一种地铁车辆故障管理软件的设计与实现

姜春霞，杨翠青，张程光

（辽宁省交通高等专科学校轨道交通工程系，辽宁沈阳 110112）

0 引言

随着经济与城市化的蓬勃发展，城市交通压力日渐加剧。为了缓解城市内日益恶化的交通问题，城市轨道交通以节源环保、高效准时等优点成为我国解决大中城市交通压力的有效手段。地铁车辆承担着乘客运输的任务，是地铁交通中最重要的一环。而车辆的购买和检修成本较高，合理利用先进的管理方式，提高车辆运用周转率，最大限度地缩短地铁车辆库内扣留时间，从而达到减少检修设备设置规模，降低运营费用和维修成本的目的。因此，建立合理的车辆检修及运用模式，对确保车辆安全营运、降低运营费用以及延长车辆使用寿命有重要意义。

同时，地铁车辆随着运营年限的增加，故障出现频繁，故障原因多样，给车辆检修人员增加了极大地工作量和工作难度。现需修订车辆检修规程，提高一线工作人员的工作效率，减少工作成本，提高车辆计划性维修的时效性。通过该项目的研究建立地铁车辆设备故障管理软件，系统全面地记录车辆故障数据，实现对车辆设备的精细化管理，为车辆检修规程的修订提供参考，同时能有效为一线检修人员提供技术支持，提高故障临修效率。

1 车辆故障分析及信息收集整理

车辆设备在运行过程中，零部件会出现尺寸、运用性能不符合技术要求并导致影响车辆系统的正常运行的现象，即为出现了故障。车辆的检修工作是采用各种检修工艺及设备对零部件的损伤进行修复，对于失效的设备进行更换，之后运用必要的措施，如定期检修、状态监测等手段，减少损伤的发生或者减缓故障的发生速度。根据车辆故障的性质，有以下3 种形式的故障。

（1）破坏性故障，机械系统突然丧失规定功能的故障，例如齿轮断齿，车门把手断裂，制动缸破裂等。

（2）不规则性故障，由于性能不稳定经常发生的故障。例如车门系统中电子门控器运行不稳定导致车门开关显示与实际状态不符，车辆内部显示器黑屏现象。

（3）劣化性故障，由于车辆系统中功能局部弱化引起的故障。需要根据车辆不同设备的特点及特征值规定做出判断。

针对研究对象（某地铁线路车辆）收集到自2012 年1 月—2018 年12 月的地铁车辆故障案例共4000 余条，给软件制作提供有效数据。为了便于分析，按照故障系统划分为车门系统、转向架及车钩、车体内装及贯通道、空调、受电弓、车上电气、列车广播系统、牵引系统、辅助系统及TMS、制动系统等，并在故障系统下继续划分一级子系统、二级子系统，对每一个故障案例添加故障描述、故障原因分析及解决措施，按此模式整理分析并形成关键数据表，如表1 所示。

表1 车辆故障案例统计

2 软件需求分析

本软件采用VC2010 开发完成，数据库设计工具使用轻型数据库SQLite，软件功能包括车辆履历、故障记录、故障原因统计、故障检索、故障筛选、培训资料播放等功能，该软件对检修数据、车辆故障数据等信息进行统一管理，一切功能都是以提高检修效率和检修品质这个中心为基础。因此，本软件借助信息管理平台为管理人员及时准确的提供地铁检修的综合信息、检修计划的合理制定和实施，发挥数据资源共享作用，为检修人员提供可靠的、动态的维修数据，进而提升地铁检修的质量和效率，保证车辆安全可靠运行。

（1）检修员作为对地铁日检、月修、定修等检修数据进行登记、维护的用户，作业功能权限包含：登录进入系统，修改本人密码；检修计划执行的实施人员；登记、维护列车检修以及故障数据；执行检修工单的领用、发送、完结操作；检修数据查询和报表输出。

（2）技术员是对检修数据、技术数据进行登记、修改的用户，作业功能权限包含：登录进入系统，修改本人密码；协助检修人员分析日检、月修等故障数据，进行分析记录登记；检修数据查询和报表输出；管理相关技术整改文件。

（3）统计员是对相关数据进行统计查询的用户，作业功能权限包含：登录进入系统，修改本人密码；对检修数据、故障数据、列位使用数据、检修作业数据等数据进行统计分析；数据报表管理、公司文件上传管理。

3 软件功能实现

3.1 系统基本软件和硬件要求

（1）硬件环境。中央处理器（CPU），i3 以上；内存，2G 以上；显卡，独立显卡1G 硬盘空间；至少50G。

（2）软件环境。操作系统：Windows7/Windows8/Windows10均兼容。

3.2 系统功能模块实现

（1）软件登录及用户管理。软件需要输入正确的用户名和登录密码，经过系统验证才能实现系统登录。用户名为工号，而工号对应不同的部门，以此实现登录后具有不同的使用权限。根据工作内容不同将用户划分为管理员、检修员、技术员、统计员，输入用户名和密码后即可登录该系统。运行后，系统登录界面如图1 所示。

图1 软件登录界面

用户账号管理是管理员进行用户添加的功能，根据使用者数量的增加，为不同使用者注册账户，且对于退出的使用者可以删除该用户，过程中需要填写用户名（工号）、设置登录密码、设置用户类型，管理员具有管理系统的权限，可以使用该项功能。运行后，用户账号管理界面如图2 所示。

图2 用户管理界面

（2）软件功能实现。登录软件后的主界面如图3 所示。数据的添加可采用Excel 表格整体导入形式，此种形式适用于软件使用初期对于以往人工记录数据的整体录入，还可以在故障记录区右键后录入一条新的数据信息（适用于临时性、小批量数据的添加，如图4 所示）。需要录入的信息包括车辆基本信息、检修基本信息、故障信息及其他需要特别备注的内容。

软件具备数据筛选功能，界面上方的筛选条件，包括日期、车号、辆号、故障系统、一级子系统、二级子系统、故障原因等7 个筛选条件，用鼠标点击各筛选条件旁边方框右侧的“三角”符号，即可进行选择。另外软件具备一定的故障诊断功能，同时能给出维修方案。此功能主要针对检修员，当检修人员无法根据故障现象查找出故障原因并解决是，可利用此软件在故障描述窗口输入故障现象关键词，点击查找按钮，软件会给出对应此故障现象的记录，并在右侧窗口区给出对应的原因分析和解决措施。由于地铁车辆是复杂的机电设备，不同的故障原因会导致同样的故障现象，因此在此功能下故障记录会按照故障原因出现的频次排列，便于帮助检修员排查故障。

图3 软件功能实现主界面

图4 数据录入及导出功能

软件具备故障分析统计功能，此功能与筛选条件结合，可以统计一列车、一辆车的故障信息或一类系统的故障信息，可以为检修规程的改进提供有效参考。在右侧的备注窗口中可添加培训资料，便于车辆中心根据车辆情况、车辆子系统情况或故障情况等对员工进行针对性培训。

4 结束语

在本课题研究中建立了地铁车辆信息及故障管理软件，实现对车辆的现代信息化管理，进而解决车辆检修和运行中的相关难题，促进车辆检修规程的改进，提高车辆检修的质量和工作效率，提升车辆运用的状态，达到保证地铁车辆安全运行的要求。