城市轨道交通作为疏解城市公共交通拥堵的重要设施,其具有快捷、准时、能耗低、运量大的优势。随着其建设进程不断加快,如何保障地铁车辆的安全运行一直是研究人员关注的热点。地铁车门作为列车的关键系统,是列车运行中故障比例最高的子系统,研究地铁车门故障诊断方法对于保障列车运行安全有重大意义。地铁车门系统故障具有潜在性、传播性和模糊性等特点,现有的故障诊断技术专注于利用传感器技术,实现对零部件潜在故障的早期识别,但忽略了对于海量故障知识数据的处理和故障模糊特性的研究。本文在充分考虑故障模糊特性的基础上,利用检修记录中大量的故障知识,提出了基于球型模糊Petri网的地铁车门故障诊断方法。该方法可以为地铁列车日常维修提供辅助决策支持,具有一定的理论价值和工程实践意义。论文主要内容如下。（1）本文进行了地铁车门系统失效模式与影响分析（Failure Mode and Effects Analysis,FMEA）的研究。在文献调研的基础上,明确了FMEA分析的机理,制定了FMEA分析流程;深入调研地铁车门系统结构组成和运行原理,获取基础故障数据;依据FMEA的分析方法对地铁车门系统的故障模式、故障原因、故障影响和改善措施进行整理,并编撰地铁车门系统FMEA分析表。（2）本文根据地铁车门系统故障特点,改进现有Petri网方法,提出球型模糊Petri网（Spherical Fuzzy Petri Nets,SFPN）方法。针对现有故障诊断方法在处理多源异构复杂数据处理能力和对故障的模糊性描述能力的不足,将球型模糊集引入Petri网理论中,提出球型模糊Petri网,并设计SFPN的推理算法,使基于SFPN的诊断模型可以清晰、准确地表达故障信息。（3）本文构建和求解了基于SFPN的地铁车门系统故障诊断模型。在地铁车门系统FMEA分析的基础上,构建了基于SFPN的地铁车门系统故障诊断模型;运用基于SFPN的故障诊断方法对地铁车门系统进行故障推理,智能评估了其系统状态,实现了潜在故障的识别,并给出可能故障源的优先排查方案。同时以地铁列车开门故障实例,验证了SFPN方法的正确性和有效性。（4）设计了地铁车门故障诊断系统。分析地铁运营单位对于故障诊断系统的需求;根据系统需求,设计了地铁车门故障诊断系统的功能架构;利用C#工具,搭建了地铁车门故障诊断系统可视化界面。该系统可以协助检修人员掌控地铁车门运行状态,故障发生时快速精准查找故障源头,为地铁列车维修提供辅助决策。