馬漢林 姚明陽(yáng)

摘要：針對(duì)地鐵車門系統(tǒng)在培訓(xùn)教學(xué)中只能滿足機(jī)械拆裝及簡(jiǎn)單操作等問(wèn)題，介紹了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性高、具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的塞拉門智能培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)介于電子門控單元與終端顯示模塊之間的DSP監(jiān)測(cè)模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由終端顯示模塊對(duì)電機(jī)電流曲線、路程/時(shí)間、故障代碼等車門狀態(tài)的電氣參數(shù)進(jìn)行接收、存儲(chǔ)及顯示，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控車門狀態(tài)、故障模擬處理及學(xué)員過(guò)程考核的目的。

關(guān)鍵詞：地鐵車門;智能培訓(xùn);實(shí)時(shí)監(jiān)控

0? ? 引言

車門作為列車的出入口，在運(yùn)行中一旦產(chǎn)生問(wèn)題，傷亡損失往往會(huì)非常慘重，后果將不堪設(shè)想。因此，地鐵檢修人員具備應(yīng)急故障處理能力尤為關(guān)鍵。作為地鐵運(yùn)營(yíng)故障率較高的系統(tǒng)之一，車門系統(tǒng)的可靠性時(shí)刻影響列車的安全及準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)營(yíng)，有效的地鐵車門培訓(xùn)系統(tǒng)對(duì)地鐵檢修人員提高故障處理及突發(fā)事件應(yīng)急能力有重要意義[1]。

目前地鐵車門培訓(xùn)系統(tǒng)的功能多以模型展示、機(jī)械拆裝及簡(jiǎn)單的車門開(kāi)關(guān)門操作為主，并不適用于車門系統(tǒng)過(guò)程監(jiān)控的要求及基本故障應(yīng)急處理能力的培養(yǎng)，難以與現(xiàn)場(chǎng)工作相匹配?；诘罔F工作崗位培訓(xùn)管理正向智能化發(fā)展的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)了一種針對(duì)車門系統(tǒng)的智能化培訓(xùn)設(shè)備，滿足實(shí)時(shí)監(jiān)控車門工作狀態(tài)[2]、故障模擬處理及學(xué)員過(guò)程考核的要求。

1? ? 總體設(shè)計(jì)

車門智能培訓(xùn)系統(tǒng)由學(xué)員模擬操作臺(tái)與車門操作臺(tái)兩部分構(gòu)成。學(xué)員模擬操作臺(tái)主要負(fù)責(zé)實(shí)施發(fā)送開(kāi)關(guān)門、報(bào)警、緊急解鎖、隔離等功能指令，車門操作臺(tái)主要通過(guò)DSP監(jiān)測(cè)模塊將電子門控單元可采集到的車門模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至終端顯示模塊上。

學(xué)員通過(guò)終端顯示模塊（計(jì)算機(jī)顯示器）監(jiān)控顯示車門狀態(tài)的電機(jī)電流曲線、故障代碼等電氣參數(shù)。安全繼電器模塊與電子門控器、車門構(gòu)成車門回路，防止車門控制系統(tǒng)的部件失效，導(dǎo)致車門自動(dòng)開(kāi)啟[3]。

2? ? 結(jié)構(gòu)原理

為了滿足車門智能培訓(xùn)系統(tǒng)的使用條件，構(gòu)成系統(tǒng)的學(xué)員模擬操作臺(tái)與車門操作臺(tái)的元器件要保持和列車上完全一致的電氣參數(shù)、軟硬件接口及機(jī)械配合方式[4]。因此，車門智能培訓(xùn)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要由終端顯示模塊、車門操作模塊、電子門控單元、安全繼電器模塊、DSP監(jiān)測(cè)模塊及車門等部件構(gòu)成，如圖1所示。

2.1? ? 學(xué)員模擬操作臺(tái)

學(xué)員模擬操作臺(tái)包括終端顯示模塊及車門操作模塊。

終端顯示模塊為PC計(jì)算機(jī)。

車門操作模塊的輸出端分別與終端顯示模塊、電子門控單元的輸入端連接，DSP監(jiān)測(cè)模塊的輸入端與電子門控單元的輸出端連接，DSP監(jiān)測(cè)模塊的輸出端與終端顯示模塊的輸入端連接，安全繼電器模塊的輸出端與電子門控單元的輸入端連接，電子門控單元的輸出端與車門連接，車門與安全繼電器模塊的輸入端連接。

車門操作模塊還包括有開(kāi)門鍵、關(guān)門鍵、報(bào)警按鍵、緊急解鎖按鍵、隔離按鍵及障礙物檢測(cè)按鍵。

2.2? ? 車門操作臺(tái)

車門操作臺(tái)由安全繼電器模塊、DSP監(jiān)測(cè)模塊、車門及電子門控單元構(gòu)成。

安全繼電器模塊通過(guò)車門操作模塊上的開(kāi)關(guān)電路激活其功能，進(jìn)而控制電子門控單元的解鎖指令，滿足車門控制系統(tǒng)單個(gè)部件功能失效不影響車門自動(dòng)開(kāi)關(guān)的要求，同時(shí)，整列車的所有車門都要形成安全回路，在所有車門都關(guān)閉時(shí)，列車才能啟動(dòng)，這樣可以極大地提高塞拉門的安全性。

DSP芯片作為DSP監(jiān)測(cè)模塊的核心部分，主要負(fù)責(zé)將位置傳感器與速度傳感器采集到的模擬信號(hào)解析為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)I/O口與終端顯示模塊連接。

車門的左、右兩側(cè)門扇與頂部攜門架連接，門機(jī)構(gòu)頂部與門扇下部分別安裝有上滑道與下滑道，當(dāng)車門的門扇實(shí)施開(kāi)與關(guān)時(shí)，由車門控制器進(jìn)行控制，攜門架平衡輪在上滑道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，車體結(jié)構(gòu)上的下擺臂裝置與下滑道配合，共同引導(dǎo)門扇做塞拉運(yùn)動(dòng)。

如圖2所示，電子門控單元包括車門工作狀態(tài)監(jiān)控模塊、車門電機(jī)控制模塊、內(nèi)外通信模塊，傳感器分別固定在車門上;車門電機(jī)控制模塊為常規(guī)車門電機(jī)技術(shù)，車門工作狀態(tài)監(jiān)控模塊、安全繼電器模塊的輸出端分別與中央處理器的輸入端連接，中央處理器的輸出端分別與DSP監(jiān)測(cè)模塊、車門電機(jī)控制模塊的輸入端連接，車門電機(jī)控制模塊的輸出端與車門連接;中央處理器與內(nèi)外通信模塊的輸入/輸出端連接，內(nèi)外通信模塊包括與列車控制單元之間的通信單元、同一節(jié)車廂內(nèi)的8臺(tái)門控器之間的總線通信單元，各通信單元采用現(xiàn)有通信技術(shù)手段。車門工作狀態(tài)監(jiān)控模塊由固定在車門上的位置傳感器、速度傳感器構(gòu)成。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)有車門培訓(xùn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，基于終端顯示模塊、DSP監(jiān)測(cè)模塊及安全繼電器模塊等部件設(shè)計(jì)了一種車門智能培訓(xùn)系統(tǒng)，本文對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，其具備安全性能高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，能夠達(dá)到終端顯示電氣參數(shù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控車門狀態(tài)的目的，方便了學(xué)員實(shí)時(shí)了解塞拉門的工作狀態(tài)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 潘文海.廣州地鐵3號(hào)線列車車門控制器離線檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].城市軌道交通研究，2016，19（3）：127-129.

[2] 張健，陳瑞，王少東.軌道交通車輛車門遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].城市軌道交通研究，2014，17（8）：32-35.

[3] 馬漢林，姚明陽(yáng).塞拉門智能實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)：CN209103570U[P].2019-07-12.

[4] 張偉，陸馳宇.城市軌道交通車輛車門控制軟件安全完整性技術(shù)應(yīng)用研究[J].城市軌道交通研究，2013，16（10）：21-24.

收稿日期：2019-12-12

作者簡(jiǎn)介：馬漢林（1988—），男，廣西柳州人，碩士，講師，研究方向：先進(jìn)制造技術(shù)。