CN110248425B - 一种轨道交通站台门预热系统及方法 - Google Patents

一种轨道交通站台门预热系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种轨道交通站台门预热系统及方法，其中，所提供的系统包括：温度传感器、加热带和控制器；温度传感器设置在站台门的顶箱内，用于获取顶箱内的温度数据，并将温度数据发送给控制器；加热带设置于所述顶箱内壁的槽内中，用于根据控制器发送的控制信号，对顶箱进行加热；控制器，分别与所述温度传感器和所述加热带相连，用于接收温度传感器的温度数据，并通过预设的控制策略，向加热带发送控制信号。本发明实施例提供的系统和方法，针对严寒地区铁路站台的站台门设置预热装置，与站台门系统匹配性高，贴合性强，保障了站台门在严寒工况下安全可靠工作的关键辅助设备，提高了原有站台门系统在严寒工况下可靠性和稳定性。

Description

一种轨道交通站台门预热系统及方法
技术领域
本发明涉及铁路环境技术领域，尤其涉及一种轨道交通站台门预热系统及方法。
背景技术
在一些极寒气候地区，火车站的站台门使用环境在极低的环境温度下，站台上设备易受到外界气候影响；在一些高寒地区最低气温在-30至-40℃，气候条件在很大程度上影响了站台门系统的稳定性和可靠性。
目前尚没有相关的试验和设备可以证明或者保障站台门在高寒地区下的正常运行，站台门在寒冷地区的推广使用也因此受到很大的局限。站台门防护系统的运行环境恶劣，站台门的控制系统性能，门机结构都会因低温严寒发生变化，比如通信稳定性、门机系统因电机油脂的粘稠度增加或凝固冻结引起静态阻力矩增加、机械零件的热胀冷缩、皮带的低温特性变化等，这些因素都制约着站台门等否正常可靠的工作，一旦站台门系统出现故障，将影响列车的进出站信号联动，会直接导致列车降级运行甚至停运事故。
在现有技术中，并没有有效的技术方案来保证严寒地区高铁站的站台门正常运转，而普通的加热装置也无法匹配站台门这类特殊的站台防护设备。
发明内容
本发明实施例提供一种轨道交通站台门预热系统及方法，用以解决现有技术中无法保证严寒地区高铁站的站台门正常运转的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种轨道交通站台门预热系统，包括：温度传感器、加热带和控制器；
所述温度传感器设置在站台门的顶箱内，用于获取所述顶箱内的温度数据，并将所述温度数据发送给所述控制器；
所述加热带设置于所述顶箱内壁的槽内中，用于根据控制器发送的控制信号，对所述顶箱进行加热；
所述控制器，分别与所述温度传感器和所述加热带相连，用于接收所述温度传感器的温度数据，并通过预设的控制策略，向所述加热带发送控制信号。
其中，所述系统还包括：顶箱保温层，所述顶箱保温层设置在所述顶箱外侧，用于减少站台内的热量流失。
其中，所述温度传感器具体包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器设置于所述顶箱内部，用于测量所述顶箱内的环境温度；所述第三温度传感器和所述第四温度传感器设置于所述顶箱内门机梁内壁上，用于测量所述顶箱内门机梁内壁的温度。
其中，所述温度传感器具体为Pt100温度传感器。
其中，所述控制器具体用于：接收所述温度传感器的温度数据，根据所述温度数据，利用模糊控制算法、温度回差控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送至加热带，进而通过所述加热带对所述顶箱内温度进行控制。
其中，所述控制器具体为PLC-1200控制器。
第二方面，本发明实施例提供一种轨道交通站台门预热方法，包括：接收温度传感器发送的站台门的顶箱内的温度数据；
基于所述温度数据，根据预设的控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送给加热带；
加热带根据所述控制信号，执行加热操作，以实现对所述顶箱内温度进行控制。
其中，所述基于所述温度数据，根据预设的控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送给加热带的步骤，具体包括：根据所述温度数据，利用模糊控制算法、温度回差控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送至加热带。
本发明实施例提供的轨道交通站台门预热系统及方法，针对严寒地区铁路站台的站台门设置预热装置，与站台门系统匹配性高，贴合性强，保障了站台门在严寒工况下安全可靠工作的关键辅助设备，提高了原有站台门系统在严寒工况下可靠性和稳定性，对站台门在寒冷地区的推广使用具有重要作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的轨道交通站台门预热系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的轨道交通站台门预热系统中，发热带嵌入顶箱内壁槽结构图；
图3为本发明一实施例提供的轨道交通站台门预热系统中，顶箱保温层设计结构图；
图4为本发明一实施例提供的轨道交通站台门预热方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1，图1为本发明一实施例提供的轨道交通站台门预热系统的结构示意图，所提供的系统包括：温度传感器11、加热带12和控制器13。
其中，所述温度传感器11设置在站台门的顶箱内，用于获取所述顶箱内的温度数据，并将所述温度数据发送给所述控制器13；
所述加热带12设置于所述顶箱内壁的槽内中，用于根据控制器13发送的控制信号，对所述顶箱进行加热；
所述控制器13，分别与所述温度传感器11和所述加热带12相连，用于接收所述温度传感器11的温度数据，并通过预设的控制策略，向所述加热带12发送控制信号。
具体的，通过在站台门的顶箱内设置温度传感器，以采集站台门顶箱内的温度信息，并将温度信息发送给与温度传感器相连的控制器，以供控制器根据温度传感器，控制器根据采集到的顶箱内的温度信息，结合预设的温度控制策略，当需要对顶箱进行加热时，对设置在顶箱内壁槽内的加热带发送加热指令，加热带通过对顶箱内进行加热，以实现对站台门进行预热操作。
其中，加热带的在顶箱内的布局如图2所示，在顶箱内侧，均匀分布有多个长条形内壁槽，内壁槽中均设置有加热带21，以使得加热带能够对顶箱内部均匀加热。
通过此系统，针对严寒地区铁路站台的站台门设置预热装置，与站台门系统匹配性高，贴合性强，保障了站台门在严寒工况下安全可靠工作的关键辅助设备，提高了原有站台门系统在严寒工况下可靠性和稳定性，对站台门在寒冷地区的推广使用具有重要作用。
在上述实施例的基础上，所述系统还包括：顶箱保温层，所述顶箱保温层设置在所述顶箱外侧，用于减少站台内的热量流失。
具体的，如图3所示，在顶箱位于的铁路一侧，在顶箱外侧增加保温层31，能够减少站台内部的热量流失，从而延长顶箱内侧的保温时间，降低能源消耗。
在上述实施例的基础上，所述温度传感器具体包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器设置于所述顶箱内部，用于测量所述顶箱内的环境温度；所述第三温度传感器和所述第四温度传感器设置于所述顶箱内门机梁内壁上，用于测量所述顶箱内门机梁内壁的温度。所述温度传感器具体为Pt100温度传感器。
具体的，在每一个顶箱内，分别设置有4个温度传感器，每两个温度传感器为一组，传感器1，2测量该门体顶箱内环境温度，传感器3，4测量该门体顶箱内的门机梁内壁温度，本实施例中，温度传感器选用的为Pt100温度传感器，pt100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成(由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器)，有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。
通过此系统，多路采集温度数据，使得温控系统具备冗余容错机制。
在上述实施例的基础上，所述控制器具体用于：接收所述温度传感器的温度数据，根据所述温度数据，利用模糊控制算法、温度回差控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送至加热带，进而通过所述加热带对所述顶箱内温度进行控制。所述控制器具体为PLC-1200控制器。
具体的，本实施例中，控制器采用的为PLC-1200控制器，同时模糊控制算法、温度回差控制策略，对加热进行控制，模糊控制系统的构成与常规的反馈控制系统的主要区别在于控制器主要是由模糊化，模糊推理机和精确化三个功能模块和知识库(包括数据库和规则库)构成的。通过采集本次顶箱内周期检测温度与前次周期检测温度之差，设定温度与实际温度差，以及相关的控制参数，来实现对顶箱内温度进行控制，在保证系统稳定性的基础上提高了控制效率。
参考图4，图4为本发明一实施例提供的轨道交通站台门预热方法的流程示意图，所提供的方法包括：
S1，接收温度传感器发送的站台门的顶箱内的温度数据。
S2，基于所述温度数据，根据预设的控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送给加热带。
S3，加热带根据所述控制信号，执行加热操作，以实现对所述顶箱内温度进行控制。
其中，所述基于所述温度数据，根据预设的控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送给加热带的步骤，具体包括：根据所述温度数据，利用模糊控制算法、温度回差控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送至加热带。
具体的，通过周期性的接收设置在站台门顶箱内的温度传感器发送的温度数据，采用模糊控制算法、温度回差控制策略，其中，模糊控制表如下表所示，
Figure BDA0002080648080000061
表中，Ki为控制参数，Ti为本次顶箱内周期检测温度与前次周期检测温度之差，Ei为设定温度与实际温度差。根据模糊控制表中设置的控制规则，可以有效的对顶箱内的温度进行控制，实现在极寒地区的铁路站台中对站台门的预热。
通过此方法，针对站台门设计的预热控制装置，与原有站台门系统匹配性高、贴合性强，是保证站台门在严寒工况下安全可靠工作的关键辅助设备，提高了原有站台门系统在严寒工况下可靠性和稳定性，同时利用模糊控制算法、温度回差控制策略对，在保证系统稳定性的基础上提高了控制效率，对站台门在寒冷地区的推广使用具有重要作用。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种轨道交通站台门预热系统，其特征在于，包括：温度传感器、加热带和控制器；
所述温度传感器设置在站台门的顶箱内，用于获取所述顶箱内的温度数据，并将所述温度数据发送给所述控制器；
所述加热带设置于所述顶箱内壁的槽内，用于根据控制器发送的控制信号，对所述顶箱进行加热；所述加热带用于对顶箱内进行加热，以实现对站台门进行预热操作；
所述控制器，分别与所述温度传感器和所述加热带相连，用于接收所述温度传感器的温度数据，并通过预设的控制策略，向所述加热带发送控制信号；所述控制信号根据所述温度数据，利用模糊控制算法和温度回差控制策略生成；预设的控制策略如下：
Ei＞1°C时：当Ti＞0，设置温度控制参数为K1；当Ti=0，设置温度控制参数为K2；当Ti＜0，设置温度控制参数为K3；其中，K3的预热强度大于K2，K2的预热强度大于K1；
0.5℃≤Ei≤1°C时：当Ti＞0，设置温度控制参数为K4；当Ti=0，设置温度控制参数为K5；当Ti＜0，设置温度控制参数为K6；其中，K6的预热强度大于K5，K5的预热强度大于K4；
-0.5℃≤Ei≤0.5°C时：当Ti＞0，设置温度控制参数为K7；当Ti=0，设置温度控制参数为K8；当Ti＜0，设置温度控制参数为K9；其中，K9的预热强度大于K8，K8的预热强度大于K7；
-1℃≤Ei≤-0.5°C时：当Ti＞0，设置温度控制参数为K10；当Ti=0，设置温度控制参数为K11；当Ti＜0，设置温度控制参数为K12；其中，K12的预热强度大于K11，K11的预热强度大于K10；
Ei＜-1°C时：当Ti＞0，设置温度控制参数为K13；当Ti=0，设置温度控制参数为K14；当Ti＜0，设置温度控制参数为K15；其中，K15的预热强度大于K14，K14的预热强度大于K13；
其中，Ei为顶箱设定温度与实际温度之差，Ti为顶箱内本次检测温度与前次检测温度之差；
所述控制器具体用于：接收所述温度传感器的温度数据，根据所述温度数据，利用模糊控制算法、温度回差控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送至加热带，进而通过所述加热带对所述顶箱内温度进行控制；
所述温度传感器具体包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；
其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器设置于所述顶箱内部，用于测量所述顶箱内的环境温度；
所述第三温度传感器和所述第四温度传感器设置于所述顶箱内门机梁内壁上，用于测量所述顶箱内门机梁内壁的温度。
2.根据权利要求1所述的轨道交通站台门预热系统，其特征在于，所述系统还包括：顶箱保温层，所述顶箱保温层设置在所述顶箱外侧，用于减少站台内的热量流失。
3.根据权利要求1所述的轨道交通站台门预热系统，其特征在于，所述温度传感器具体为Pt100温度传感器。
4.根据权利要求1所述的轨道交通站台门预热系统，其特征在于，所述控制器具体为PLC-1200控制器。
5.一种基于权利要求1-4任一所述轨道交通站台门预热系统的轨道交通站台门预热方法，其特征在于：
接收温度传感器发送的站台门的顶箱内的温度数据；
基于所述温度数据，根据预设的控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送给加热带；
加热带根据所述控制信号，执行加热操作，以实现对所述顶箱内温度进行控制。
6.根据权利要求5所述的轨道交通站台门预热方法，其特征在于，基于所述温度数据，根据预设的控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送给加热带的步骤，具体包括：
根据所述温度数据，利用模糊控制算法、温度回差控制策略，生成控制信号，并将所述控制信号发送至加热带。
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