一種地鐵塞拉門實訓系統(tǒng)的設(shè)計

馬漢林 姚明陽

摘要：針對地鐵車門系統(tǒng)在培訓教學中只能滿足機械拆裝及簡單操作等問題，介紹了一種結(jié)構(gòu)簡單、安全性高、具有實時監(jiān)測功能的塞拉門智能培訓系統(tǒng)的設(shè)計方案，通過介于電子門控單元與終端顯示模塊之間的DSP監(jiān)測模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由終端顯示模塊對電機電流曲線、路程/時間、故障代碼等車門狀態(tài)的電氣參數(shù)進行接收、存儲及顯示，達到實時監(jiān)控車門狀態(tài)、故障模擬處理及學員過程考核的目的。

關(guān)鍵詞：地鐵車門;智能培訓;實時監(jiān)控

0? ? 引言

車門作為列車的出入口，在運行中一旦產(chǎn)生問題，傷亡損失往往會非常慘重，后果將不堪設(shè)想。因此，地鐵檢修人員具備應急故障處理能力尤為關(guān)鍵。作為地鐵運營故障率較高的系統(tǒng)之一，車門系統(tǒng)的可靠性時刻影響列車的安全及準點運營，有效的地鐵車門培訓系統(tǒng)對地鐵檢修人員提高故障處理及突發(fā)事件應急能力有重要意義[1]。

目前地鐵車門培訓系統(tǒng)的功能多以模型展示、機械拆裝及簡單的車門開關(guān)門操作為主，并不適用于車門系統(tǒng)過程監(jiān)控的要求及基本故障應急處理能力的培養(yǎng)，難以與現(xiàn)場工作相匹配?；诘罔F工作崗位培訓管理正向智能化發(fā)展的趨勢，設(shè)計了一種針對車門系統(tǒng)的智能化培訓設(shè)備，滿足實時監(jiān)控車門工作狀態(tài)[2]、故障模擬處理及學員過程考核的要求。

1? ? 總體設(shè)計

車門智能培訓系統(tǒng)由學員模擬操作臺與車門操作臺兩部分構(gòu)成。學員模擬操作臺主要負責實施發(fā)送開關(guān)門、報警、緊急解鎖、隔離等功能指令，車門操作臺主要通過DSP監(jiān)測模塊將電子門控單元可采集到的車門模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出至終端顯示模塊上。

學員通過終端顯示模塊（計算機顯示器）監(jiān)控顯示車門狀態(tài)的電機電流曲線、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，導致車門自動開啟[3]。

2? ? 結(jié)構(gòu)原理

為了滿足車門智能培訓系統(tǒng)的使用條件，構(gòu)成系統(tǒng)的學員模擬操作臺與車門操作臺的元器件要保持和列車上完全一致的電氣參數(shù)、軟硬件接口及機械配合方式[4]。因此，車門智能培訓系統(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)測模塊及車門等部件構(gòu)成，如圖1所示。

2.1? ? 學員模擬操作臺

學員模擬操作臺包括終端顯示模塊及車門操作模塊。

終端顯示模塊為PC計算機。

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)測模塊的輸入端與電子門控單元的輸出端連接，DSP監(jiān)測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門鍵、關(guān)門鍵、報警按鍵、緊急解鎖按鍵、隔離按鍵及障礙物檢測按鍵。

2.2? ? 車門操作臺

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

安全繼電器模塊通過車門操作模塊上的開關(guān)電路激活其功能，進而控制電子門控單元的解鎖指令，滿足車門控制系統(tǒng)單個部件功能失效不影響車門自動開關(guān)的要求，同時，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，列車才能啟動，這樣可以極大地提高塞拉門的安全性。

DSP芯片作為DSP監(jiān)測模塊的核心部分，主要負責將位置傳感器與速度傳感器采集到的模擬信號解析為數(shù)字信號，并通過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，門機構(gòu)頂部與門扇下部分別安裝有上滑道與下滑道，當車門的門扇實施開與關(guān)時，由車門控制器進行控制，攜門架平衡輪在上滑道內(nèi)運動，車體結(jié)構(gòu)上的下擺臂裝置與下滑道配合，共同引導門扇做塞拉運動。

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;車門電機控制模塊為常規(guī)車門電機技術(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)測模塊、車門電機控制模塊的輸入端連接，車門電機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

在現(xiàn)有車門培訓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，基于終端顯示模塊、DSP監(jiān)測模塊及安全繼電器模塊等部件設(shè)計了一種車門智能培訓系統(tǒng)，本文對該系統(tǒng)進行了介紹，其具備安全性能高、結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)的特點，能夠達到終端顯示電氣參數(shù)、實時監(jiān)控車門狀態(tài)的目的，方便了學員實時了解塞拉門的工作狀態(tài)。

[參考文獻]

[1] 潘文海.廣州地鐵3號線列車車門控制器離線檢測裝置的設(shè)計與應用[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程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].城市軌道交通研究，2014，17（8）：32-35.

[3] 馬漢林，姚明陽.塞拉門智能實訓系統(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

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