CN110426621A - 一种站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置和方法，属于轨道交通站台门安全回路检测领域。本发明中的第一光耦的发光端与限流电阻串联构成故障位置检测电路；第一光耦的受光端与处理器连接；处理器与双触点继电器的线圈控制连接；双触点继电器的常开静触点用于接地；双触点继电器的动触点和常闭触点用于与站台门指示灯DCU控制电路串联连接；第二光耦的受光端与处理器连接；第二光耦的发光端用于与站台门指示灯DCU控制电路串联连接。本发明结构简单，方便加装，在快速有效识别出安全回路故障后快速告知现场站务人员安全回路故障发生位置，有效提高既有线路站台门设备的故障检测效率以及可靠性。

Description

一种站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置和方法

技术领域

本发明涉及一种站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置和方法，属于轨道交通站台门安全回路检测领域。

背景技术

站台门安全回路又称站台门关闭锁紧回路，是由硬线串联每档滑动门和应急门各检测开关组成。当站台所有滑动门完全关闭且锁紧时，所有滑动门与应急门的检测开关接通，安全回路导通，地铁列车可以安全进站或发车，如有任何一道滑动门或应急门没完全关闭锁紧，相应的检测开关开路，安全回路断开，信号系统检测不到屏蔽门系统安全回路信号，此时，已停站的列车将无法发出，正要进出站的列车则紧急制停，需车站人员操作PSL的“互锁解除”接发列车。

目前地铁站台门设备检测开关多采用机械式行程开关组成，DCU（门控单元）通过检测开关的状态判断滑动门是否正常关闭，安全回路检测和滑动门状态检测使用的开关为同一个行程开关的两组不同触点，如果安全回路检测触点出现问题，另外一组触点可以正常工作，这个时候站台门系统无法判断是哪个滑动门故障导致的安全回路不通，系统无法给出任何故障相关的提示，这种情况下的安全回路不通就是安全回路故障。站台门安全回路故障属于整侧级故障，发生故障时司机无法通过安全回路信号来判断站台门是否正常关闭，这个时候就需要站务人员进行人工确认设备状态，确认完成后才可以由站务人员操作PSL的“互锁解除”功能让列车进出站。由于该故障发生时，无法确定所有站台门是否处于关闭状态，站务人员需要一一进行设备状态确认，整个流程耗时较长，非常容易造成列车晚点，影响客运质量。

通过对郑州地铁2号线运营三年以来的数据进行分析后发现，由于站台门故障导致列车晚点的故障里，安全回路故障占到故障总数的80%以上，安全回路故障已经严重影响了站台门系统的整体稳定性。

针对站台门系统的安全回路故障，站台门厂家在新建设线路上已经增加了安全回路故障检测功能，例如名为“一种安全回路诊断电路和屏蔽门控制系统”的中国发明专利（授权公告号为CN105067937B）以及名为“轨道交通站台门安全回路的检测电路”的中国实用新型专利（授权公告号为CN208459548U）均是通过重新布置电路连接，使得其方案能够直接定位到故障滑动门，将安全回路故障降级成为单个滑动门故障，实现安全回路故障的定位。

但是这些改进方案存在三点不足，使得在实际中实用性不高，具体为：

1、这些方案都是偏向于新建设线路，如果对既有线路设备进行改造，需要额外增加引线，方案结构复杂，改动地方过多，成本极高，基本不具备可行性；

2、这些方案只能将安全回路故障通知到后台，现场的站务人员无法在较短时间内获知故障发生位置，进而导致无法及时处理这种故障，造成列车长时间的停运延误；

3、这些方案以及现有的DCU控制无法有效检测并指示安全回路闪断故障，闪断通常是在列车进出站时由于风压的变化，导致行程开关短时间内出现非正常的断开故障，虽然该故障能够自行恢复，但该故障会造成正在行驶的列车紧急制动，对正常运营也会造成很大的影响。

正是由于现有技术存在上述不足，使得既有线路站台门设备的故障检测方案无法使现场站务人员快速处理故障，效率不高，可靠性不好。

因此如何提高既有线路站台门设备的故障检测方案的检测效率和检测可靠性是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置和方法，以解决目前既有线路站台门设备的故障检测方案的检测效率不高以及检测不够可靠的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置，该检测指示装置包括处理器、行程开关状态检测单元、站台门指示灯状态检测单元和双触点继电器；

所述行程开关状态检测单元与所述处理器连接，用于将行程开关的工作状态信息发送给所述处理器；

所述站台门指示灯状态检测单元与所述处理器连接，用于将站台门指示灯的工作状态信息发送给所述处理器；

所述处理器与所述双触点继电器的线圈连接，用于控制双触点继电器动触点工作位置；

所述双触点继电器的常开静触点用于接地；所述双触点继电器的动触点和常闭触点用于串联在站台门指示灯供电电路中；

所述站台门指示灯供电电路中还串联有DCU触点开关。

本方案的有益效果为：

现有的站台门系统安全回路在各站台门关闭时会形成电流通路，当某一行程开关出现故障时，虽然各站台门均关闭，但该行程开关并没有闭合，此时该行程开关对应的行程开关状态检测单元将生成开关断开信号，处理器在收到该开关断开信号后，进一步通过站台门指示灯状态检测单元来检测站台门指示灯是否正在指示某个DCU能够识别的故障，若此时站台门指示灯处于正常关门指示，则处理器控制双触点继电器的线圈吸合，使站台指示灯不再受DCU控制，直接接通站台门指示灯供电电路，使站台门指示灯常亮，从而实现在快速有效识别出安全回路故障后快速告知现场站务人员安全回路故障发生位置的技术效果。

同时，当某一行程开关发生闪断故障时，行程开关短时间内断开，此时该行程开关对应的行程开关状态检测单元将生成开关断开信号，处理器在收到该开关断开信号后，进一步通过站台门指示灯状态检测单元来检测站台门指示灯是否正在指示某个DCU能够识别的故障，若此时站台门指示灯处于正常关门指示，则处理器控制双触点继电器的线圈吸合，使站台指示灯不再受DCU控制，直接接通站台门指示灯供电电路，使站台门指示灯常亮，从而实现在快速有效识别出行程开关闪断故障后快速告知现场站务人员该故障发生位置的技术效果。

本方案只需要对既有线路站台门设备做简单的串接线路更改，无需对现有DCU控制作出软硬件大改，就可以使既有线路站台门设备实现安全回路故障的定位，改造方案非常简单，成本低廉。在经过郑州地铁2号线实际测试后，本发明的方案收获了非常好的结果，能够有效提高既有线路站台门设备的故障检测效率以及可靠性，最大限度地降低了安全回路故障对地铁列车运营的影响。

进一步地，所述行程开关状态检测单元包括第一光耦，所述第一光耦的受光端与所述处理器连接；所述第一光耦的发光端用于并联在一个站台门行程开关的两端。

本方案给出了一种较优的行程开关状态检测单元，当未发生安全回路故障或闪断故障时，第一光耦的受光端被短路，无信号输出，而当该行程开关出现故障时，虽然各站台门均关闭，但某个行程开关并没有闭合，此时该行程开关对应的故障位置检测电路将被导通，第一光耦的受光端也将生成开关断开信号，进而实现了对行程开关状态的检测。

进一步地，所述站台门指示灯状态检测单元包括第二光耦，所述第二光耦的受光端与所述处理器连接；所述第二光耦的发光端用于串联在所述站台门指示灯供电电路中。

本方案给出了一种较优的站台门指示灯状态检测单元，处理器在收到开关断开信号后，通过第二光耦受光端的输出信号来检测站台门指示灯是否正在指示某个DCU能够识别的故障，以此实现对站台门指示灯状态的检测。

进一步地，所述双触点继电器的动触点和常闭触点用于连接于所述站台门指示灯和所述DCU触点开关之间。

进一步地，所述处理器能够通过复位指令控制所述双触点继电器的动触点复位。

进一步地，该检测指示装置还包括三极管，所述三极管的集电极和发射极串联在所述双触点继电器的线圈的供电电路中，所述处理器与所述三极管的基极连接。

进一步地，该检测指示装置还包括温度传感器与湿度传感器，所述温度传感器与所述湿度传感器均与所述处理器连接。

本方案给出了一种处理器控制双触点继电器的线圈的连接方式。

进一步地，该检测指示装置还包括上位机，所述上位机与所述处理器通讯控制连接。

本发明还提供了一种基于上述站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置的站台门系统安全回路故障位置的检测指示方法，当双触点继电器的线圈未吸合，处理器判断是否收到站台门的开门指令；

当处理器收到开门指令时，则等待站台门的关门指令，处理器在接收到关门指令后延时第一设定时间，再判断行程开关是否处于断开状态；当处理器没有收到开门指令时，则直接判断行程开关是否处于断开状态；

当处理器确定行程开关处于断开状态，则判断站台门指示灯是否处于故障指示状态；当处理器确定站台门指示灯未处于故障指示状态，则控制双触点继电器的线圈吸合，使站台门指示灯常亮。

本方案首先通过检测双触点继电器的线圈的工作状态，以判断本方案是否已经在控制站台指示灯进行故障检测指示；然后再通过现有站台门设备控制中心发出的开门指令和关门指令，来判断站台安全门目前的工作状态，如果是开门状态，就要等站台安全门完成关门动作后再进行之后的检测判断工作；再通过行程开关状态检测单元来检测对应的行程开关在关门状态下的状态；之后再通过站台门指示灯状态检测单元来检测DCU是否正在控制台门指示灯是否正在指示出某个DCU能够识别的故障，如果此时站台门指示灯处于正常关门指示，则处理器控制双触点继电器的线圈吸合，使站台指示灯不再受DCU控制，直接接通站台门指示灯供电电路，使站台指示灯常亮。

本方案通过检测开关门指令、安全回路状态、站台门指示灯状态这三个数据，达到了在快速有效识别出安全回路故障后快速告知现场站务人员安全回路故障发生位置的技术效果。另外，基于上述检测控制原理，本方案还能检测安全回路闪断故障，并指示出发生闪断的行程开关的位置，能够有效提高既有线路站台门设备的故障检测效率以及可靠性。

附图说明

图1为一种站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置实施例的安全回路故障检测电路的连接示意图；

图2为一种站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置实施例的站台门指示灯控制电路的连接示意图；

图3为一种站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置实施例的检测指示方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本实施例的具体实施方式。

本实施例中的站台门设备由三个站台门组成，每个站台门均配备有用以检测站台门开关状态的行程开关，每个行程开关均配有一个站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置。该站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置具体包括安全回路故障检测电路和站台门指示灯控制电路。

每个站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置均配备有一个MCU，本实施例采用ST公司的STM32F103RCT6芯片作为MCU，该MCU 有CAN通讯接口，能够与上位机进行通讯，将检测指示装置的主要数据进行上传。该MCU还连接有温度传感器和湿度传感器，可以实时检测盖板内部的温湿度信息，弥补既有线路站台门设备不具备温湿度检测的功能。该MCU还有复位功能，通过外部的按键，可以控制MCU发出复位指令，使双触点继电器的动触点复位。

如图1所示为本实施例的安全回路故障检测电路连接示意图，其中S1、S2和S3分别为站台门1、站台门2和站台门3对应的行程开关，S1、S2和S3串联在+24V供电电路中构成了安全回路。本实施例以S2出现故障为例（其它行程开关对应的电路均于此相同，在图中并未画出），以说明本实施例的检测和指示原理，图中的安全回路仅标识出了行程开关、电源和地的连接情况，并未具体标出现有技术中安全回路连接的所有电气元件，实际应用中，应当按照现有的安全回路进行连接使用，该附图仅为示意性说明，不应当以此限制本发明的保护范围。本实施例的安全回路故障检测电路包括第一限流电阻R1、第一光耦O1和第二限流电阻R2，第一光耦O1的发光端与第一限流电阻R1串联构成故障位置检测电路，第一光耦O1的受光端一端接+3.3V电源，另一端通过第二限流电阻R2与MCU连接，故障位置检测电路与站台门2的行程开关S2并联连接。

下面具体说明本实施例的安全回路故障检测电路的检测原理。

正常情况下，由于S1、S2和S3同时闭合，故障位置检测电路相当于和导线并联，被短路，第一光耦O2发光端不能产生光信号。

当站台门设备完成关门操作后（从站台处看到的是三个站台门已经关闭），但安全回路中的行程开关S2并未闭合，此时列车将会收到安全门未关闭的故障指示，导致无法正常出站。此时，由于S2断开，由第一限流电阻R1和第一光耦O1发光端串联组成的故障位置检测电路将被导通，第一光耦O1发光端产生光信号，其受光端随即产生开关断开信号，并发送给MCU，至此完成安全回路故障的检测工作。

通常情况下，安全回路还会配备安全回路继电器（图中未画出），由于第一限流电阻R1的阻值远大于安全回路继电器的内阻，电压主要集中在站台门2的行程开关两端，安全回路继电器两端电压低于该继电器的保持电压，确保了安全回路故障检测电路正常工作时不会导致该继电器发生误动作。

如图2所示为本实施例的站台门指示灯控制电路的连接示意图，其中站台门指示灯L1、第三限流电阻R3和DCU触点开关S4串联在+24V供电电路中构成了站台门指示灯供电电路，该站台门指示灯通常是设置在地铁站台站台门上方位置，以指示对应站台门的当前状态。本实施例中的站台门指示灯控制电路包括双触点继电器K1、三极管Q1、第二光耦O2和第四限流电阻R4，双触点继电器K1的动触点和常闭触点连接于站台门指示灯L1和DCU触点开关S4之间，双触点继电器K1的常开静触点接地，三极管Q1的集电极和发射极串联在双触点继电器K1的线圈的+5V供电电路中，MCU与该三极管Q1的基极连接。

下面具体说明本实施例的站台门指示灯控制电路的控制原理。

为方便说明本实施例的控制原理，特设定：在站台门关门状态下，若DCU未检测出该站台门发生故障，该站台门的指示灯不亮。当然，以下控制原理还可以根据具体的站台门指示灯的指示控制而进行相应的变化。

正常情况下，站台门指示灯由DCU控制，触点开关闭合时指示灯亮，触点开关断开指示灯熄灭，DCU根据其预先设置的故障检测逻辑，在该站台门发生故障时，控制其站台门指示灯按预设程序进行发光闪烁。由于既有站台门设备无法检测出安全回路故障发生位置，因此当行程开关S2发生安全回路故障时，DCU是无法控制站台门2对应的站台门指示灯进行故障指示的。

当安全回路故障检测电路检测到行程开关断开，MCU接收到来自第一光耦O1的受光端的开关断开信号后，将会通过第二光耦来检测DCU是否在控制站台门指示灯，具体检测过程为：在收到开关断开信号后的2s时间内，当检测到任一高电平信号（即DCU控制感应信号），即表示DCU在控制L1，反之则说明DCU不在控制L1，L1为熄灭状态。MCU在判断出DCU不在控制L1后，将通过三极管Q1接通双触点继电器K1的线圈的供电电路，使该线圈通电，导通动触点与常开触点，这样将会使L1的供电电路不受DCU触点的控制，直接接地导通，使站台门指示灯常亮，此时位于地铁站的现场站务人员将会第一时间知道站台门2处发生了安全回路故障，快速前去处理。

下面具体说明本实施例的检测指示方法。

如图3所示为本实施例的检测指示方法的流程图，具体步骤如下所述。

步骤1：判断双触点继电器的线圈是否处于未吸合状态，只有处于未吸合状态，才继续进行步骤2。若该线圈处于吸合状态，说明站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置已经点亮了站台门指示灯，无需再进行控制，所述线圈处于未吸合状态是指线圈未通电。

步骤2：判断MCU是否接收到开门指令，若收到开门指令，则等待关门指令，并在接收到关门指令后延时6s，再进行步骤3；若没有收到开门指令，则直接进行步骤3。

其中开门指令和关门指令是由现有站台门设备的控制中心发出的。这一步骤能够使本实施例在不影响现有站台门的控制策略的前提下，实现增加现有站台门的安全性、可靠性。

步骤3：判断MCU是否接收到第一光耦O1的受光端生成的开关断开信号，若收到则说明其对应的行程开关处发生了安全回路故障，并进行步骤4。

步骤4：MCU在接下来的2s时间内判断是否收到来自第二光耦O2受光端发出的高电平（即DCU控制感应信号），若没有收到，则控制双触点继电器K1的线圈吸合，使站台门指示灯L1常亮。

另外，上述步骤2中还考虑了开门指令与关门指令，使本实施例中的站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置适应站台门开关门不同步的情况。

站台门开门的时候先收到开门指令，然后滑动门开门，此时该侧滑动门肯定有一个会最先动作，偏差时间比较短，但是对于检测装置而言，相当于安全回路断开，本实施例的检测指示装置接收到开门指令后，就会进入等待关门指令操作，不进行安全回路故障检测。关门时存在同样的不同步问题，有一个门肯定最后关闭，本实施例延时6秒进行检测，此时所有滑动门已经完成关门动作，这个时候如果检测到安全回路断开，那就就肯定是异常情况。

而在关门过程中发生夹人夹物情况时是，滑动门检测到这个状态会缓慢的打开一段距离后再次尝试关门，方便人员将障碍物移开，这个过程站台门指示灯会闪烁，本实施例通过检测站台门指示灯的状态，就可以防止本实施例中的双触点继电器误动作。

而当乘客直接把某个滑动门通过手动解锁把手进行强制开门，此时站台门指示灯也会闪烁，本实施例通过检测站台门指示灯的状态，就可以防止本实施例中的双触点继电器误动作。

上述检测指示方法通过检测开关门指令、安全回路状态、站台门指示灯状态这三个数据，不但能够高效可靠地检测出安全回路故障，还能快速指示出该故障发生的位置，方便现场站务人员进行紧急处理。与此同时，当某一行程开关发生闪断故障时，行程开关短时间内断开，此时该行程开关对应的行程开关状态检测单元将生成开关断开信号，处理器在收到该开关断开信号后，进一步通过站台门指示灯状态检测单元来检测站台门指示灯是否正在指示某个DCU能够识别的故障，若此时站台门指示灯处于正常关门指示，则处理器控制双触点继电器的线圈吸合，使站台指示灯不再受DCU控制，直接接通站台门指示灯供电电路，使站台门指示灯常亮，从而实现在快速有效识别出行程开关闪断故障后快速告知现场站务人员该故障发生位置的技术效果。

本实施例经过郑州地铁2号线的实际测试证明，可以使用本实施例方案对既有站台门设备进行改造，过程中仅需简单的电路串接、并接，简单方便低成本，同时本实施例的改进方案不需要现有的DCU在软件上作出任何更改，硬件改装后也不会去对其原有控制造成任何冲突，最终很好地提高了既有站台门设备应对安全回路故障的检测效率和检测可靠性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置，其特征在于，该检测指示装置包括处理器、行程开关状态检测单元、站台门指示灯状态检测单元和双触点继电器；

所述行程开关状态检测单元与所述处理器连接，用于将行程开关的工作状态信息发送给所述处理器；

所述站台门指示灯状态检测单元与所述处理器连接，用于将站台门指示灯的工作状态信息发送给所述处理器；

所述处理器与所述双触点继电器的线圈连接，用于控制双触点继电器动触点工作位置；

所述双触点继电器的常开静触点用于接地；所述双触点继电器的动触点和常闭触点用于串联在站台门指示灯供电电路中；

所述站台门指示灯供电电路中还串联有DCU触点开关。

2.根据权利要求1所述的站台门系统安全回路故障位置检测指示装置，其特征在于，所述行程开关状态检测单元包括第一光耦，所述第一光耦的受光端与所述处理器连接；所述第一光耦的发光端用于并联在一个站台门行程开关的两端。

3.根据权利要求2所述的站台门系统安全回路故障位置检测指示装置，其特征在于，所述站台门指示灯状态检测单元包括第二光耦，所述第二光耦的受光端与所述处理器连接；所述第二光耦的发光端用于串联在所述站台门指示灯供电电路中。

4.根据权利要求3所述的站台门系统安全回路故障位置检测指示装置，其特征在于，所述双触点继电器的动触点和常闭触点用于连接于所述站台门指示灯和所述DCU触点开关之间。

5.根据权利要求1所述的站台门系统安全回路故障位置检测指示装置，其特征在于，所述处理器能够通过复位指令控制所述双触点继电器的动触点复位。

6.根据权利要求1-5任一所述的站台门系统安全回路故障位置检测指示装置，其特征在于，该检测指示装置还包括三极管，所述三极管的集电极和发射极串联在所述双触点继电器的线圈的供电电路中，所述处理器与所述三极管的基极连接。

7.根据权利要求6所述的站台门系统安全回路故障位置检测指示装置，其特征在于，该检测指示装置还包括温度传感器与湿度传感器，所述温度传感器与所述湿度传感器均与所述处理器连接。

8.根据权利要求7所述的站台门系统安全回路故障位置检测指示装置，其特征在于，该检测指示装置还包括上位机，所述上位机与所述处理器通讯控制连接。

9.一种基于权利要求1-8任一所述站台门系统安全回路故障位置的检测指示装置的站台门系统安全回路故障位置的检测指示方法，其特征在于，当双触点继电器的线圈未吸合，处理器判断是否收到站台门的开门指令；

当处理器收到开门指令时，则等待站台门的关门指令，处理器在接收到关门指令后延时第一设定时间，再判断行程开关是否处于断开状态；当处理器没有收到开门指令时，则直接判断行程开关是否处于断开状态；

当处理器确定行程开关处于断开状态，则判断站台门指示灯是否处于故障指示状态；当处理器确定站台门指示灯未处于故障指示状态，则控制双触点继电器的线圈吸合，使站台门指示灯常亮。