CN112896195B - 一种一体化机柜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种一体化机柜,适用于快运站台,所述快运站台包括多个站台机电设备,所述一体化机柜包括:柜体,所述柜体内设置有:通信设备、站台机电设备控制器、供配电接口以及后备电源,所述通信设备用于满足所述快运站台的通信需求,所述站台机电设备控制器用于控制对应的站台机电设备,所述供配电接口用于为所述通信设备、所述站台机电设备、所述站台机电设备控制器以及所述快运站台的照明设备供电,所述后备电源用于在市电断电时为所述供配电接口供电。

Description

一种一体化机柜
技术领域
本发明涉及公共交通领域,尤其涉及一种快运站台的一体化机柜。
背景技术
机柜是电气设备中不可或缺的组成部分,是电气控制设备的载体。可以对存放设备起到防水、防尘、防电磁干扰等防护作用。传统的快运站台设置有配电机柜、通信信号机柜以及站台门机柜。
传统的站台配电机柜用于为快运站台的所有用电设备供电。由市电380V取电,转换为220V交流电,并且给站台通信信号机柜、站台门机柜以及站台照明灯等设备供电。
站台通信信号机柜主要布置有视频监控、PIS(Passenger Information System,乘客信息系统)、广播等有线传输设备的通信接口以及该些有线传输设备的控制控制器(站台交换机、PIS控制器、数字功放、广播控制器等),由站台配电机柜取电220v,供以上设备用电,并通过站台交换机与各系统交换机以及控制中心交换机进行数据交互,实现控制监控功能。
站台门机柜主要布置有控制站台门的站台门控制器,由站台配电机柜取电220v,经过直流模块将交流电转换为直流电为站台门控制器及站台门驱动设备等供电。
对于快运站台而言,上述三个机柜必不可少,然而机柜多会导致发生故障时排查故障较为繁琐,同时站台设备不够精简,使用率低,且需要特别设置机房放置该些机柜。
为解决上述问题,本发明旨在提供一种一体化机柜,以将传统的智轨站台配电柜、通信信号机柜、站台门机柜集成为一个机柜。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览,并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的一方面,提供了一种一体化机柜,适用于快运站台,所述快运站台包括多个站台机电设备,所述一体化机柜包括:柜体,所述柜体内设置有:通信设备、站台机电设备控制器、供配电接口以及后备电源,所述通信设备用于满足所述快运站台的通信需求,所述站台机电设备控制器用于控制对应的站台机电设备,所述供配电接口用于为所述通信设备、所述站台机电设备、所述站台机电设备控制器以及所述快运站台的照明设备供电,所述后备电源用于在市电断电时为所述供配电接口供电。
更进一步地,所述供配电接口包括直流供配电接口和交流供配电接口。
更进一步地,所述柜体内设置有:
降压模块,用于将引入的市电转换为标准交流电以向所述交流供配电接口供电;以及
电源转换模块,用于将降压模块输出的标准交流电转换为直流电以向所述直流供配电接口供电。
更进一步地,所述电源转换模块包括滤波单元、逆变单元以及切换单元,所述标准交流电经过所述滤波单元滤波以及所述逆变单元逆变后经过所述切换单元的第一支路输出标准直流电,所述后备电源包括充电器、蓄电池以及稳压单元,所述充电器的输入端与所述滤波单元的输出端耦接,所述充电器的输出端与所述蓄电池耦接以为所述蓄电池充电,所述蓄电池的输出端与所述稳压单元耦接,所述稳压单元与所述切换单元的第二支路耦接,所述蓄电池经过所述稳压单元稳压后经过所述切换单元的第二支路输出标准直流电以向所述直流供配电接口供电,
响应于所述滤波单元的输入交流电正常,所述切换单元的第一支路导通且第二支路断开,所述充电器向所述蓄电池充电;
响应于所述滤波单元的输入交流电异常,所述切换单元的第一支路断开且第二支路闭合。
更进一步地,所述站台机电设备包括站台信息交互设备与站台门,所述直流供配电接口为所述站台信息交互设备、所述站台门、所述站台机电设备控制器以及所述通信设备供电以减小所述后备电源所需的蓄电池容量。
更进一步地,所述站台机电设备包括闸机,所述交流供配电接口为所述闸机与所述照明设备供电。
更进一步地,所述交流供配电接口的每条接入线路上设置有空气开关。
更进一步地,所述通信设备包括站台交换机、服务器以及光电转换器,所述站台机电设备控制器至少包括数字功放器以及广播接口控制器。
更进一步地,所述通信设备的通信接口包括千兆电口、万兆光口以及与各个通信设备的通信协议对应的其它通信接口。
更进一步地,所述柜体内设置有预先冲孔的板条以便于安装及固定。
更进一步地,所述柜体内设置有用于放置所述通信设备以及所述站台机电设备控制器的托盘,所述托盘通过对应的滑动轨挂接在所述板条上。
更进一步地,所述柜体内设置有监控装置,所述监控装置监控所述供配电接口以及所述后备电源的输入和输出信号。
更进一步地,所述柜体外设置有散热空调以为所述柜体内部设置的设备散热。
本发明通过将原有三个机柜内的通信设备、站台机电设备控制器以及供电设施等设备配置于一个机柜,方便站台设备安装与调试维护;与传统三个机柜相比,一体化机柜将全部供电回路、电池状态进行监控,并为除站台照明外的设备提供后备电源,保证站台相关系统断电后正常工作一段时间,从而提高了站台响应系统的应急能力;机柜设计按照IP65的防护标准进行设计,同时配置工业空调,满足室外机柜的布置要求,节约设备房成本。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后,更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。
图1是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的柜体的结构示意图;
图2是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的电源转换模块和后备电源的模块示意图;
图3是根据本发明的一个方面提供的一具体实施例中的安装角轨的示意图;
图4是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的一体化机柜的侧视图。
为清楚起见,以下给出附图标记的简要说明:
101 柜体
102、103 柜箱
104 站台交换机
105 服务器
106 光电转换器
107 数字功放器
108 广播接口控制器
109 站台门控制器
110 闸机交换机
111 通讯PDU
112 电源模块
113 供电电源适配器
114 供电交换机
115 直流供配电接口
116 交流供配电接口
117 电源转换模块
1171 滤波单元
1172 逆变单元
1173 切换开关
118 后备电源
1181充电器
1182 蓄电池
1183 稳压单元
120 监控装置
121 防雷装置
301 安装角轨
302 托盘
303 板条
122 后柜门或后柜板
123 散热空调
具体实施方式
给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的,并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此,本发明并不限于本文中给出的实施例,而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。
在以下详细描述中,阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而,对于本领域技术人员显而易见的是,本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之,公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示,以避免模糊本发明。
请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献,且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明,否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此,除非另有明确说明,否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。
注意,在使用到的情况下,标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的,而并不暗示任何具体的固定方向。事实上,它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
注意,在使用到的情况下,进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头,该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意,以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的,而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
快运站台是适用于公共轨道交通车辆或公共无轨交通车辆上、下客人的站台,一般需要实现与客人之间的信息交互、站台范围内的照明、站台门和闸机的开启和关闭的控制以及与车辆及调度中心之间的交互等功能。
根据本发明的一个方面,提供一种一体化机柜,适用于快运站台以实现快运站台的基本需求。
在一实施例中,如图1所示,一体化机柜包括柜体101,该柜体101被分为两个中空的柜箱102和103,该两个柜箱102和103用于安装快运站台所需的控制和传输的设备,为内部设备和外部相关设备提供配电设施,以及为内部设备和内部设备之间、内部设备和外部设备之间提供通信接口等等。
控制和传输的设备主要包括通信设备、站台机电设备控制器等等。通信设备可包括站台交换机104、服务器105以及光电转换器106。站点机电设备可包括信息交互设备、站台门以及闸机等。信息交互设备可包括PIS、广播、监控以及其它用于与乘客交互的设备等等。站台机电设备控制器可包括一般设置在站台机电设备外部的控制器,比如数字功放器107、广播接口控制器108、站台门控制器109以及闸机交换机110等等。
柜体101内设置的通信设备还可包括常设的通讯PDU(Power Distribution Unit,电源分配单元)111、服务器105的电源模块112、供电电源适配器113以及供电交换机114等。
多个站台机电设备控制器分别与对应的站台机电设备耦接以用于控制对应的站台机电设备,比如,数字功放器107用于控制快运站台的广播设备播放相应的音频;服务器105与站台机电设备控制器以及站台交换机104耦接,作为防火墙和网关以支持所述站台机电设备控制器与所述站台交换机间的数据交互;站台交换机104为站台机电设备控制器与对应的站台机电设备的连接中枢,用于为站台机电设备控制器与对应的站台机电设备提供数据传输和信息交互的信号通路,同时站台交换机还可实现与其他交换机或调度中心交换机的数据交互。
柜体101内的配电设施可包括降压模块、电源转换模块、后备电源以及供配电接口等等。
供配电接口为直接为该些通信设备、站台机电设备、站台机电设备控制器以及快运站台内的照明设备供电。
供配电接口可包括直流供配电接口115以及交流供配电接口116。
具体地,可从柜体101外部引入380V市电进入柜体101,经过柜体101内的降压模块(未示出)转换成低压交流电(一般为标准交流电即220V、50Hz),转换后的标准交流电经分流构成对应的多个交流供配电接口116。该交流供配电接口116可以是空气开关的输出端,即分流后的标准交流电经过空气开关后构成交流供配电接口,从而防止供电回路的电流过大,对可能发生的短路、严重过载以及欠压等问题进行防护。
转换后的标准交流电可经过电源转换模块117转换成直流电,经过电源转换模块117转换后的直流电经过分流后输出至各个直流供配电接口115。对应地,该直流供配电接口115可以是空气开关的输出端,即分流后的标准交流电经过空气开关后构成直流供配电接口。
较优地,该些通信设备、站台机电设备以及站台机电设备控制器等尽可能采用直流供配电接口供电。常见的,快运站台配置的站台信息交互设备比如广播系统、PIS显示屏及监控摄像头等设备均可通过交流电或直流电供电,因此可直接为该些站台信息交互设备、该些信息交互设备控制器以及通信设备配置直流供配电接口。站台门及其控制器也可通过直流供配电接口来供电。
目前,常见的闸机需要通过交流电来供电,因此,可为闸机配置交流供配电接口。
可以理解,具体的直流供配电接口115和交流供配电接口116的数量可基于需要使用直流供配电接口和交流供配电接口的设备的数量来确定。较优地,还可在具体的直流供配电接口和交流供配电接口的需求数量的基础上设置一定数目的预留供配电接口以便于后续增加的设备使用。
进一步地,如图2所示,电源转换模块117可包括滤波单元1171、逆变单元1172以及切换开关1173。标准交流电作为电源转换模块117的输入信号,经过滤波单元1172滤波、逆变单元1173转换为直流电后经过切换开关1172的第一支路输出一直流信号。进一步地,为满足直流供配电接口的不同直流电压需求,逆变单元1172和切换开关1173之间还可设置有稳压单元(未示出)以将逆变单元1172输出的直流电压稳压成所需的直流电压后输出。
对应地,如图2所示,后备电源118设置于电源转换模块117的周边位置以便于与电源转换模块117的连接。后备电源118可包括充电器1181、蓄电池1182以及稳压单元1183。滤波电源1171的输出端与充电器1181的输出端耦接,充电器1181的输出端与蓄电池1182的输入端耦接,蓄电池1182的输出端与稳压单元1183的输入端耦接,稳压单元1182的输出端与切换开关1173的第二支路耦接。可以理解,输入端与输出端是基于具体的电流流向来确定的,并不用于说明各个单元的端子的数量及其分属关系。
则标准交流电经过滤波单元1171后可通过充电器1181转换为适合蓄电池1182的直流电压为该蓄电池1182充电。蓄电池1182的输出电压可经过稳压单元1183转换为所需的直流电压信号经过切换开关1173的第二支路输出。
可以理解,当市电供电正常即电源转换模块117的输入信号正常时,切换开关1173的第一支路导通,第二支路断开,则电源转换模块117为直流供配电接口供电,同时,充电器1181为蓄电池1182充电。当市电供电异常即电源转换模块117的输入信号异常时,切换开关1173的第一支路断开,第二支路导通,则后备电源118为直流供配电接口供电,从而保证了在市电断电情况下仍可在一段时间内保证通信设备、站台机电设备及其控制器的正常运行。
现有技术中虽然存在为站台门设置后备电源的方案,然而在该些方案中,站台门均采用标准交流电来供电。对应地,配备的后备电源至少要达到220V的标准才可做到逆变成交流电后的幅值达到220V,而现有的单体电池的单体电压有限,导致后备电源需要串联大量的单体电池以为满足220V的要求。而本案通过采用直流电为通信设备、站台机电设备及其控制器供电,不仅扩大了后备电源的覆盖范围,大大提升了乘客的使用体验,同时减小了后备电源中的蓄电池的容量需求,仅需达到常见的24或48V的需求即可。
较优地,为进一步保证一体化机柜供电的安全性,柜体101内还设置有防雷装置121。
进一步地,通信设备的通信接口包括千兆电口、万兆光口以及与各个通信设备的通信协议对应的其它通信接口。
站台交换机可通过千兆电口和万兆光口以满足不同的数据传输的需求。一般地,柜体101内部设置的设备可通过千兆电口与站台交换机耦接,外部属于站台内部且距离不远的设备也可通过千兆电口与站台交换机耦接,以及为可能存在的后备设备提供相应的预留的千兆电口。站台交换机可通过万兆光口与各个子系统的交换机、其他快运站台的站台交换机以及调度中心的交换机耦接,并可以为可能存在的后背设备提供相应的预留万兆网口。服务器可通过基于不同的通信协议的通信接口与对应的设备连接。
进一步地,为提高一体化机柜的运行可靠度,在柜体101内设置监控装置120。该监控装置120可采集每一供配电接口的供电输入和输出信号以及后备电源的输入和输出信号,并基于该些信号对该些回路的健康程度进行判断,同时将判断结果或异常的判断结果进行显示和/或报警,以提高一体化机柜的故障检修效率及预防效率,同时提高一体化机柜的可靠度。
进一步地,基于上述各个通信设备、站台机电设备控制器以及供电设施的体积大小及其配线体积在柜体101内设置有相应大小的安装位置,该些位置可通过托盘挂载在柜体内部的板条上以完成固定。如图3所示,用于安装相关设备的柜箱内可设置有安装角轨301,将托盘302与安装角轨201上预先设置的冲孔固定连接,从而隔出相应的安装位置。安装角轨301的各个不同高度位置处还可设置有预先冲孔的板条303,对于一些可能需要进行人为操作的设备比如服务器及监控装置等等,可将托盘202的两端与滑动轨(未示出)固定连接,再将滑动轨安装于该些板条303上以便于滑动。根据各个设备的宽度的不同,该些滑动轨可具有不同的深度,对应的托盘302可具有不同的宽度。根据各个设备的散热需求,对应的托盘上的散热通孔可采用对应的设计。
另外,为便于操作,还可在柜体101内设置有键盘(未示出)以及对应的键盘抽屉(未示出),该键盘可与其操作对象通过相应通信协议的接口对接。
可以理解,柜体101内还可设置有为后续可能设置的设备提供的预留位置,对于该些空置的预留位置还可设置封闭面板以用于遮挡该些预留位置。
可以理解,上述用于安装对应设备的空间及其装置均可基于相应的标准来设计,比如:为服务器提供不少于32U的安装空间,板条和安装角轨上的冲孔可以是25mm的方形嵌孔,板条上还可设置有U制标尺,封闭面板可设置成1U或2U,封闭面板上的孔距可按照19″机柜的标准尺寸设置。
较优地,本发明所述的一体化机柜可采用IP65的防护标准进行设计。并为满足本案所述一体化机柜的室外安装需求,如图4所示,在柜体101的后柜门或后柜板122上设置散热空调123以满足所述一体化机柜的散热需求。对应地,柜体101内设置的散热需求较大的设备可设置在正对于散热空调的位置上,比如可将监控装置120和站台门控制器109、电源转换模块117、后备电源118及服务器105等分散的设置于两个柜箱102和103中散热效果较好的位置上,即图1所示的中部位置。
进一步地,为尽量减少柜体101内的走线,可就近安排直流供配电接口115和交流供配电接口116的安装位置。由于柜体101的进电口处于一体化机柜的顶部,因此可间交流供配电接口116设置于两个柜箱102和103的上部。由于电源转换模块117及后备电源118设置于柜体101的中部,则直流供配电接口115可设置于柜体101的下部。
本领域技术人员将可理解,信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如,以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
本领域技术人员将进一步领会,结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性,各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性,但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器,但在替换方案中,该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合,例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解,本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准,而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内,可以对各实施例进行各种变动和修改,这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一体化机柜,适用于快运站台,所述快运站台包括多个站台机电设备,所述一体化机柜包括:
柜体,所述柜体内设置有:
通信设备、站台机电设备控制器、供配电接口以及后备电源,所述通信设备用于满足所述快运站台的通信需求,所述站台机电设备控制器用于控制对应的站台机电设备,所述供配电接口用于为所述通信设备、所述站台机电设备、所述站台机电设备控制器以及所述快运站台的照明设备供电,所述后备电源用于在市电断电时为所述供配电接口供电;
所述供配电接口包括直流供配电接口和交流供配电接口;
所述柜体内还设置有:
降压模块,用于将引入的市电转换为标准交流电以向所述交流供配电接口供电;以及
电源转换模块,用于将降压模块输出的标准交流电转换为直流电以向所述直流供配电接口供电;
其中,所述电源转换模块包括滤波单元、逆变单元以及切换单元,所述标准交流电经过所述滤波单元滤波以及所述逆变单元逆变后经过所述切换单元的第一支路输出标准直流电,所述后备电源包括充电器、蓄电池以及稳压单元,所述充电器的输入端与所述滤波单元的输出端耦接,所述充电器的输出端与所述蓄电池耦接以为所述蓄电池充电,所述蓄电池的输出端与所述稳压单元耦接,所述稳压单元与所述切换单元的第二支路耦接,所述蓄电池经过所述稳压单元稳压后经过所述切换单元的第二支路输出标准直流电以向所述直流供配电接口供电,
响应于所述滤波单元的输入交流电正常,所述切换单元的第一支路导通且第二支路断开,所述充电器向所述蓄电池充电;
响应于所述滤波单元的输入交流电异常,所述切换单元的第一支路断开且第二支路闭合。
2.如权利要求1所述的一体化机柜,其特征在于,所述站台机电设备包括站台信息交互设备与站台门,所述直流供配电接口为所述站台信息交互设备、所述站台门、所述站台机电设备控制器以及所述通信设备供电以减小所述后备电源所需的蓄电池容量。
3.如权利要求1所述的一体化机柜,其特征在于,所述站台机电设备包括闸机,所述交流供配电接口为所述闸机与所述照明设备供电。
4.如权利要求3所述的一体化机柜,其特征在于,所述交流供配电接口的每条接入线路上设置有空气开关。
5.如权利要求1所述的一体化机柜,其特征在于,所述通信设备包括站台交换机、服务器以及光电转换器,所述站台机电设备控制器至少包括数字功放器以及广播接口控制器。
6.如权利要求1所述的一体化机柜,其特征在于,所述通信设备的通信接口包括千兆电口、万兆光口以及与各个通信设备的通信协议对应的其它通信接口。
7.如权利要求1所述的一体化机柜,其特征在于,所述柜体内设置有预先冲孔的板条以便于安装及固定。
8.如权利要求7所述的一体化机柜,其特征在于,所述柜体内设置有用于放置所述通信设备以及所述站台机电设备控制器的托盘,所述托盘通过对应的滑动轨挂接在所述板条上。
9.如权利要求1所述的一体化机柜,其特征在于,所述柜体内设置有监控装置,所述监控装置监控所述供配电接口以及所述后备电源的输入和输出信号。
10.如权利要求1~9中任一项所述的一体化机柜,其特征在于,所述柜体外设置有散热空调以为所述柜体内部设置的设备散热。
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