CN105096680A - 虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，属城市轨道交通职业教育装备。可实现屏蔽门的多类型故障模拟和实训，一种屏蔽门实训装置，其特征在于：把屏蔽门系统的组成部件按其在车站的位置缩减比例安装于实验台架上，DCU安装于台架的控制面板上，控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接口，以上装置构成车门总成实验台，车门总成实验台通过接口连接一体化总线式控制和采集模块,一体化总线式控制和采集模块与计算机连接。

Description

虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法
技术领域
本发明涉及一种虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，所属技术领域为城市轨道交通职业教育领域。用于轨道交通运营公司和大中专院校城市轨道运营专业的教学和实训。
背景技术
轨道交通在我国是一个新兴行业，具有起步时间短、专业性强、技术复杂、国外设备的引进导致关键设备技术资料不系统等特点。列车车站为人流密集的公众聚集场所，且处于地下的空间，形成封闭的环境，聚集密集的人员，通风和疏散都受到极大的限制，这是轨道交通十分突出的特点。一旦发生事故，伤亡损失往往非常惨重。因此故障检修和优秀的应急故障处理能力是从业人员重要培训内容之一。
在轨道交通车辆故障中，屏蔽门系统占有较大比例。根据国内外统计资料显示，屏蔽门系统的故障占车辆故障的30%以上，是影响轨道交通运营的重要安全因素。有效的轨道交通屏蔽门的实训装置对提高轨道交通处置突发事故手段和能力有着非常重要的意义。
目前轨道交通屏蔽门的实训装备以实物或模型展示为主。存在的问题是实物价格昂贵，不能配备多套，不适合开展多人同时教学，同时目前的实物无法实现故障模拟；而模型只能展示外观，无法展示轨道交通屏蔽门内部结构和工作原理，无法开展实训教学。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，整个装置共有六个部分：轨道交通屏蔽门总成实验台、一体化总线式控制和采集模块、嵌入式手持故障模拟终端、手动故障设置装置、连接线及数据转换接口、主控计算机及模拟仿真和控制软件。可通过计算机控制软件设置实际故障，故障包括：DCU故障、瞬间电器故障、短路、断路、接地、间歇性故障、器件损坏、信号干扰；也可进行实验研究：屏蔽门夹紧力实验、旁路门控线路研究、障碍物检测研究。
本发明所采用的技术方案是：把轨道交通屏蔽门的门控单元（DCU）、一套门叶、障碍物探测装置、警示装置、支撑装置、屏蔽门导轨、锁紧装置、传动和驱动组件、屏蔽门旁路系统以及中央控制盘按照其在车站的连接方式连接，将这些实物部件按其在车站的位置缩减比例安装于实验台架上，DCU安装于台架的控制面板上，控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接口，以上装置构成屏蔽门总成实验台。屏蔽门总成实验台通过线路连接接口连接一体化总线式控制和采集模块。一体化总线式控制和采集模块采用可独立插拔的模块式设计，每几个模块组成一组，通过数据连接线扩展到多组连接，可设置单一故障上百个。每个模块上有独立的状态指示灯，指示目前故障和采集状态，模块通过控制电路板上继电器、可控硅、数字电位器等元件实现各种故障的模拟和研究性实验。一体化总线式控制和采集模块上配置多种通信接口（CANBUS，TCP/IP，DB-25孔/RS485/RS422/TTL电平），通信接口与计算机网口或安装于计算机上的数据转换卡连接，形成完整的通信链路，接口同时连接嵌入式手持终端。计算机通过模拟仿真和控制软件控制一体化总线式控制和采集模块动作，从而实现控制实验台的开关启停并模拟各种故障，同时从实验台上采集的状态数据实时发送给计算机，计算机自动调用其模拟仿真软件同步仿真其工作过程、工作原理、检修流程。在不连接硬件设备的情况下，模拟仿真软件也可单独作为教学资源使用。
本发明的有益效果是：本发明是一种虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，装置包含应急门、固定门、滑动门等多种类型的屏蔽门，适用范围广，可扩展性强，可了解轨道交通车辆屏蔽门的全部组成结构以及工作原理。其一体化总线式控制和采集模块采用可独立插拔的模块式设计，每几个模块组成一组，通过数据连接线扩展到多组连接，可设置单一故障可达上百个，复合故障上千个。每个模块上有独立的状态指示灯，指示目前故障和采集状态，扩展性和配置性好。而基于VR的模拟仿真软件在计算机上真实还原屏蔽门系统，与实物按照1：1比例实现三维机械结构展示、解剖结构、虚拟拆装、工作原理、故障诊断与检修、维修考核等功能。采用手动按扭、嵌入式终端、计算机通过网络远程控制三种方式控制实验台的开关启停和故障模拟，控制方式多样，控制场地不定，既可在实验台旁操作，也可通过网络远程操作，方便灵活。
附图说明
图1虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法结构示意图
图2一体化总线式采集和控制装置结构示意图
1门控单元（DCU）
2锁紧装置
3门页
4支撑装置
5屏蔽门导轨
6障碍物探测装置及警示装置
7传动和驱动组件
8线缆
9手动故障设置装置
10实验台面板
11通信及线路接口
12中央控制盘
13主控计算机
14模拟仿真控制和实训软件
15轨道交通屏蔽门总成实验台
16一体化总线式控制和采集模块
17通信连接线
18可控硅和继电器组成的故障设置模块
19数据采集模块
20嵌入式手持故障模拟终端
具体实施方式：
本系统的设计以具有专业的电子电路知识，熟练掌握城市轨道交通装备特点和接线规律为前提出发，装置的连接如附图1所示，由门控单元(1)、门叶(3)、障碍物探测装置及警示装置（6）屏蔽门导轨（5）、锁紧装置（2）、传动和驱动组件（7）、与屏蔽门旁路系统及中央控制盘（12）按照其在轨道车站的连接方式连接组成屏蔽门系统，由支撑装置（7）固定。屏蔽门系统通过线缆（8）、通信及线路接口（11）连接到轨道交通屏蔽门总成实验台（15），通信及线路接口（11）通过内部连接装置分别串联手动故障设置装置（9）和一体化总线式控制和采集模块（16），串联顺序为先连接一体化总线式控制和采集模块（16），再串联到手动故障设置装置（9）。手动故障设置装置（9）通过连接线缆（8）连接到实验台面板（10），实验台面板上摆放中央控制盘（12）。以上部件组成了轨道交通屏蔽门总成实验台（15）。轨道交通屏蔽门总成实验台（15），通过通信及线路接口（11）和通信连接线（17）与主控计算机（13）和嵌入式手持故障模拟终端（20）连接，实现物理数据通信链路，计算机可通过此物理连接控制一体化总线式控制和采集模块（16）模拟各种故障，实现对实验台的远程控制。
图2是一体化总线式采集和控制装置结构示意图。此装置与轨道交通屏蔽门总成实验台（15）的连线方式采用一进一出的串联方式，线路类型有线缆（8）和通信连接线(17)两种，线缆直接连接轨道交通屏蔽门的线路，通信连接线（17）专门连接主控计算机（13）和嵌入式手持故障模拟终端（20）用。其内部包括可控硅和继电器组成的故障设置模块（18）和数据采集模块（19）两部分，两部分均采用总线阵列结构，可根据需要自由配置，如：单块故障板24个故障，如需要不少于48个故障，则配置两块故障板即可以。每个故障板的故障类型由板上的单片机芯片决定，故障类型可以包括DCU故障、瞬间电器故障、短路、断路、接地、间歇性故障、器件损坏、信号干扰等多种故障。

Claims (10)

1.一种虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，其特征在于：把轨道交通车辆屏蔽门系统的组成部件按其在车站的位置缩减比例安装于实验台架上，DCU安装于台架的控制面板上，控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接口，以上装置构成车门总成实验台，车门总成实验台通过接口连接一体化总线式控制和采集模块,一体化总线式控制和采集模块与计算机连接。
2.根据权利要求1所述的虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，其特征在于：把屏蔽门的门控单元（DCU）、一套门叶、障碍物探测装置、警示装置、支撑装置、屏蔽门导轨、锁紧装置、传动和驱动组件、屏蔽门旁路系统以及中央控制盘按照其在车辆上的连接方式连接。
3.根据权利要求1所述的虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，其特征在于：控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接口。
4.根据权利要求1所述的虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，其特征在于：一体化总线式控制和采集模块的控制电路板上有继电器、可控硅、数字电位器元件。
5.根据权利要求1所述的虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，其特征在于：一体化总线式控制和采集模块采用可独立插拔的模块式设计，每几个模块组成一组，通过数据连接线扩展到多组连接。
6.根据权利要求1所述的虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，其特征在于：计算机通过局域网远程控制车门系统实验台，多台计算机可同时控制多个车门系统实验台。
7.根据权利要求1所述的虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，其特征在于：每个模块上有独立的状态指示灯。
8.根据权利要求1所述的虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，其特征在于：一体化总线式控制和采集模块上配置CANBUS、TCP/IP、DB-25孔/RS485/RS422/TTL电平多种通信接口。
9.根据权利要求1所述的虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，其特征在于：通信接口与计算机网口或安装于计算机上的数据转换卡连接。
10.根据权利要求1所述的虚实结合的轨道交通屏蔽门的协同实训装置和方法，其特征在于：基于VR的模拟仿真软件在计算机上真实还原屏蔽门系统，与实物按照1：1比例实现三维机械结构展示、解剖结构、虚拟拆装、工作原理、故障诊断与检修、维修考核功能。
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