CN103676664A - 轨道车辆门控单元运行模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆门控单元运行模拟系统，包括一处理单元、一零速信号线、一开门信号线、一关门信号线、一门编码线、一门隔离装置、一紧急装置、一门限位开关、一门位置传感器、至少一个电机驱动线、至少一个电磁阀驱动线和一总线，所述处理单元基于轨道车辆运行模型生成至少一组门控指令，并分别输出所述安全信号、开门请求信号、关门请求信号、车门编码、门隔离信号、启动状态信号、开关状态信号、门运动状态信号和门控单元网络指令信息至所述门控单元，所述处理单元还分别获得并存储所述驱动信号、锁定解锁状态信号和回报状态信息。本发明通过车门各部分信号的配合关系来表征门控单元实际运行中的运行状况及故障状况。

Description

轨道车辆门控单元运行模拟系统

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆门控单元运行模拟系统，特别是涉及一种地铁车门的门控单元运行模拟系统。

背景技术

轨道车辆门控单元的运行模拟，尤其是地铁门控单元的运行模拟及故障模拟是进行地铁等轨道车辆门控单元故障检测的一种方法。传统的门控单元故障检测方法是仅是对门控单元的各个输入输出端口、各个功能进行分项测试，即分离地、单独地测试门控单元的各个端口和功能。然而门控单元是一个复杂的测控设备，是车门系统的控制核心，其工作中是各个部分的复杂协同工作的，所以这种分项测试并不能很好的反应门控单元在实际运行中遇到的状况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的运行模拟不能很好的反应门控单元在实际运行中遇到的状况的缺陷，提供一种轨道车辆门控单元运行模拟系统，通过车门各部分信号的配合关系来表征门控单元实际运行中的运行状况及故障状况。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种轨道车辆门控单元运行模拟系统，其特点是，所述运行模拟系统包括：一处理单元、一零速信号线、一开门信号线、一关门信号线、一门编码线、一门隔离装置、一紧急装置、一门限位开关、一门位置传感器、至少一个电机驱动线、至少一个电磁阀驱动线和一总线；

所述零速信号线用于输出表征当前车速小于安全阈值的一安全信号至一门控单元；所述开门信号线用于输出开门请求信号至所述门控单元；所述关门信号线用于输出关门请求信号至所述门控单元；所述门编码线用于输出车门编码至所述门控单元；所述门隔离装置用于输出门隔离信号至所述门控单元；所述紧急装置用于输出表征紧急装置启动的启动状态信号至所述门控单元；所述门限位开关用于输出表征门开关是否到位的开关状态信号至所述门控单元；所述门位置传感器用于输出门运动状态信号至所述门控单元；所述电机驱动线用于分别输出驱动电机转动的驱动信号至所述处理单元；所述电磁阀驱动线用于分别输出车门各个运动部件静止状态时的锁定和解锁状态的锁定解锁状态信号至所述处理单元；所述总线连接于所述处理单元和所述门控单元之间，并用于传输门控单元网络指令信息和门控单元的回报状态信息；

所述处理单元基于轨道车辆运行模型生成至少一组门控指令，并基于所述门控指令分别通过所述零速信号线、开门信号线、关门信号线、门编码线、门隔离装置、紧急装置、门限位开关、门位置传感器和总线输出所述安全信号、开门请求信号、关门请求信号、车门编码、门隔离信号、启动状态信号、开关状态信号、门运动状态信号和门控单元网络指令信息至所述门控单元，所述处理单元还分别从所述电机驱动线、电磁阀驱动线和总线获得并存储所述驱动信号、锁定解锁状态信号和回报状态信息。

其中所述零速信号线输出的安全信号是用于表征轨道车辆当前时速是否小于安全阈值的信号，其中所述安全阈值是轨道车辆中必然会设置的安全速度。因此所述零速信号线作为开关车门的一个安全信号线路。

所述开门信号线输出的开门请求信号是告知门控单元开门的需求的信号，例如操作人员通过操作相关机构来告知门控单元开门的需求信号，因此所述开门信号线作为开门的请求信号线路。

所述关门信号线输出的关门请求信号是告知门控单元关门的需求例如操作人员通过操作相关机构来告知门控单元关门的需求信号，因此所述关门信号线作为关门的请求信号线路。

所述门编码线输出车门编码是用以识别门控单元所在的车门，例如所述车门编码可以有2-4位，对于某个车门系统来说门编码信号是固定不变的，从而实现对4-16各个门控单元所在的车门系统的识别。此外所述车门编码的位数可以根据需要区分的车门数量来改变。

所述门隔离装置用于输出控制自动至人工操作的门隔离信号，例如有关人员通过操作外部的门隔离操作机构向门控单元发送门隔离信号，使车门系统脱离门控单元控制转而由人工操作进行控制。

所述紧急装置用于在紧急状态下启动控制车门系统的运作。所述门限位开关输出表征门开关是否到位的开关状态信号，其中所述限位开关可以设置在开门和关门位置从而实现表征门是否开关到位。

所述门位置传感器，可以是车门的驱动电机内的门位置传感器从而通过表征电机运转的状况来表征车门运动的状况。

所述电机驱动线用于由门控单元向车门的驱动电机输出驱动信号，用来控制车门的驱动电机转动，并拖动车门完成开合动作。

所述电磁阀驱动线同样是用于由门控单元向车门中的电磁阀输出锁定解锁状态信号，即车门的运动状态信号，进而控制电磁阀动作，来完成对车门运动部件静止状态的锁定和解锁操作。

而且所述门隔离装置、紧急装置、门限位开关、门位置传感器、车门的驱动电机、电磁阀驱动线和电磁阀等均是现有技术的轨道车辆中车门所必然具有的部件或单元等，所以此处不再对这些部件或单元详细说明。

此外所述安全信号、开门请求信号、关门请求信号、车门编码、门隔离信号、启动状态信号、开关状态信号、门运动状态信号、门控单元网络指令信息、所述驱动信号、锁定解锁状态信号和回报状态信息均已经是现有轨道车辆中所有的车门构成的车门网络中进行各个车门的开关控制的控制信号，所以此处不再对上述各个信号的进行详细说明。

本发明中所述门控指令是指包含上述各个信号的指令集，所述轨道车辆运行模型是指现有技术中常用的对轨道车辆的运行进行模拟和仿真用的模型，通过这些模型的仿真等能够得到上述对车门进行控制的包含上述各个信号的门控指令。

较佳地，所述轨道车辆门控单元运行模拟系统还包括至少一组蜂鸣器和指示灯，所述蜂鸣器和指示灯用于发出警示信号或提示信号。

其中所述警示信号或提示信号是指通过蜂鸣器和指示灯的发出的声和光来表征轨道车辆的车门状态，所述车门状态可以是上述的开关状态信号和门运动状态信号等表征车门任意部件、单元或系统的工作或运动等的状态，也可以是其他任意的人为自定义的表征车门状态信息的警示信号或提示信号。

较佳地，所述总线为RS485总线（美国电子工业协会EIA（ElectronicIndustry Association）制定的一种串行物理接口标准）。

本发明中优选地选用RS485总线来传输门控单元网络指令信息和门控单元的回报状态信息。利用RS485总线在串行通信的前提下，实现网络拓扑，进而构建车门的门控单元网络。

较佳地，一组所述门控指令包含以预先设置的一时间序列排列的所述安全信号、开门请求信号、关门请求信号、车门编码、门隔离信号、启动状态信号、开关状态信号、门运动状态信号和门控单元网络指令信息。

本发明按照时间顺序来排列上述各个指令，其中这种各个指令在时间上的顺序是可以自定义地，也就是说，所述各个指令在时间上的顺序是任意的。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的轨道车辆门控单元运行模拟系统通过向门控单元线路的运行指令和状态信号等，并进行对应的响应，而这些运行指令和状态信号是根据门控单元的工作状况不同有一定的时序配合，这种时序配合就通过轨道车辆运行模型建立确定起来进而来模拟门控单元工作状况。

尤其是基于半实物仿真技术的外围模拟硬件以及基于虚拟仪器技术的模拟软件来控制模拟实现门控单元运行模拟的外围环境，并对这个外部环境进行有序变化来完成对门控单元运行状况及故障状况的模拟，并记录相应的地铁门控单元数据留作研究、维修保养、培训等用途。

附图说明

图1为本发明的实施例1的轨道车辆门控单元运行模拟系统的结构示意图。

图2为本发明的实施例1的轨道车辆门控单元运行模拟系统运行时序图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明的轨道车辆门控单元运行模拟系统可以基于半实物仿真技术的外围硬件电路以及基于虚拟仪器技术的模型模拟软件等控制和模拟实现门控单元的外围工作环境和工作状态，实现门控单元的离线运行模拟，即实现脱离门控单元网络及车门系统情况下的门控单元各种工作状态的模拟，主要是正常运行状态及常见故障状态的模拟。本发明可以在脱离列车客室车厢的情况下逼真模拟门控单元实际运行的各种状况，有益于维修维护人员检测门控单元设备状况以及相关研究人员分析和检测各种运行故障，也可以用于运营人员进一步掌握车门系统工作原理。

下面通过下述实施例来对本发明进行进一步地详细地说明。

实施例1

本实施例的轨道车辆门控单元运行模拟系统对一地铁门控单元进行模拟，所以如图1所示，本实施例的轨道车辆门控单元运行模拟系统包括一处理单元1、一零速信号线2、一开门信号线3、一关门信号线4、一门编码线5、一门隔离装置6、一紧急装置7、一门限位开关8、一门位置传感器9、一组电机驱动线10、一组电磁阀驱动线11、一RS485总线12、一组蜂鸣器13和一组指示灯14。

其中本实施例中所述处理单元1分别通过所述零速信号线2、开门信号线3、关门信号线4、门编码线5、门隔离装置6、紧急装置7、门限位开关8、门位置传感器9、电机驱动线10、电磁阀驱动线11和RS485总线12与一地铁门控单元的各个对应的功能引脚电连接。所述蜂鸣器13和指示灯14与所述处理单元1电连接。

而且所述处理单元1基于一地铁过程模型生成至少一组门控指令，其中一组所述门控指令包含以一预设的时间序列排列的所述安全信号、开门请求信号、关门请求信号、车门编码、门隔离信号、启动状态信号、开关状态信号、门运动状态信号和门控单元网络指令信息。所述处理单元并基于所述门控指令分别通过所述零速信号线2、开门信号线3、关门信号线4、门编码线5、门隔离装置6、紧急装置7、门限位开关8、门位置传感器9和RS485总线12输出所述安全信号、开门请求信号、关门请求信号、车门编码、门隔离信号、启动状态信号、开关状态信号、门运动状态信号和门控单元网络指令信息至所述门控单元，所述处理单元1还分别从所述电机驱动线10、电磁阀驱动线11和RS485总线12获得并存储所述驱动信号、锁定解锁状态信号和回报状态信息。

具体地说，本实施例中所述零速信号线2用于输出表征当前车速小于安全阈值的一安全信号至一门控单元。所述开门信号线3用于输出开门请求信号至所述门控单元。所述关门信号线4用于输出关门请求信号至所述门控单元；所述门编码线5用于输出车门编码至所述门控单元。所述门隔离装置6用于输出门隔离信号至所述门控单元。所述紧急装置7用于输出表征紧急装置启动的启动状态信号至所述门控单元。所述门限位开关8用于输出表征门开关是否到位的开关状态信号至所述门控单元。所述门位置传感器9用于输出门运动状态信号至所述门控单元。所述电机驱动线10用于分别输出驱动电机转动的驱动信号至所述处理单元。所述电磁阀驱动线11用于分别输出车门各个运动部件静止状态时的锁定和解锁状态的锁定解锁状态信号至所述处理单元。所述RS485总线12连接于所述处理单元和所述门控单元之间，并用于传输门控单元网络指令信息和门控单元的回报状态信息。所述蜂鸣器13和指示灯14用于发出警示信号或提示信号。

由于实际的地铁门控单元需要通过通讯总线与其他门控单元和主控单元行程通讯网络，其作用是保证网络拓扑完整、接受主控单元运行指令信息，以及向主控单元汇报自身的状态信息，本实施例通过RS485总线12在地铁门控单元脱离这种通讯网络情况下对这个网络环境进行模拟，包含了对RS485总线12网络的复现、对门控单元网络指令信息发送的模拟以及对接受到门控单元的回报状态信息的解析与存储等等。

如上所述，本实施例的所述门控指令包含以预先设置的一时间序列排列的所述安全信号、开门请求信号、关门请求信号、车门编码、门隔离信号、启动状态信号、开关状态信号、门运动状态信号和门控单元网络指令信息。

其中这种各个指令在时间上的顺序是可以自定义地，也就是说，所述各个指令在时间上的顺序是任意的。

图2所示为本实施例中一个按特定时间序列排列的指令集合的时序图以及处理单元1通过电机驱动线10、电磁阀驱动线11和RS485总线12从所述地铁门控单元获得的反馈数据（图2中未全部显示）。

如图2所示，在地铁车门的一次开关过程中，所述零速信号线2、开门信号线3、关门信号线4、门隔离装置6、门限位开关8、门位置传感器9、电机驱动线10、电磁阀驱动线11和蜂鸣器13和指示灯14的时序状态。通过图2所述的时序图本领域技术人员可以观测和学习地铁门控单元在一次门开关过程中的数据和运行状态。

此外，本领域技术人员应该注意到，通过不同时间序列排列的上述指令集合能够实现地铁门控单元的不同的操作状态和运行状态的模拟。进而有益于维修维护人员检测门控单元设备状况以及相关研究人员分析和检测各种运行故障，也便于运营人员进一步掌握车门系统工作原理。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种轨道车辆门控单元运行模拟系统，其特征在于，所述运行模拟系统包括：

一处理单元、一零速信号线、一开门信号线、一关门信号线、一门编码线、一门隔离装置、一紧急装置、一门限位开关、一门位置传感器、至少一个电机驱动线、至少一个电磁阀驱动线和一总线；

所述零速信号线用于输出表征当前车速小于安全阈值的一安全信号至一门控单元；所述开门信号线用于输出开门请求信号至所述门控单元；所述关门信号线用于输出关门请求信号至所述门控单元；所述门编码线用于输出车门编码至所述门控单元；所述门隔离装置用于输出门隔离信号至所述门控单元；所述紧急装置用于输出表征紧急装置启动的启动状态信号至所述门控单元；所述门限位开关用于输出表征门开关是否到位的开关状态信号至所述门控单元；所述门位置传感器用于输出门运动状态信号至所述门控单元；所述电机驱动线用于分别输出驱动电机转动的驱动信号至所述处理单元；所述电磁阀驱动线用于分别输出车门各个运动部件静止状态时的锁定和解锁状态的锁定解锁状态信号至所述处理单元；所述总线连接于所述处理单元和所述门控单元之间，并用于传输门控单元网络指令信息和门控单元的回报状态信息；

所述处理单元基于轨道车辆运行模型生成至少一组门控指令，并基于所述门控指令分别通过所述零速信号线、开门信号线、关门信号线、门编码线、门隔离装置、紧急装置、门限位开关、门位置传感器和总线输出所述安全信号、开门请求信号、关门请求信号、车门编码、门隔离信号、启动状态信号、开关状态信号、门运动状态信号和门控单元网络指令信息至所述门控单元，所述处理单元还分别从所述电机驱动线、电磁阀驱动线和总线获得并存储所述驱动信号、锁定解锁状态信号和回报状态信息。

2.如权利要求1所述的轨道车辆门控单元运行模拟系统，其特征在于，所述轨道车辆门控单元运行模拟系统还包括至少一组蜂鸣器和指示灯，所述蜂鸣器和指示灯用于发出警示信号或提示信号。

3.如权利要求1所述的轨道车辆门控单元运行模拟系统，其特征在于，所述总线为RS485总线。

4.如权利要求1-3中任一项所述的轨道车辆门控单元运行模拟系统，其特征在于，一组所述门控指令包含以预先设置的一时间序列排列的所述安全信号、开门请求信号、关门请求信号、车门编码、门隔离信号、启动状态信号、开关状态信号、门运动状态信号和门控单元网络指令信息。

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