采集模块包含模拟输入、数字输入采集电路，负载采集外部传感器信号，如位移传感器、温度传感器、电流传感器，硬件接口为通用设计，可以接入更多不同种类的传感器，适应后续的新需求。所述运维数据采集模块包括上行运维数据采集模块和下行运维数据采集模块，站台上行侧滑动门上的屏蔽门控单元、电磁锁、滑动门的皮带轮电机分别通过传感器模块经上行运维数据采集模块与站台级监控系统通信连接，站台下行侧滑动门上的屏蔽门控单元、电磁锁、滑动门的皮带轮电机分别通过传感器模块经下行运维数据采集模块与站台级监控系统连接。既每个站台上均设有上行运维数据采集模块和下行运维数据采集模块。所述站台监控系统与屏蔽门监控系统共用，用于将传感器数据通过互联网发送至运维系统后端的站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器。站台级监控系统通过互联网连接站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器。
所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器包括数据库、设备管理服务模块以及人机交互端。所述数据库包括关系型数据库（PGSQL）和时序数据库（timescaleDB），PGSQL用于存储系统基础数据，timescaleDB用于存储站台屏蔽门各项检测参数历史数据和预设参数。所述设备管理服务模块包括系统基础数据管理模块、系统安全管理模块和设备管理模块。所述基础数据是管理系统正常运行的前提，所述系统基础数据管理模块包括组织机构管理、配件基本信息管理和设备基本信息管理。所述系统安全管理模块用于系统业务流程中参与人员的授权、权限及角色管理，以及系统运行时产生的日志管理，系统安全管理模块包括用户管理、权限管理、日志管理、角色管理和菜单管理。所述设备管理模块是系统最核心的模块，所述设备管理模块包括设备信息管理、设备计划管理、设备出入库管理、设备故障管理、设备大修管理和设备报表管理。设备信息管理包括设备台账和设备配件管理，设备台账用于保存设备信息、设备状态、设备调拨和设备查询，设备配件管理用于记录挂接在该设备下所有配件的信息和状态。设备计划管理用于新设备购置或现有设备更换的审批。设备出入库管理是通过记录和跟踪设备流程信息，了解整个流程中处于各阶段的设备数量和变化趋势。所述设备故障管理分为故障维护记录、故障诊断及预测算法库、故障实时诊断及预测模块。故障维护记录用于查询发生故障的详细信息，故障诊断及预测算法库用于存储不同类型的诊断算法，故障实时诊断及预测模块根据选择的诊断算法，利用屏蔽门实时运行数据和历史数据，判断屏蔽门是否发生故障，并将消息推送至预设维修人员。所述故障实时诊断及预测模块主要由数据处理模块和算法模块组成，数据处理模块用于数据的接收、处理、数据库交互以及转发，算法模块用于机理模型算法的运算。设备大修管理用于存储大修计划详细信息，并根据预设条件，将大修信息推送给指定人员。设备报表管理用于提供屏蔽门运行过程中各种单据及统计信息汇总。所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器还通信连接移动终端，人机交互端和和移动终端，用于屏蔽门设备的运行状态数据与故障报警信息的监视、查询，以及信息的导出。
所述故障实时诊断及预测模块预设的故障预测算法为随机森林算法。设计框架主要由数据预处理、选取特征值、模型构建和模型评价4个部分构成，如图3所示为屏蔽门故障预测算法架构图。随机森林算法将多个决策树结合在一起，每次数据集是随机有放回的选出，同时随机选出部分特征作为输入，在分类问题中，选择多数分类结果作为最后的结果，在回归问题中，对多个回归结果取平均值作为最后的结果。
本发明的站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，分析DCU输入电压、CPU电压、CPU温度等参数从健康值到故障值的变化过程，得到DCU相应的健康程度；可以让运维人员对处于亚健康或异常的参数进行现场诊断分析，并根据现场分析结果进行合理化的预防性维护。通过集中管理屏蔽门在使用过程中各个阶段的详细信息，实现其在规划、设计、选购、安装、调试、使用、维护、改造、报废的全生命周期的监测、故障诊断以及运维的需求，能将设备管理从被动维护转变为主动维护，提升设备全生命周期的价值。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，包括滑动门、站台级监控系统，其特征在于：滑动门上的屏蔽门控单元、电磁锁、滑动门的皮带轮电机分别通过传感器模块经运维数据采集模块与站台级监控系统连接，站台级监控系统通过互联网连接站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器，所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器包括数据库、设备管理服务模块以及人机交互端，所述设备管理服务模块包括系统基础数据管理模块、系统安全管理模块和设备管理模块。
2.根据权利要求1所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，其特征在于：所述传感器模块包括安装在屏蔽门控单元上的温度传感器、电流传感器和电压传感器，安装在电磁锁上的电流传感器和电压传感器，安装在滑动门电机和皮带上的皮带位移传感器、电流传感器和转速传感器。
3.根据权利要求1所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，其特征在于：所述运维数据采集模块由处理器、存储模块、通信模块、传感器采集模块以及电源隔离模块组成。
4.根据权利要求1所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，其特征在于：所述运维数据采集模块包括上行运维数据采集模块和下行运维数据采集模块，站台上行侧滑动门上的屏蔽门控单元、电磁锁、滑动门的皮带轮电机分别通过传感器模块经上行运维数据采集模块与站台级监控系统通信连接，站台下行侧滑动门上的屏蔽门控单元、电磁锁、滑动门的皮带轮电机分别通过传感器模块经下行运维数据采集模块与站台级监控系统连接。
5.根据权利要求1所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，其特征在于：所述数据库包括关系型数据库和时序数据库。
6.根据权利要求1所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，其特征在于：所述系统基础数据管理模块包括组织机构管理、配件基本信息管理和设备基本信息管理，系统安全管理模块包括用户管理、权限管理、日志管理、角色管理和菜单管理，所述设备管理模块包括设备信息管理、设备计划管理、设备出入库管理、设备故障管理、设备大修管理和设备报表管理；所述设备故障管理分为故障维护记录、故障诊断及预测算法库、故障实时诊断及预测模块。
7.根据权利要求6所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，其特征在于：所述故障实时诊断及预测模块主要由数据处理模块和算法模块组成，数据处理模块用于数据的接收、处理、数据库交互以及转发，算法模块用于机理模型算法的运算。
8.根据权利要求6所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，其特征在于：所述故障实时诊断及预测模块预设的故障预测算法为随机森林算法。
9.根据权利要求1所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，其特征在于：所述站台监控系统与屏蔽门监控系统共用。
10.根据权利要求1所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统，其特征在于：所述站台屏蔽门全生命周期健康管理系统服务器还通信连接移动终端，人机交互端和和移动终端，用于屏蔽门设备的运行状态数据与故障报警信息的监视、查询，以及信息的导出。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115905886A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-04-04 | 北京和利时系统集成有限公司 | 站台屏蔽门的故障诊断方法、装置以及存储介质 |
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2022
- 2022-09-30 CN CN202211214625.9A patent/CN115496241A/zh active Pending
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