CN110466535B - 一种智轨列车车门与站台安全门联动的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智轨列车车门与站台安全门联动的系统及方法。所述系统包括：车载设备和地面设备；所述车载设备至少包括车载控制单元、车门开关装置、车载红外通信装置、车载紧急站台门开关装置、车载显示器；所述地面设备至少包括地面红外通信装置、安全门控制器、智轨列车控制中心。本发明能够简化车门与站台安全门的联动方案，成本低、易实施，有效防止站台安全门的误动作，提高智轨智能化水平。

Description

一种智轨列车车门与站台安全门联动的系统和方法

技术领域

本发明涉及城市公共交通管理与控制领域，尤其涉及智轨列车车门与站台安全门联动的系统和方法。

背景技术

随着城市交通拥堵问题日益突出，多种公共交通解决方案被提出，包括地铁、BRT、轻轨、智轨等。其中以智轨列车为核心运载工具的智能轨道快运系统具有建设周期短、基础设施投资小、城市适应性高、综合运力强等优势特点，具有较好的应用前景。

站台安全门实现了车站站台公共区域与行车线路区域的隔离，可以保证乘客乘车安全。当列车到站停车并且停靠位置在允许误差范围内时，站台安全门可以接收车载系统的命令实现车门与站台门的联动。针对路面公共交通(智轨、有轨、BRT等)，目前多采用LTE、WiFi、RFID等通信方式实现车载系统与站台安全门的通信，通过在通信协议中约定编组、开/关门等命令内容，来实现车门与站台安全门的联动。此类方式采用的无线通信技术覆盖范围相对较大，存在易受到无线电干扰的风险。另外，当车地通信中断、车载系统异常无法发出控门命令时，往往需要站务人员通过人工操作的方式，打开或关闭站台安全门(以下又称站台门或站台安全门)，增加了站务人员的工作量，智能化程度有待提高。

现有技术中还存在一些其他的车门与站台安全门联动的解决方案，但是这些方案均未充分考虑到智轨列车运营特点，同时工程实施量较大，接口调试复杂。此外，现有技术中，在出现车辆停靠站台时站台安全门与车门并未对准或两者相对位置超出允许误差范围的情况下，若驾驶员此时进行站台门和车门的开关门联动操作，还会产生安全隐患。

因此，亟需一种低成本、易实施、安全性高的智轨列车车门与站台安全门联动方案。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明基于智轨列车的特点，提出了一种低成本高可靠性易实施的智轨列车车门与站台安全门联动的系统和方法。

本发明提供了一种智轨列车车门与站台安全门联动的系统，所述系统包括：

车载设备和地面设备；

所述车载设备至少包括车载控制单元、车门开关装置、车载红外通信装置；

所述地面设备至少包括地面红外通信装置、安全门控制器、智轨列车控制中心；

所述车门开关装置，用于司机操纵车门开关；

所述车载控制单元，通过所述车门开关装置获取列车车门开关信息，并根据该列车车门开关信息通过所述车载红外通信装置以及地面红外通信装置向所述安全门控制中心提供站台安全门开关命令；

所述车载红外通信装置，设置在车头、车尾对应的安全门处以识别车辆编组，所述车载控制单元通过所述车载红外通信装置将站台安全门开关命令发送至所述安全门控制器；

所述地面红外通信装置，用于与所述车载红外通信装置进行红外通信，实现所述车载控制单元与所述安全门控制器的可靠通信；

所述安全门控制器，与所述车载控制单元以及所述智轨列车控制中心进行通信，根据所述车载控制单元的站台安全门开关命令控制站台安全门的开关，并将站台安全门的状态、检测到的车辆信息实时上传至所述智轨列车控制中心；

所述智轨列车控制中心，用于所述智轨列车的调度管理以及设备集中监控。

在一个实施例中，所述车载控制单元存储有运营线路的线路数据库，所述车载控制单元通过卫星定位设备获取车辆位置信息，通过速度传感器获取车辆速度信息，并通过对比线路数据库得到车辆在线路上的位置信息。

在一个实施例中，所述安全判断包括：

所述车载控制单元根据所述位置信息判断列车是否进入车站范围以及列车是否完全停下；以及

所述车载控制单元根据所述车载红外通信装置与所述地面红外通信装置之间是否建立了通信连接，来判断列车停车时的车门位置与站台安全门的相对位置是否处于允许误差范围内。

在一个实施例中，所述车载控制单元仅在列车进入车站范围且列车完全停下、且列车停车时的车门位置与站台安全门的相对位置处于允许误差范围内时，才通过所述车载显示器向驾驶员提示可以进行站台安全门开关门操作，并根据所述列车车门开关信息向所述安全门控制器发送站台安全门开关命令。

在一个实施例中，当列车出现个别车门故障的情况，所述车载控制单元向所述安全门控制器发出相关信息，所述相关信息与需要隔离的站台门编号相关联。

在一个实施例中，所述车载设备还包括车载紧急站台门开关装置，用于实现在紧急情况下，通过所述车载红外通信装置向所述安全门控制器发送站台安全门的控制命令。

在一个实施例中，所述车载红外通信装置可通过硬件电路实现所述车载紧急站台门开关装置命令的发送。

在一个实施例中，所述车载设备还包括车载显示器，用于实现人机交互，向驾驶员提供站台安全门打开或关闭信息。

在一个实施例中，所述地面红外通信装置根据车辆编组情况设置在车头、车尾对应的站台安全门处，并向所述安全控制器提供车辆编组信息。

在一个实施例中，所述安全门控制器根据地面红外通信装置给出的信息，判断得出当前车辆的编组，并控制对应数量的站台安全门动作。

在一个实施例中，当所述车载控制单元与所述安全门控制器通信时，车头和车尾两端的所述车载红外通信装置同时工作，互做冗余。

在一个实施例中，所述智轨列车控制中心根据所述安全门控制器发送的车辆检测信息作为车辆的辅助定位手段。

在一个实施例中，所述红外通信采用自定义的编码方式，有效防止外部干扰。

在一个实施例中，所述车载控制单元与所述安全门控制器的通信、所述车载紧急站台门开关装置与所述安全门控制器的通信采用不同的编码方式。

在一个实施例中，所述车载红外通信装置与所述地面红外通信装置均具有自检测功能，为保证通信的可靠性，所述车载红外通信装置与所述地面红外通信装置均设置有双路收发模块。

本发明还提供了一种智轨列车车门与站台安全门联动的方法，所述方法包括：

提供车载红外通信装置和地面红外通信装置，用于所述车载控制单元与所述安全门控制器之间的可靠通信；

判断列车的停车位置是否进入车站范围、列车是否完全停下以及列车停车时车门与站台安全门之间的相对位置是否处在允许的误差范围内，若列车进入车站范围且列车完全停下且列车停车时车门与站台安全门之间的相对位置处在允许的误差范围内，则车载控制单元在屏幕上显示安全门可以控制的指示信息，并根据所述列车车门开关信息向安全门控制器发送站台安全门开关命令；若否，则车载显示器的屏幕上不显示站台安全门可控制的提示信息，并可给出向安全门发送命令失败的信息；

所述安全门控制器根据接收到的命令以及检测出的车辆编组信息，控制对应数量的安全门打开。

在一个实施例中，所述方法还包括：

判断发车时间是否到或是否无人上下车，若是，则车载控制单元向所述安全门控制器发送站台安全门关闭命令；

所述安全门控制器根据接收到的命令以及检测出的车辆编组信息，控制对应数量的安全门关闭。

在一个实施例中，所述方法还包括：

所述地面红外通信装置根据车辆编组情况设置在车头、车尾对应的安全门处，以提供车辆编组信息。

在一个实施例中，所述方法还包括：

提供车载紧急站台门开关装置，用于实现在紧急情况下，通过所述车载红外通信装置向所述安全门控制器发送站台安全门的控制命令。

本发明能够简化车门与站台安全门的联动方案，成本低、易实施，有效防止站台安全门的误动作，提高智轨智能化水平。

附图说明

本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1示出根据本发明一实施例的智轨列车车门与站台安全门联动的系统。

图2A示出根据本发明一实施例的车门与站台安全门的联动开门逻辑。

图2B示出根据本发明一实施例的车门与站台安全门的联动关门逻辑。

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

本发明提出了一种智轨列车车门与站台安全门联动的系统和方法，利用短程红外通信技术实现车载系统与站台安全门的通信，并给司机提供了紧急操作装置，保证在异常情况下，司机仍可实现车门与站台安全门的联动。本发明同时支持不同车辆编组，能够根据不同车辆编组实现对应数量站台安全门的联动。

图1示出根据本发明一实施例的智轨列车车门与站台安全门联动的系统。

如图1所示，车载设备包括车载控制单元1、车载显示器2、车门开关装置3、车载紧急站台门开关装置4、车载红外通信装置5。地面设备包括地面红外通信装置6、安全门控制器7、智轨列车控制中心8。

车载控制单元1，用于辅助智轨列车运行，可提供站台安全门打开/关闭命令。车载控制单元1通过显示器2实现人机交互；通过车门开关装置3获取列车车门开关信息；根据该列车车门开关信息并进行安全判断后，通过车载红外通信装置4以及地面红外通信装置5向所述安全门控制器7提供站台安全门开关命令。

车载控制单元1存储有运营线路的线路数据库，线路数据库中包含有站台、路口等关键线路点的坐标。车载控制单元1通过卫星定位设备获取车辆坐标，通过速度传感器获取车辆速度信息，并通过对比线路数据库得到车辆在线路上的位置信息。

车载控制单元1的安全判断包括根据该位置信息，判断车辆是否进入车站范围内以及车辆是否完全停下。

该安全判断还包括根据车载红外通信装置与地面红外通信装置之间是否建立了通信连接，来判断列车停车时车门与站台安全门之间的相对位置是否处在允许的误差范围内。之所以能进行这样的判断，是因为红外通信只有在特定角度(特定距离)范围内才能够实现通信，因此，倘若车载红外通信装置与地面红外通信装置之间能够进行通信了，就说明列车的停车位置的误差是处于允许误差范围内的。

所述车载控制单元1仅在列车进入车站范围且列车完全停下、且列车停车时的车门位置与站台安全门的相对位置处于允许误差范围内时，才通过所述车载显示器向驾驶员提示可以进行安全门开关门操作，并根据所述列车车门开关信息向所述安全门控制器发送站台安全门开关命令。若否，则车载控制单元1无法发送命令至安全门控制器7，且会在车载显示器2在屏幕上显示向安全门发送命令失败的信息。

此外，当车辆出现个别车门故障的情况，车载控制单元1会向安全门控制器7发出相关信息。例如，车载控制单元1可以将需要隔离的站台门编号通过红外通信装置发送至安全门控制器7，以实现对应安全门的隔离。

车载显示器2，用于实现人机交互，向驾驶员提供站台安全门打开/关闭信息。车载显示器根据车载控制单元1的上述安全判断，在显示屏上提示驾驶员能否对安全门进行开关操作。例如，只有在车辆进入车站范围且完全停下、并停在允许的误差范围内，此时，车载显示器2才会提示驾驶员能够进行安全门的打开或关闭操作。

车门开关装置3，用于驾驶员操纵列车车门的打开/关闭。在一个实施例中，驾驶员在车载显示屏上收到安全门可以控制的提示后操控车门开关装置以发出列车车门开关信息(在此示例中为车门开门信息)，车载控制单元1根据该列车车门开关信息，通过车载红外通信装置以及地面红外通信装置，向安全门控制器7发送安全门打开命令，实现车门和安全门的安全联动开门。

车载紧急站台门开关装置4，用于实现在紧急情况下，司机对站台安全门的控制。当车载设备异常时，只要车辆停车位置在站台允许的误差范围内，就可以通过车载紧急站台门开关装置4向安全门控制器7发送控门命令。

车载红外通信装置5，用于接收车载控制单元1、紧急站台门开关装置4给出的命令并发送到地面红外通信装置6，并由地面红外通信装置6将命令发送至站台安全门控制器7，实现车载控制单元1与站台安全门控制器7的可靠通信。在一个实施例中，车载红外通信装置5可设置在车头、车尾对应的安全门处，当车载控制单元与安全门控制器通信时，两端的车载红外通信装置同时工作，可以互做冗余。

地面红外通信装置6，和车载红外通信装置5配合，实现车载控制单元与站台安全门控制器的可靠通信。地面红外通信装置6根据车辆编组情况设置在车头、车尾对应的安全门处，用以适应不同车辆编组的情况。安全门控制器7通过地面红外通信装置给出的信息，判断得出当前车辆的编组，并控制对应数量的站台安全门动作。

安全门控制器7，用于实现站台安全门的控制，可与车载控制单元1、智轨列车控制中心8进行通信。在一个实施例中，安全门控制器7还将站台安全门的状态、检测到的车辆信息实时上传至智轨列车控制中心8。在又一实施例中，安全门控制器7通过地面红外通信装置6给出的信息，判断得出当前车辆的编组，并控制对应数量的站台安全门动作。

智轨列车控制中心8，用于智轨列车的调度管理、设备的集中监控。在一个实施例中，智轨列车控制中心8可以根据站台安全门发送的车辆检测信息作为车辆的辅助定位手段。

在一个实施例中，红外通信采用自定义的编码方式，有效防止外部干扰。

在一个实施例中，车载控制单元与安全门控制器的通信、车载紧急站台门开关装置与安全门控制器的通信采用不同的编码方式。

在一个实施例中，车载红外通信装置可通过硬件电路实现车载紧急站台门开关装置命令的发送。

在一个实施例中，车载红外通信装置与地面红外通信装置均具有自检测功能。为保证通信的可靠性，车载红外通信装置与地面红外通信装置均设置有双路收发模块。

在一个实施例中，卫星定位设备可以采用速度传感器代替。

本发明的智轨列车的车载控制单元1与站台安全门控制器7之间的通信采用车载红外通信装置5和地面红外通信装置6的红外通信实现，实现了列车停车时车门与站台门的相对位置只有在允许误差范围内时才能联动开门或闭门，有效防止司机在车辆停车对位异常情况下打开安全门的情况出现。实现这一技术效果的原理是：由于红外通信只有在特定角度或距离范围内才能够实现通信，这就使得只有当列车的停车位置在允许误差范围时，地面红外通信装置还能接收到来自车载红外通信装置的信息，也就是说，如果列车的停车位置不在车载红外通信装置5和地面红外通信装置6的通信距离范围内(即，列车停车时的车门与站台安全门之间的相对位置误差较大，超出了允许误差范围)，则地面的安全门控制器接收不到安全门开启命令，从而不会开门，因此保证了车门与站台门之间只有在允许误差范围内时才能联动开门或闭门，实现了车门和站台门之间的安全联动，有效防止司机在车辆停车对位异常情况下打开安全门的情况出现。

以下是对本发明的智轨列车车门与站台安全门联动系统的进一步说明。

1：车载控制单元通过卫星定位设备获取车辆坐标，通过速度传感器获取车辆速度信息，并通过对比线路数据库得到车辆在线路上的位置信息。只有当车辆进入车站范围内，并且车速为0，此时司机操作车门开关装置，车载控制单元才向安全门控制器发送开关门命令。

2：车载红外通信装置设置在车头、车尾两端，当车载控制单元与安全门控制器通信时，两端的车载红外通信装置同时工作，可以互做冗余。

3：将车辆的停车位置控制在一允许的范围内。

由于红外通信只有在特定角度范围内才能够实现通信，这就要求车辆在站台停车时的停车位置在允许的范围内，否则车载控制单元无法发送命令至安全门控制器，防止司机在车辆停车对位异常情况下打开安全门的情况出现。

4：地面红外通信装置根据车辆编组情况设置在车头、车尾对应的安全门处，用以适应不同车辆编组的情况。安全门控制器通过地面红外通信装置给出的信息，判断得出当前车辆的编组，并控制对应数量的站台安全门动作。

5：设置紧急站台门开关装置，当车载设备异常时，只要车辆停车位置在站台允许的误差范围内，就可以通过该装置向安全门控制器发送控门命令。

6：当车辆出现个别车门故障的情况，车载控制单元向安全门控制器发出相关信息。例如，车载控制单元可以将需要隔离的站台门编号通过红外通信装置发送至安全门控制器，以实现对应安全门的隔离。

7：安全门控制器将站台安全门的状态、检测到的车辆信息实时上传至智轨列车控制中心。

图2A示出根据本发明一实施例的车门与站台安全门的联动开门逻辑。

步骤201：当车辆进入车站范围内，并且车速为0时，司机可操作车门开关装置进行开关门操作。

步骤202：判断停车位置是否在允许误差的范围内？如果在允许误差范围内，则执行步骤203。如果未在允许误差范围内，则执行步骤204。

步骤203：车载控制单元向安全门控制器发送控制命令。

步骤204：车载显示器在屏幕上显示“向安全门发送命令失败”的信息。

步骤205：安全门控制器根据接收到的命令以及检测出的车辆编组信息，控制对应数量的安全门打开。

图2B示出根据本发明一实施例的车门与站台安全门的联动关门逻辑。

步骤206：司机观察上下客情况。

步骤207：判断发车时间是否到或是否有上下客，若发车时间到或者无人上下客，则执行步骤208。若发车时间未到或者有上下客，则执行步骤206。

步骤208：车载控制器单元向安全门控制器发送控制命令。

步骤209：安全门控制器根据接收到的命令以及检测出的车辆编组信息，控制对应数量的安全门关闭。

这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种智轨列车车门与站台安全门联动的系统，所述系统包括：

车载设备和地面设备；

所述车载设备至少包括车载控制单元、车门开关装置、车载红外通信装置；

所述地面设备至少包括地面红外通信装置、安全门控制器、智轨列车控制中心；

所述车门开关装置，用于司机操纵车门开关；

所述车载控制单元，通过所述车门开关装置获取列车车门开关信息，并根据该列车车门开关信息并进行安全判断后，通过所述车载红外通信装置以及地面红外通信装置向所述安全门控制器提供站台安全门开关命令；

所述车载红外通信装置，设置在车头、车尾对应的安全门处以识别车辆编组，所述车载控制单元通过所述车载红外通信装置将站台安全门开关命令发送至所述安全门控制器；

所述地面红外通信装置，用于与所述车载红外通信装置进行红外通信，实现所述车载控制单元与所述安全门控制器的可靠通信；

所述安全门控制器，与所述车载控制单元以及所述智轨列车控制中心进行通信，根据所述车载控制单元的站台安全门开关命令控制站台安全门的开关，并将站台安全门的状态、检测到的车辆信息实时上传至所述智轨列车控制中心；

所述智轨列车控制中心，用于所述智轨列车的调度管理以及设备集中监控；

其中，所述车载设备还包括车载紧急站台门开关装置，用于实现在紧急情况下，通过所述车载红外通信装置向所述安全门控制器发送站台安全门的控制命令，所述车载红外通信装置通过硬件电路实现所述车载紧急站台门开关装置命令的发送。

2.如权利要求1所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，所述车载控制单元存储有运营线路的线路数据库，所述车载控制单元通过卫星定位设备获取车辆位置信息，通过速度传感器获取车辆速度信息，并通过对比线路数据库得到车辆在线路上的位置信息。

3.如权利要求2所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，所述安全判断包括：

所述车载控制单元根据所述位置信息判断列车是否进入车站范围以及列车是否完全停下；以及

所述车载控制单元根据所述车载红外通信装置与所述地面红外通信装置之间是否建立了通信连接，来判断列车停车时的车门位置与站台安全门的相对位置是否处于允许误差范围内。

4.如权利要求3所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，所述车载控制单元仅在列车进入车站范围且列车完全停下、且列车停车时的车门位置与站台安全门的相对位置处于允许误差范围内时，才通过车载显示器向驾驶员提示可以进行安全门开关门操作，并根据所述列车车门开关信息向所述安全门控制器发送站台安全门开关命令。

5.如权利要求1所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，当列车出现个别车门故障的情况，所述车载控制单元向所述安全门控制器发出相关信息，所述相关信息与需要隔离的站台安全门编号相关联。

6.如权利要求1所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，所述地面红外通信装置根据车辆编组情况设置在车头、车尾对应的站台安全门处，并向所述安全门控制器提供车辆编组信息。

7.如权利要求6所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，所述安全门控制器根据地面红外通信装置给出的信息，判断得出当前车辆的编组，并控制对应数量的站台安全门动作。

8.如权利要求1所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，当所述车载控制单元与所述安全门控制器通信时，车头和车尾两端的所述车载红外通信装置同时工作，互做冗余。

9.如权利要求1所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，所述智轨列车控制中心根据所述安全门控制器发送的车辆检测信息作为车辆的辅助定位手段。

10.如权利要求1所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，所述红外通信采用自定义的编码方式，有效防止外部干扰。

11.如权利要求1所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，所述车载控制单元与所述安全门控制器的通信、所述车载紧急站台门开关装置与所述安全门控制器的通信采用不同的编码方式。

12.如权利要求1所述的智轨列车车门与站台安全门联动的系统，其特征在于，所述车载红外通信装置与所述地面红外通信装置均具有自检测功能，为保证通信的可靠性，所述车载红外通信装置与所述地面红外通信装置均设置有双路收发模块。

13.一种智轨列车车门与站台安全门联动的方法，所述方法包括：

提供车载红外通信装置和地面红外通信装置，用于车载控制单元与安全门控制器之间的可靠通信；

进行安全判断，所述判断包括判断列车的停车位置是否进入车站范围、列车是否完全停下以及列车停车时车门与站台安全门之间的相对位置是否处在允许的误差范围内，若列车进入车站范围且列车完全停下且列车停车时车门与站台安全门之间的相对位置处在允许的误差范围内，则车载控制单元在屏幕上显示站台安全门可以控制的指示信息，并根据列车车门开关信息向安全门控制器发送站台安全门开关命令；若否，则车载显示器的屏幕上不显示站台安全门可控制的提示信息，并可给出向安全门发送命令失败的信息；

所述安全门控制器根据接收到的命令以及检测出的车辆编组信息，控制对应数量的安全门；

所述方法还包括：

提供车载紧急站台门开关装置，用于实现在紧急情况下，通过所述车载红外通信装置向所述安全门控制器发送站台安全门的控制命令，所述车载红外通信装置通过硬件电路实现所述车载紧急站台门开关装置命令的发送。

14.如权利要求13所述的智轨列车车门与站台安全门联动的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断发车时间是否到或是否无人上下车，若是，则车载控制单元向所述安全门控制器发送站台安全门关闭命令；

所述安全门控制器根据接收到的命令以及检测出的车辆编组信息，控制对应数量的安全门关闭。

15.如权利要求14所述的智轨列车车门与站台安全门联动的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述地面红外通信装置根据车辆编组情况设置在车头、车尾对应的安全门处，以提供车辆编组信息。

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