[发明专利]基于采集屏蔽门运行曲线识别屏蔽门故障的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及屏蔽门故障模式识别技术，尤其是设计一种以等位移采集时 间数据的方式来采集屏蔽门的运行曲线，基于对屏蔽门的运行曲线作分析处 理来进行屏蔽门故障模式识别的方法及系统。

背景技术

随着国内地铁事业的飞速发展，越来越多的屏蔽门应用到地铁上。屏蔽 门的应用不单照顾到乘客的安全，还为地铁的空调系统节能以及站台美观做 出非常大的贡献。但是，由于屏蔽门系统设计寿命为30年，屏蔽门的日常维 护保养已经成为一个课题。例如，天津地铁一号线投入运营后总共22个车站， 现在维保人员约为10名。但是对于运营了一段时间后，随着屏蔽门机械的老 化和磨损，必将增大维保的难度。那么对于屏蔽门的故障预测是相当必要的。 屏蔽门的驱动一般以皮带方式，如果能通过对屏蔽门运行的监控从而预测屏 蔽门的故障点进而减少屏蔽门的维护保养工作量以及增加器件的寿命，将有 很大的经济效益。

根据对正常运行曲线的数据采集、分析，同时对各类故障的曲线进行采 集、分析，进而对运行曲线分类进行识别。难点在于屏蔽门开关门时间一般 需要可调，开门时间为2.5-3.0s而关门时间为3.0-4.0s。并且屏蔽门的故障多 样化，很难采集到各类的故障曲线。并且从自身设计成本考虑，采用太高精 度的采集技术会增加成本，不利于市场推广。这使屏蔽门运行曲线模式识别 问题有较高的要求。

所谓模式识别是指对客观对象进行描述与分类的科学。具体地说，就是用 计算机实现人的模式识别能力。模式识别的特有概念是相似度，模式识别的 任务就是根据对象特征把相似的对象分类。所以模式识别的关键是确定对象 的特征。

目前根据国际上知名的屏蔽门制造商对于屏蔽门运行曲线采集一般采用 等时采集位移方式即s＝f(kt)，其中，s表示屏蔽门运行的位移，K为系数， t为屏蔽门运行的时间。但是这种方法对于识别屏蔽门的运行曲线特征提取相 当困难：

首先，采样时间上限不好评估。对于正常开关，时间采集上限为4s就足 够了，但是由于故障情况，假设发生乘客撞门等故障状态下则需要延长时间， 遇阻情况下一般在10秒左右才能关闭完成。因为要充分考虑到屏蔽门的故障 开门时间，因此上限不能取太小。但是一旦上限取大了，采样的无效点就相 应多了，浪费了处理器的资源。假设取上限时间为8秒，那么对于正常开门 有效采样的时间点跟无效采样的时间点各占50％，那么大大浪费了总线传输 资源。

其次，由于有效采样点跟无效采样点的比率不固定，对于提取的特征非常 不利。假设取上限时间为8秒，开门时间为3秒，关门时间为3.5秒。那么有 效采样点的比率为开门37.5％关门43.75％，假设根据运营需要，调整开门时 间为2.5秒，关门时间为3秒，那么有效采样点的比率变为开门31.25％关门 37.5％。显然对于一个采样曲线的数组而言同一特征点在漂移不定对于特征比 较是相当不利的。

另外，即使是在在选取固定的采样时间上限后，万一故障发生后动作时间 超过选取的时间上限则超出部分将无法采样。

因此，采用等时间采集位移的方式对于要识别屏蔽门的运行正常/故障模分析 式显然是一种低效率的方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于采集屏蔽门运行曲线识别屏蔽门故障的方 法及系统，采用等位移采集时间数据的方式，利用采样时间差为特征来高效 率的对屏蔽门的运行曲线进行模式识别，从而解决现有技术中存在低效率的 识别屏蔽门的运行正常/故障的技术问题。

为解决本发明的技术问题，本发明公开一种基于采集屏蔽门运行曲线识 别屏蔽门故障的方法，包括步骤：

对运行中的屏蔽门以等位移采集时间的方式作运行时间的数据采样；

根据屏蔽门的运行特征对采样数据进行分类，提取每个采样数据的数据 特征；

将每个采样数据的数据特征与特征样本的均方根误差作为该采样数据的 偏差距离，若该偏差距离超过一个预设值时，则判断屏蔽门的运行出现故障， 输出故障类别和故障产生时屏蔽门运行的时间和位移信息。

较优的，所述故障类别是根据对每个采样数据的偏差距离作线性分类来 获得。

较优的，本发明的基于采集屏蔽门运行曲线识别屏蔽门故障的方法还包 括步骤：对采样数据进行分类之前，将采样数据作比例转换处理。