CN105239859A - 一种机车智能门控方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车智能门控方法及装置，在机车每个车门安装一套集成电控锁，并在司机室安装一个主控盒，由主控盒控制机车每个车门的集成电控锁开启或锁闭；主控盒通过获取机车速度信号，并经过运算处理后，依据事先所确定的机车车门与机车速度的关系，根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制。机车智能门控装置是通过实时采集机车行驶速度，当机车达到设定的车门锁闭速度点时，根据车门状态自动锁止车门，防止人为开启。如果因车门没有关闭导致集成电控锁无法锁止，装置会声光警示提醒，直至所有车门全部锁闭。

Description

一种机车智能门控方法及装置

技术领域

本发明涉及轨道交通领域机车车门的智能控制，具体涉及一种可以根据运行环境对机车车门施行智能控制的方法及装置，属于机车安全监控技术领域。

背景技术

近年来，随着铁路大提速的进一步加快，机车运行速度不断提高，司乘人员从车门跌落引起伤亡的重大安全事故时有发生，暴露了长久以来机车安全上的一个重大漏洞——机车车门在机车行驶过程中没有防止人为开启的安全锁止装置。机车行进中可以随意打开的机车车门很容易对机车司乘人员造成人身伤害和潜在的危险。全路运用的机车的车门锁一直以来都是机械锁，没有锁止状态监控，也没有自动上锁防护等功能，虽然，车门锁内侧自带有安全小锁（反锁），但是在机车高速运行情况下，只要解除小锁，车门仍然是可以人为开启，存在不可控的风险漏洞。

众所周知，目前一般的汽车都已基本实现了自动落锁功能，目的就是防止在汽车行进过程中，乘员误操作打开车门而引发跌落等安全事故。而机车作为一种更为重要的，安全要求更高的公共交通工具，面对同样的问题，却一直没有被有关单位引起足够的重视。因此，设计一种适应机车环境的自动识别车速进行车门自动锁止的安全装置迫在眉睫，让机车车门在机车行进中强制锁止不能人为开启，杜绝机车司乘人员跌落事故再次发生。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201220546540，名称为“机车车门预防夹手装置”的实用新型专利，该专利公开了一种机车车门预防夹手装置包括控制单元、感应器、执行件和卡棒，所述控制单元分别与所述感应器、执行件电连接，所述执行件设置于车门的上方，所述执行件与所述卡棒相连接安装。机车车门预防夹手装置还包括手动挡板和自动挡板，所述自动挡板设置于所述手动挡板之上，所述手动挡板设有孔，所述孔的内径大于所述卡棒的直径，所述自动挡板覆盖所述孔，所述自动挡板设有驱动件，所述自动挡板通过所述驱动件与所述手动挡板活动连接，所述驱动件通过导线与所述控制单元相连接。

2、专利号为CN201110410193，名称为“城轨车辆车门控制方法”的发明专利，该专利公开了一种城轨车辆车门控制方法，其利用列车上已有的机车微机控制监视系统（TCMS）代替硬线对车门进行控制，包括实现车门释放控制、开门控制以及关门控制，同时在列车网络故障的时也可以仅通过两条列车线对车门进行控制。车门释放控制主要包括四个模块：列车自动控制系统（ATC）车门释放、开门允许旁路、洗车模式以及列车自动保护系统（ATP）隔离控制，其中开门允许旁路（条件A3）和ATP隔离模式（条件A4）中的零速信号采用的是三取二设计，分别取来自两个不同支路零速继电器信号和子系统发送来速度信号，采用三取二比较输出。此设计大大增加了系统的可用性和可靠性。

3、专利号为CN200720194857，名称为“机车门锁”的实用新型专利，该专利公开了一种机车门锁，采用上、下锁联动的结构。门锁分为上锁装配和下锁装配，通过使用连杆实现上、下联动，上锁装配中采用了简单的拨臂拨动门闩的方式，下锁装配中则通过锁芯拨动自锁块和解锁杆而使解锁杆移动、自锁块定位，并同时带动滑动轴使转臂和拨臂产生定位和分离的关系，控制门锁的开启、关闭。

上述这些专利虽然都涉及到机车车门，但都只是针对车门门锁自身的改进，或对锁的防夹持的安全进行改进；专利CN201110410193虽说提出了对车门控制方法，但也只是站在开门关门的可用性和可靠性所做的改进，都没有考虑如何适应机车环境，自动识别车速进行车门自动锁止的问题，因此前面所说的机车车门所存在的问题仍然存在，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有机车车门所存在的问题，提出一种适应于各型机车的车门安全锁止的方法及装置，该方法及装置能在机车达到预定的车速（例如：15KM/H）后根据车门状态提醒锁闭车门，在车门关闭状态下对车门进行自动锁止，在速度下降到预定车速，解除自动锁止，并根据车门及车锁状态提供相关声光指示及警示。

本发明采用的技术方案是：

一种机车智能门控方法，在机车每个车门安装一套集成电控锁，并在司机室安装一个主控盒，由主控盒控制机车每个车门的集成电控锁开启或锁闭；主控盒通过获取机车速度信号，并经过运算处理后，依据事先所确定的机车车门与机车速度的关系，根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制。

进一步地，所述的根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制是通过信号传输装置将机车的速度信号传入到主控盒内的速度信号处理单元，由速度信号处理单元将机车速度信号（模拟量或数字量）处理成微控制器能识别的信号后提供给主控盒内的主微控制器，主微控制器根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制，并将集成电控锁锁止和解锁控制信号发给门锁驱动单元，通过门锁驱动单元对全车集成电控锁实施开启或锁闭控制。

进一步地，所述的对全车集成电控锁实施开启或锁闭控制包括对控制状态的显示，机车速度、车门状态、集成电控锁状态及机车其他相关工作环境状态及装置本身工作状态由人机界面进行显示。

进一步地，所述的对全车集成电控锁实施开启或锁闭控制包括通过按键或触摸屏对装置进行参数设置或对车门的上解锁进行控制；主微控制器通过嵌入式软件预设编程，实现装置的各项功能指令发出和集中控制。

进一步地，所述的集成电控锁内设有车门微控制器，车门微控制器负责执行主控制器的指令以及环境信号采集和逻辑处理；车门微控制器接收主微控制器的控制信号，并通过门感应探头、锁感应探头收集环境信号采集，经过逻辑处理后上传给主微控制器，通过还将执行主微控制器发出的指令，对电控锁实施开启或关闭的控制，通过声光警示单元实现带有声光指示的人机界面控制，能够根据车门状态和锁止状态给司乘人员予以声音警示和LED指示灯指示；集成电控锁通信单元以串行总线方式与主控盒及装置内其他集成电控锁通信。

进一步地，所述的电控锁结构上分为锁本体和锁扣座两部分；电控锁采用嵌入式或外露式两种方式安装在机车车门内侧；其中，带电控锁芯的锁本体安装在机车车门框内墙体内或者内墙面，带磁感应点和锁闩孔的锁扣座安装在机车车门中或车门内面，通过电控锁芯的锁闩的弹出和收回，对车门进行锁止。

一种实现上述机车智能门控方法的智能门控装置，在机车每个车门安装一套集成电控锁，并在司机室安装一个主控盒，机车每个车门的集成电控锁由主控盒控制开启或锁闭；主控盒通过获取机车速度信号，并经过运算处理后，依据事先所确定的机车车门与机车速度的关系，根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制；主控盒及集成电控锁之间由通信控制电缆及分线盒连接；对于固定重联机车每个单节安装一套装置，各节独立运行。

进一步地，所述的主控盒由微控制器、速度信号处理单元、门锁驱动单元、电源单元、通信单元、人机界面组成；主控盒是机车智能门控装置的控制核心，根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制。

进一步地，所述的集成电控锁由微控制器、电控锁、门感应探头、锁感应探头、声光警示单元、电源单元、通信单元组成；集成电控锁负责机车车门的状态采集，车门锁止状态采集，也是车门自动锁止的执行机构，带有声光指示的人机界面，能够根据车门状态和锁止状态给司乘人员予以声音警示和LED指示灯指示；集成电控锁的微控制器负责执行主控制器的指令以及环境信号采集和逻辑处理，电源单元负责电源转换和供电，通信单元以串行总线方式与主控盒及装置内其他集成电控锁通信。

进一步地，所述的集成电控锁结构上分为锁本体和锁扣座两部分；集成电控锁采用嵌入式或外露式两种方式安装在机车车门内侧，其中带电控锁芯的锁本体安装在机车车门框内墙体内或者内墙面，带磁感应点和锁闩孔的锁扣座安装在机车车门中或车门内面，通过电控锁芯的锁闩的弹出和收回，对车门进行锁止。

进一步地，所述的所述集成电控锁采用霍尔式感应方式对车门开启和关闭状态进行监测。

进一步地，所述集成电控锁能根据主控盒的锁止指令锁闭车门，如果已经下达锁闭指令而未感应到车门已经关闭，集成电控锁会有指示灯及蜂鸣器等声光报警，提示司乘人员及时关闭车门，直至车门锁闭才解除警示。车门在自动锁止状态下也会有相应的指示灯指示，提醒司乘人员不能打开车门。

本发明的特点在于：1、实现机车走行达到设定速度时机车车门自动锁闭，防止机车运行途中，意外开启车门发生安全事故；2、所述集成电控锁为适应机车环境而设计，安装简单，自带声光警示，提醒司乘人员；3、所述机车智能门控装置考虑到不同机车的安装布局，主控盒及集成电控锁可随意配置；4、所述机车智能门控装置各集成门控锁及主控盒之间采用总线方式通信，可以实现单个车门为及时关闭的情况下整车集成电控锁蜂鸣报警，司乘人员可以根据指示灯的状态判定并找出未关闭的车门；5、所述机车智能门控装置与机车车门上原装机械锁无任何冲突，不影响其功能。

附图说明

图1是本发明所述集成电控锁安装实施示意图；

图2是本发明所述机车智能门控装置的系统组成图；

图3是本发明所述主控盒的结构原理图；

图4是本发明所述集成电控锁电气原理图；

图4中，1为机车车体（墙体），2为机车车门，3为集成电控锁，4为集成电控锁锁扣座，5为通信控制电缆，6为状态指示灯，7为蜂鸣器，8为装置铭牌，9为集成电控锁锁本体。

具体安装方式

下面结合附图和集成电控锁的具体安装方式来进一步阐述本发明。

实施例一

如附图1-4所示，一种实现上述机车智能门控方法的智能门控装置，在机车的车体（墙体）1上安装有车门2，机车每个车门2安装一套集成电控锁3，集成电控锁3包括锁本体9和锁扣座4两部分，分别安装在机车墙体1和机车车门2上，并在司机室安装一个主控盒10，机车每个车门的集成电控锁3由主控盒10控制开启或锁闭；主控盒10通过获取机车速度信号，并经过运算处理后，依据事先所确定的机车车门与机车速度的关系，根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制；主控盒10与集成电控锁3之间由通信控制电缆5及分线盒11连接；对于固定重联机车每个单节安装一套装置，各节独立运行。在锁本体9内安装有状态指示灯6和蜂鸣器7，指示集成电控锁3的状态，并在非正常情况下进行报警；在锁扣座4上安装有装置铭牌8。

所述的主控盒10由微控制器12、速度信号处理单元13、门锁驱动单元14、电源单元15、通信单元16、人机界面17组成；主控盒10是机车智能门控装置的控制核心，根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制。其中，电源单,15负责将机车DC110V电源转换成DC24\12\5V等不同等级的装置内部用电；速度信号处理单元13负责将机车的轴端光电速度信号或者其他方式获取的机车速度信号（模拟量或数字量）处理成微控制器能识别的信号后提供给微控制器12；通信单元16以串行总线方式与集成电控锁通信，也能与机车其他设备或总线进行互联通信；门锁驱动单元14负责全车电控锁的控制指令发出和功率驱动；机车速度、车门状态、集成电控锁状态及机车其他相关工作环境状态及装置本身工作状态由人机界面17进行显示，同时也可以通过按键或触摸屏对装置进行参数设置或对车门的上解锁进行控制。微控制器12通过嵌入式软件预设编程，实现装置的各项功能指令发出和集中控制。

所述的集成电控锁3由锁微控制器18、电控锁芯19、门感应探头20、锁感应探头21、声光警示单元22、锁电源单元23、锁通信单元24组成；集成电控锁3负责机车车门的状态采集，车门锁止状态采集，也是车门自动锁止的执行机构，带有声光指示的人机界面，能够根据车门状态和锁止状态给司乘人员予以声音警示和LED指示灯指示；集成电控锁的微控制器负责执行主控制器的指令以及环境信号采集和逻辑处理，电源单元负责电源转换和供电，通信单元以串行总线方式与主控盒及装置内其他集成电控锁通信。

所述的集成电控锁结构上分为锁本体和锁扣座两部分；集成电控锁采用外露式安装在机车车门内侧（如图4所示），这种方式安装简单、有利于通信控制电缆走线，便于施工但对机车司机室内部视觉效果有一定改变。其中带电控锁芯的锁本体安装在机车车门框内墙体内或者内墙面，带磁感应点和锁闩孔的锁扣座安装在机车车门中或车门内面，通过电控锁芯的锁闩的弹出和收回，对车门进行锁止。

所述的所述集成电控锁采用霍尔式感应方式对车门开启和关闭状态进行监测。

所述集成电控锁能根据主控盒的锁止指令锁闭车门，如果已经下达锁闭指令而未感应到车门已经关闭，集成电控锁会有指示灯及蜂鸣器等声光报警，提示司乘人员及时关闭车门，直至车门锁闭才解除警示。车门在自动锁止状态下也会有相应的指示灯指示，提醒司乘人员不能打开车门。

实施例二

实施例二的原理与实施例一一样，只是部分结构有所不同，为一种机车智能门控装置的集成电控锁3，分为锁本体9和锁扣座4两部分，分别安装在机车墙体1和机车车门2上，可以是车门开启方向的侧边沿或者上边沿。为嵌入式安装，嵌入式安装时锁本体和锁扣座都在墙内或车门内，这种方式有利于保持机车内饰外观不变，施工痕迹隐蔽，整体美观但施工难度大。两种方案各有利弊，可根据不同机车车型视具体情况及用户需求选择。

上述实施例仅供进一步说明本发明之用，并不对本发明对任何限制，本领域普通技术人员在不脱离本发明精神及技术启示下所做出的变形和润饰，均应视为在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围具体视其权利要求书而定。

通过上述实施例可以看出，本发明还涉及一种机车智能门控方法，在机车每个车门安装一套集成电控锁，并在司机室安装一个主控盒，由主控盒控制机车每个车门的集成电控锁开启或锁闭；主控盒通过获取机车速度信号，并经过运算处理后，依据事先所确定的机车车门与机车速度的关系，根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制。

进一步地，所述的根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制是通过信号传输装置将机车的速度信号传入到主控盒内的速度信号处理单元，由速度信号处理单元将机车速度信号（模拟量或数字量）处理成微控制器能识别的信号后提供给主控盒内的主微控制器，主微控制器根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制，并将集成电控锁锁止和解锁控制信号发给门锁驱动单元，通过门锁驱动单元对全车集成电控锁实施开启或锁闭控制。

进一步地，所述的对全车集成电控锁实施开启或锁闭控制包括对控制状态的显示，机车速度、车门状态、集成电控锁状态及机车其他相关工作环境状态及装置本身工作状态由人机界面进行显示。

进一步地，所述的对全车集成电控锁实施开启或锁闭控制包括通过按键或触摸屏对装置进行参数设置或对车门的上解锁进行控制；主微控制器通过嵌入式软件预设编程，实现装置的各项功能指令发出和集中控制。

进一步地，所述的集成电控锁内设有车门微控制器，车门微控制器负责执行主控制器的指令以及环境信号采集和逻辑处理；车门微控制器接收主微控制器的控制信号，并通过门感应探头、锁感应探头收集环境信号采集，经过逻辑处理后上传给主微控制器，通过还将执行主微控制器发出的指令，对电控锁实施开启或关闭的控制，通过声光警示单元实现带有声光指示的人机界面控制，能够根据车门状态和锁止状态给司乘人员予以声音警示和LED指示灯指示；集成电控锁通信单元以串行总线方式与主控盒及装置内其他集成电控锁通信。

进一步地，所述的电控锁结构上分为锁本体和锁扣座两部分；电控锁采用嵌入式或外露式两种方式安装在机车车门内侧；其中，带电控锁芯的锁本体安装在机车车门框内墙体内或者内墙面，带磁感应点和锁闩孔的锁扣座安装在机车车门中或车门内面，通过电控锁芯的锁闩的弹出和收回，对车门进行锁止。

本发明的特点在于：本发明能在机车达到预先设定的车速后根据车门状态提醒锁闭车门，在车门关闭状态下对车门进行自动锁止，在速度下降到预定车速，解除自动锁止。并根据车门及车锁状态提供相关声光指示及警示保障机车内司乘人员的安全。具有以下一些特点：

1、实现机车走行达到设定速度时机车车门自动锁闭，防止机车运行途中，意外开启车门发生安全事故；

2、所述集成电控锁为适应机车环境而设计，安装简单，自带声光警示，提醒司乘人员；

3、所述机车智能门控装置考虑到不同机车的安装布局，主控盒及集成电控锁可随意配置；

4、所述机车智能门控装置各集成门控锁及主控盒之间采用总线方式通信，可以实现单个车门为及时关闭的情况下整车集成电控锁蜂鸣报警，司乘人员可以根据指示灯的状态判定并找出未关闭的车门；

5、所述机车智能门控装置与机车车门上原装机械锁无任何冲突，不影响其功能。

Claims (10)

1.一种机车智能门控方法，其特征在于，在机车每个车门安装一套集成电控锁，并在司机室安装一个主控盒，由主控盒控制机车每个车门的集成电控锁开启或锁闭；主控盒通过获取机车速度信号，并经过运算处理后，依据事先所确定的机车车门与机车速度的关系，根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制。

2.根据权利要求1所述一种机车智能门控方法，其特征在于，所述的根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制是通过信号传输装置将机车的速度信号传入到主控盒内的速度信号处理单元，由速度信号处理单元将机车速度信号（模拟量或数字量）处理成微控制器能识别的信号后提供给主控盒内的主微控制器，主微控制器根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制，并将集成电控锁锁止和解锁控制信号发给门锁驱动单元，通过门锁驱动单元对全车集成电控锁实施开启或锁闭控制。

3.根据权利要求2所述一种机车智能门控方法，其特征在于，所述的对全车集成电控锁实施开启或锁闭控制包括对控制状态的显示，机车速度、车门状态、集成电控锁状态及机车其他相关工作环境状态及装置本身工作状态由人机界面进行显示。

4.根据权利要求1所述一种机车智能门控方法，其特征在于，所述的对全车集成电控锁实施开启或锁闭控制包括通过按键或触摸屏对装置进行参数设置或对车门的上解锁进行控制；主微控制器通过嵌入式软件预设编程，实现装置的各项功能指令发出和集中控制。

5.根据权利要求4所述一种机车智能门控方法，其特征在于，所述的集成电控锁内设有车门微控制器，车门微控制器负责执行主控制器的指令以及环境信号采集和逻辑处理；车门微控制器接收主微控制器的控制信号，并通过门感应探头、锁感应探头收集环境信号采集，经过逻辑处理后上传给主微控制器，通过还将执行主微控制器发出的指令，对电控锁实施开启或关闭的控制，通过声光警示单元实现带有声光指示的人机界面控制，能够根据车门状态和锁止状态给司乘人员予以声音警示和LED指示灯指示；集成电控锁通信单元以串行总线方式与主控盒及装置内其他集成电控锁通信。

6.根据权利要求1所述一种机车智能门控方法，其特征在于，所述的电控锁结构上分为锁本体和锁扣座两部分；电控锁采用嵌入式或外露式两种方式安装在机车车门内侧；其中，带电控锁芯的锁本体安装在机车车门框内墙体内或者内墙面，带磁感应点和锁闩孔的锁扣座安装在机车车门中或车门内面，通过电控锁芯的锁闩的弹出和收回，对车门进行锁止。

7.一种实现权利要求1所述机车智能门控方法的智能门控装置，其特征在于，在机车每个车门安装一套集成电控锁，并在司机室安装一个主控盒，机车每个车门的集成电控锁由主控盒控制开启或锁闭；主控盒通过获取机车速度信号，并经过运算处理后，依据事先所确定的机车车门与机车速度的关系，根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制；主控盒及集成电控锁之间由通信控制电缆及分线盒连接；对于固定重联机车每个单节安装一套装置，各节独立运行。

8.根据权利要求1所述智能门控装置，其特征在于，所述的主控盒由微控制器、速度信号处理单元、门锁驱动单元、电源单元、通信单元、人机界面组成；主控盒是机车智能门控装置的控制核心，根据机车速度及车门状态对全车所有集成电控锁锁止和解锁控制。

9.根据权利要求1所述智能门控装置，其特征在于，所述的集成电控锁由微控制器、电控锁、门感应探头、锁感应探头、声光警示单元、电源单元、通信单元组成；集成电控锁负责机车车门的状态采集，车门锁止状态采集，也是车门自动锁止的执行机构，带有声光指示的人机界面，能够根据车门状态和锁止状态给司乘人员予以声音警示和LED指示灯指示；集成电控锁的微控制器负责执行主控制器的指令以及环境信号采集和逻辑处理，电源单元负责电源转换和供电，通信单元以串行总线方式与主控盒及装置内其他集成电控锁通信。

10.根据权利要求9所述智能门控装置，其特征在于，所述的集成电控锁结构上分为锁本体和锁扣座两部分；集成电控锁采用嵌入式或外露式两种方式安装在机车车门内侧，其中带电控锁芯的锁本体安装在机车车门框内墙体内或者内墙面，带磁感应点和锁闩孔的锁扣座安装在机车车门中或车门内面，通过电控锁芯的锁闩的弹出和收回，对车门进行锁止；所述的所述集成电控锁采用霍尔式感应方式对车门开启和关闭状态进行监测。