近年来，我国城市轨道交通突飞猛进的发展，已成为现代城市交通中不可或缺的组成部分。根据中国城市轨道交通协会统计数据，截至2023年底，我国内地累计有59个城市投运城市轨道交通线路11232.65公里。随着城市人口和交通需求的增长，使得承载工具所面临的压力也在不断加大，系统发生故障的概率逐步上升，给乘客的出行安全带来了不可忽视的风险。
一系列关于地铁车门故障的事故引发了广泛关注，因车门故障导致城轨列车停运、延误的事件屡见不鲜 。据故障数据统计，车门故障占列车故障总数的30%以上，在列车各子系统故障中排名前列。
2018年3月，武汉地铁2号线因为车门故障发生临停事件，站台滞留了大量乘客。
2021年12月15日，北京地铁13号线一列车（开往东直门方向）在清河站因车门故障采取清空列车措施，影响部分列车晚点。
2023年3月28日，辽宁大连地铁5号线15号车5车5门区间运行时单侧车门发生机械故障，无法闭合。
车门的故障不仅会影响列车正常运行，还对乘客的出行安全产生威胁，导致人员伤亡和财产损失等严重后果。
城市轨道车辆的车门系统通常包括客室车门、司机室侧门、司机室紧急逃生门和司机室间隔门。其中，客室门结构组成和工作过程比较复杂，加上数量多、使用频繁等因素的影响，故障率最高。可能出现无法及时开关、开关时间较长、运行途中异常打开，甚至车门夹人的情况。
故障原因主要有以下几类：
1.传感器故障:车门传感器是检测车门位置的关键部件。可能由于传感器损坏、线路故障或连接不良等原因导致车门位置信号无法正确检测。
2.控制系统故障:控制系统是处理车门位置信号的核心部件，可能由于控制板、芯片或软件故障等原因导致车门位置信号无法正确处理和传输。
3.机械故障:由于机械部件的磨损、松动、断裂或异物侵入等原因引起的。例如，车门导轨、传动装置、支撑部件等可能发生机械故障，导致车门运动不灵活或不按预期运动。
4.环境因素:例如尘、水汽、温度等环境因素可能会影响传感器和控制系统的工作，导致车门位置信号检测不到或出现误差。
5.硬件老化：由于使用时间过长，部分硬件逐渐出现老化现象，例如八字胶条干涩等情况。
这些车门故障给乘客的出行安全和地铁运营带来了极大风险。对于地铁车门的健康管理和及时维修刻不容缓，如何提前发现车门系统异常预测并进行预报分析，成为了保障轨道交通安全有序运行的关键。
目前地铁车门系统设备检修维护，多数采取被动式服务，即在故障出现时，只能在现场分析、排除故障，影响地铁正常运营。为了提高检修效率，车门故障预测与健康管理（PHM）系统开始在运维工作中逐渐受到重视。
什么是PHM？
PHM是指利用传感器采集系统的数据信息，借助于信息技术、人工智能推理算法来监控、管理与评估系统自身的健康状态，在系统发生故障之前对其故障进行预测，并结合现有的资源信息提供一系列的维护保障建议或决策，它是一种集故障检测、隔离、健康预测与评估及维护决策于一身的综合技术。
(1) 车门系统发生故障后，自动记录故障发生过程的完整信息，进行故障原因分析，避免同类故障发生，有助于充分了解车门系统性能，为改进设计、制造与维修水平提供有力技术支撑。
(2) 揭示故障的原因、程度、部位，为系统智能维护检修提供科学依据，延长设备寿命周期，降低维修费用，降低运营维护成本。
(3) 及时发现故障的早期征兆，采取相应措施，避免、减缓、减少重大事故的发生，提高地铁车门系统运行可靠性和安全性。
随着相关技术的不断发展，车门系统的故障预测与健康管理将成为未来的趋势：
1、传感器技术的进步，系统可以收集更多、更准确的数据，以便对车门健康状况进行监测和评估。
2、借助先进的数据分析和人工智能技术，系统可以利用各种传感器收集到的数据进行实时监测和分析，从而预测潜在的故障；同时，人工智能还可以学习和优化车门系统的工作方式，提高整体的性能和可靠性。
3、通过车门系统的故障预测与健康管理系统，维修部门能够远程诊断车门系统的问题，并及时采取措施进行修复或维护，或采取主动预防措施来减轻潜在的故障影响。
车门系统的故障预测与健康管理系统的大规模应用，能够有效提高城市轨道交通系统的运营安全、效率和服务水平，为城市轨道交通的可持续发展提供更好的支持。
