李強

摘 要：為人們提供更加便利的交通環(huán)境，軌道車輛愈加廣泛的出現在城市交通建設當中。隨著科學技術的發(fā)展，同時也為了保障乘客的人身安全，城市軌道車輛選用的是智能門，并應用先進的控制技術確保自動門的正常工作。本文分析了城市軌道車輛門控器的關鍵技術研究中的常見問題，并對此提出了針對性的解決措施，并通過操作性試驗來驗證，本文提出的措施是合理有效的。

關鍵詞：城市軌道車輛；智能門；門控系統(tǒng)

前言：隨著科學技術的發(fā)展，智能化的自動門已經逐漸成為城市軌道車輛中必不可少的一部分，對乘客的生命和財產安全起到至關重要的影響，縱觀近年來的軌道車輛安全事故，因為自動門出現問題進而引發(fā)的列車失控，進而造成的人員傷亡事件時有發(fā)生。因此迫切需要對城市軌道車輛智能門的控制技術加以研究，進而提升軌道車輛門控系統(tǒng)的高效性和穩(wěn)定性。

一、門控系統(tǒng)概述

根據驅動方式的差異可以將自動門劃分為兩種，其一是電控氣動門，其二是電控電動門，相比于電控氣動門，電控電動門是一種創(chuàng)新性自動門技術，雖然可以分為很多不同的種類，但是無論哪個種類，其發(fā)揮的作用都并無太大差異，性能參數等數據信息也相差無幾。當前最常見的電控電動門就是直流電機驅動的電動門。直流無刷電機可以說是當前軌道車輛智能門研究的最新產物，不但具備直流有刷電機的優(yōu)勢特征，還將交流電機的優(yōu)勢之處有效的結合進來，正受到越加廣泛的使用。直流無刷電機驅動的車輛智能門，在增強門控系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎上，還可以顯著提升門控系統(tǒng)的使用年限。除此之外，門控系統(tǒng)研究中還有兩大關鍵要素直接關系到門控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性，其一是門控系統(tǒng)的魯棒性，其二是防擠壓功能的激活[1]。

因此，要想盡可能提高門控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用年限，可以從兩個方面出發(fā)，并具體采取調速性能、防擠壓功能激活以及換向轉矩脈動這三項措施，以應對城市軌道車輛智能門控器關鍵技術研究中的問題。還會對三種解決措施加以實踐測試，以檢驗解決措施的合理性和可行性。城市軌道車輛自動門系統(tǒng)的硬件組成通常包括主控制器、功率驅動部分、隔離電路、驅動電機四項內容[2]。門控系統(tǒng)的工作原理可以總結為：在車輛自動門的開關過程中，有傳感器將開關門速度、障礙物位置、電流大小等數據及時的收集，并對其加以處理和分析，然后將處理修正后的速度和電流反饋到門控系統(tǒng)中，并選擇科學的控制算法來控制門控系統(tǒng)中的電機運轉。除此之外，還設有根據信號反饋判斷是否運行防擠壓功能。

二、功能方案設計

（一）基本功能設計

為提升門控器的標準性，應當在門控系統(tǒng)中添設網關部分，網關部分的選擇要根據具體的軌道車輛路線標準而定，這樣可以顯著提升門控系統(tǒng)的通用性，即應用到不同標準的車輛時，僅須調整網關部分即可。另外，還應在網關部分中加入FPGA芯片，并通過它來控制門控程序。除此之外，由于智能化門控系統(tǒng)是科學技術進步的產物，而隨著時代的發(fā)展，門控系統(tǒng)的更新換代升級工作，也將會越加頻換，為方便對門控系統(tǒng)加以改造和升級，同樣可以模塊化思維解決此問題，即單獨劃分出升級模塊，當對門控系統(tǒng)進行升級創(chuàng)新時，僅需對升級模塊加以調整即可，這樣可以有效減少對門控系統(tǒng)升級時的工作量，加強門控系統(tǒng)的操作性和發(fā)創(chuàng)新性[3]。

（二）拓展控能設計

智能性是當前城市軌道車輛門控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，為此，可以在門控系統(tǒng)中添加監(jiān)測環(huán)節(jié)，對門控系統(tǒng)在運行過程當中出現的問題加以及時有效的診斷和修正。而具體的監(jiān)測診斷環(huán)節(jié)可以包括以下兩部分，其一是在線監(jiān)測部分，可以通過對在線監(jiān)測到的數據，來發(fā)現門控系統(tǒng)中的問題，并及時采取合理有效的修正措施；其二是離線監(jiān)測部分，起到故障防范作用，記錄可能引發(fā)門控系統(tǒng)故障的數據信號，然后應用PC機來處理故障信號，發(fā)現故障原因并針對性采取措施。除此之外，要在門控系統(tǒng)中添加有效的維修接口，方便工作人員對門控系統(tǒng)加以維修和修正，進而提升門控系統(tǒng)的可操作性。在此環(huán)節(jié)中，要科學比較維修接口的便利性和經濟性，進而選擇最具性價比的設計方案。然后要在軟件系統(tǒng)中設定按鈕，通過按鈕來調控門控系統(tǒng)的運行和維修。除此之外，還應當在門控系統(tǒng)中加入光幕設備，通過光幕可以及時發(fā)現車門開關門過程中遇到的障礙物，然后及時反饋遮光信息，從而及時向門控系統(tǒng)傳達停止關門信號，防止安全事故的發(fā)生，起到保護乘客人身和財產安全的重要作用。

（三）防擠壓功能的改進

出于對城市軌道車輛自動門的安全性要求，自動門必須具備合理的結構和充分的嚴密性，這也就導致在改善車輛自動門的防擠壓性能時，不便于選用傳感器來實現。從當前的情況來看，最常用電流改變的原理來發(fā)揮車輛自動門的防擠壓效果。具體操作流程就是，首先就是要確定門控電機的電樞電流值，這需要電流傳感器來實現，在自動門關閉過程中，會碰到障礙物并對其施加壓力，這時，傳感器會感應到障礙物并瞬間提高門控系統(tǒng)的電流，進而引發(fā)門控系統(tǒng)的防擠壓功能開始工作。雖然這一方法具有流程簡化的優(yōu)勢特點，但另一方面也存在難以掌握擠壓力度的問題。除此之外，由于列車供電系統(tǒng)所提供的電壓也會使門控電機的電流大小發(fā)生改變，進而導致精度失準[4]。

另一方法則是利用阻力與門控直流無刷電機的速度呈線性關系這一原理，選擇速度比較法來發(fā)揮車輛自動門的防擠壓功能。這種方法的不足之處在于對系統(tǒng)調速功能有所限制，不僅如此，在門控直流無刷電機的運行速度與設定速度值相交之前，這兩個數值之間的差距很大，難以保障防擠壓措施的有效性控制。不僅如此，由于這種方法是通過判斷障礙物的位置來決定是否運行防擠壓功效，這也就導致擠壓力的數值難以控制在一定范圍值之內。對此，本研究選用的措施是：在門控直流無刷電機的運行速度達到設定速度之前，選擇用判斷障礙物位置的方式來決定是否啟用防擠壓措施。隨后，就改用速度比較法來發(fā)揮防擠壓作用，并在車輛運行過程中，為電機電流劃定一個電流數值范圍，并確定最大值，從而更加有效的確保游客的人身及財產安全，同時提升門控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用年限。

結語：本文通過對城市軌道車輛的門控系統(tǒng)技術進行研究，研究分析了在門控系統(tǒng)中可能引發(fā)安全問題的隱患，并對門控系統(tǒng)的設計技術提出科學合理的建議，希望可以為提升門控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用年限提供可靠的理論依據。

參考文獻

[1]蔣玉虎，王思明，石彩霞.城市軌道車輛智能門控器關鍵技術研究[J].城市軌道交通研究，2016，03（08）：133-137.

[2]陳輝.城市軌道車輛LCD電子地圖智能播控系統(tǒng)的設計[J].鐵道車輛，2015，06（07）：8-10+5.

[3]王政.城市軌道交通智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)及關鍵技術[J].技術與市場，2015，11（05）：40-41.

[4]宋文凱.智能門控制器的設計[J].科技創(chuàng)新與應用，2014，19（04）：11.