CN201062461Y - 无线式站台屏蔽门车地联动控制系统 - Google Patents

无线式站台屏蔽门车地联动控制系统 Download PDF

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卢光霖
蔡昌俊
李晋
郜洪民
段晨宁
张楚潘
肖宝弟
贾学祥
尹逊政
潘明
张洪琦
徐意
陈广山
陈展华
凌光清
李振明
龙广钱
徐杰
姜宁
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本实用新型公开了一种无线式站台屏蔽门车地联动控制系统,属于自动控制技术领域。所述系统包括:车载子系统和轨旁子系统;车载子系统包括车载显控终端、通信控制板、安全智能I/O模块、车载ATP和列车门控电路;轨旁子系统包括轨旁电台、232转光纤转换器、光纤转232转换器、轨旁控制主机、安全智能I/O模块、轨道安全防护电路和屏蔽门控制接口电路;车载子系统和轨旁子系统通过无线方式进行数据通信。本实用新型提供的系统实现了站台屏蔽门与列车门之间的实时联动控制,减少了对既有设备的改造,缩短了改造周期,降低了工程造价,为既有线加装站台屏蔽门改造升级工程以及新线路站台屏蔽门建设提供了低成本、高性能的解决方案。

Description

无线式站台屏蔽门车地联动控制系统
技术领域
本实用新型涉及自动控制技术领域,特别涉及一种无线式站台屏蔽门车地联动控制系统。 京坟不
作为衡量城市轨道装备水平高低标志的两大信息系统:列车自动控制系统
(ATC-Automatic Train Control)和站台屏蔽门控制系统(PSD-Platform Screen Door),目前国
内主流市场全部被国外厂商所垄断。城市轨道交通列车自动控制系统包括列车自动监督 (ATS-Automatic Train Surveillance)、歹ij车自动防护(ATP-Automatic Train Protection)、歹U车 自动驾驶(ATO-Automatic Train Operation) 3个子系统,系统范围涉及了线路全线、全部列 车,以及控制中心的广阔范围,是一个架构庞大、技术密集的信息化系统。站台屏蔽门控制 系统是现代化城市轨道交通工程的必备设施,它沿轨道交通站台边缘设置,将轨道区与站台 候车区隔离,减少了列车运行噪音和活塞风对车站的影响,防止人员跌落轨道产生意外事故, 为乘客提供了舒适、安全的候车环境,提高了地铁的服务水平。在国内,新修建的地铁线路, 例如北京地铁四号线和十号线、广州地铁二号线将安装站台屏蔽门控制系统,而一些既有线 路也正在进行加装改造工作。站台屏蔽门需要与列车车门实现对位同步开/关,这项功能通常 是由列车自动控制系统来完成的。站台屏蔽门控制系统和列车自动控制系统之间的联动控制 通常采用继电器接口,由列车自动控制系统直接采集继电器接口状态,并根据采集到的状态 通过其内部的轨道电路等车地通信通道,以专有的报文进行传输。
信号系统与站台屏蔽门控制系统相结合是站台屏蔽门控制系统工程的重要环节。站台屏 蔽门控制系统不可能单独地完成工作,地铁运营对它的功能需求决定了需要其它系统对其进 行控制。首先,从提高地铁运营效率和减轻司机工作强度的角度出发,屏蔽门应该做到自动 与车门同步开启与关闭,虽然站台屏蔽门控制系统都设置了就地级控制端,允许司机手动开/
关屏蔽门,但是,手动开/关屏蔽门只能作为故障情况下的一种处理手段,不能作为正常运营 下的处理手段;其次,为了更好地确保乘客的安全以及奠定无人驾驶的技术基础,就必须在 实现屏蔽门与列车车门的联动的基础上,确保站台屏蔽门控制系统与列车自动控制系统之间 建立联锁关系,这样对于那些既有线路改造项目来说,不得不完全依赖于列车自动控制系统
的改造,使得原有列车自动控制系统供货商成为了唯一的选择,而改造涉及到列车自动控制 系统的核心设备的软硬件升级,往往意味着高昂的费用和较长的工期,国内用户难以承受, 因此现实的需求呼唤国产技术设备的早日出现。
实用新型内容
为了降低对既有线加装站台屏蔽门改造升级工程和新线路站台屏蔽门建设的投入成本, 以及消除对列车自动控制系统供应商的依赖,本实用新型提供了一种无线式站台屏蔽门车地 联动控制系统,所述系统包括车载子系统和轨旁子系统;
所述车载子系统包括车载显控终端、通信控制板、安全智能I/0模块、车载ATP和列车 门控电路;所述车载显控终端与所述通信控制板连接,所述通信控制板与所述安全智能I/O 模块连接,所述安全智能I/O模块分别与所述车载ATP和列车门控电路连接;
所述轨旁子系统包括轨旁电台、232转光纤转换器、光纤转232转换器、轨旁控制主机、 安全智能I/0模块、轨道安全防护电路和屏蔽门控制接口电路;所述轨旁电台与所述232转 光纤转换器连接,所述232转光纤转换器与所述光纤转232转换器连接,所述光纤转232转 换器与所述轨旁控制主机连接,所述轨旁控制主机与所述安全智能I/O模块连接,所述安全 智能I/O模块分别与所述轨道安全防护电路和屏蔽门控制接口电路连接;
所述车载子系统和所述轨旁子系统通过无线方式进行数据通信。
所述车载显控终端包括车载无线电台、指示灯和钥匙开关;所述车载无线电台与所述轨 旁电台使用频率为2.4GHz的无线信号进行数据通信。
所述车载子系统还包括信标,所述信标用于存储列车编号信息;所述轨旁子系统还包括 査询应答器,所述査询应答器与所述轨旁控制主机连接,所述査询应答器用于解析所述信标 发送的数据;所述查询应答器与所述信标通过无线方式进行数据通信。
所述轨旁控制主机由工业控制计算机和采集驱动设备构成,用于逻辑运算和轨旁人机接□。
所述轨旁控制主机包括人机界面接口 ,所述人机界面接口用于显示所述系统的工作状态 信息、选择所述系统的工作模式、管理所述系统的日志和维护所述系统。
本实用新型提供的技术方案的有益效果是:采用上面提供的无线式站台屏蔽门车地联动 控制系统,消除了对列车自动控制系统供应商的依赖,实现了站台屏蔽门与列车门之间的实 时联动控制,减少了对既有设备的改造,縮短了改造周期,降低了工程造价,为既有线加装 站台屏蔽门改造升级工程以及新线路站台屏蔽门建设提供了低成本、高性能的解决方案。
附图说明
图1是本实用新型提供的无线式站台屏蔽门车地联动控制系统的原理框图; 图2是本实用新型提供的车载显控终端的内部结构框图; 图3是本实用新型提供的轨旁子系统的原理框图。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型提供的无线式站台屏蔽门车地联动控制系统具体包括车载子系 统和轨旁子系统:车载子系统包括车载显控终端101、通信控制板102、安全智能1/0模块103、 车载ATP104和列车门控电路105;轨旁子系统包括轨旁电台201、 232转光纤转换器202、 光纤转232转换器203、轨旁控制主机204、安全智能I/O模块205、轨道安全防护电路206 和屏蔽门控制接口电路207。
车载显控终端101由车载无线电台1011、 4个指示灯和一个钥匙开关组成,如图2所示, 它悬挂于司机室侧壁上,并通过12芯电缆及航空插头与车载主控计算机内部的通信控制板 102连接,车载主控计算机向车载显控终端101提供电源,司机通过车载显控终端101可以 了解无线式站台屏蔽门车地联动控制系统的工作状态、通信状况和屏蔽门等信息,还可以完 成系统的旁路/自动状态的选择;通信控制板102通过线缆与安全智能I/O模块103连接,并 通过CAN通信总线协议与安全智能I/O模块103进行数据通信;安全智能I/O模块103通过 线缆分别与列车门控电路105和车载ATP104连接;车载主控计算机通过对列车开/关门继电 器动作的采集,来获得列车车门状态信息,而车载主控计算机采集列车开/关门继电器动作是 通过安全智能I/O模块103来完成的,安全智能I/O模块103可以提供8路采集和4路驱动, 安全智能I/O模块103将通过列车门控电路105采集到的车门状态信息发送给车载主控计算 机,车载主控计算机内部的通信控制板102将车门状态信息打包处理后,通过车载无线电台 1011以无线方式传递给轨旁电台201,车门状态信息具体包括列车左门开启、列车左门关闭、 列车右门开启和列车右门关闭;安全智能I/O模块103与车载ATP104连接,确保列车在站台 屏蔽门出现故障的情况下安全运行;车载主控计算机和安全智能I/O模块103由车辆本身提 供IIOV直流电源。
轨旁电台201通过线缆与232转光纤转换器202连接;232转光纤转换器202通过光纤 与光纤转232转换器203连接;232转光纤转换器202将轨旁电台201收到的无线信号转换 为光信号,光纤转232转换器203将收到的光信号转换为电信号;光纤转232转换器203通 过线缆与轨旁控制主机204连接;轨旁控制主机204通过线缆与安全智能I/O模块205连接,
并通过CAN通信总线协议与安全智能I/O模块205进行数据通信;安全智能I/O模块205通 过线缆分别与轨道安全防护电路206和屏蔽门控制接口电路207连接。
如图3所示,轨旁控制主机204由两台并行工作的工业控制计算机和采集驱动设备构成, 用于逻辑运算和轨旁人机接口, A机2041和B机2042的信息采集及驱动接口相同,都是通 过两个串口 COM1和COM2分别与上行轨旁电台2011/2012,下行轨旁电台2013/2014连接, 通过安全智能I/O模块2051/2052分别与轨道安全防护电路206和屏蔽门控制接口电路207 连接,A机2041和B机2042通过安全握手协议进行数据同步及比较;A机2041和B机2042 的通信数据包的信息包括自己采集到的上/下行列车状态、站台屏蔽门状态、上/下行轨旁电台 状态、本机工作状态和本机当前发送的控制命令等信息;当A机2041或B机2042收到信息 同步数据包时,A机2041或B机2042将收到的信息与自己采集到的信息进行比较,若比较 结果不一致,A机2041或B机2042根据错误性质作出不同的处理,对不影响安全的错误, A机2041或B机2042提示报警信息,对影响安全的错误,A机2041或B机2042发送倒向 安全侧命令;正常工作时,A机2041和B机2042分别进行信息采集和信息同步,在正常工 作时序内,A机、B机会交替获得系统主控权,收发送控制命令,任何一套机器发生故障, 都会自动退交自身系统控制权,从而仅会导致系统响应周期有微量延长,但系统功能不会受 到影响。数据同步功能可以保证A机2041和B机2042切换期间控制命令输出一致;安全智 能I/O模块2051/2052也是双机并行关系,只要有一个安全智能I/0模块能够正常工作,数据 传输就能正常进行;安全智能I/O模块2051/2052与屏蔽门控制接口电路207连接,可以实时 采集到站台屏蔽门的状态信息,并通过A机2041或B机2042处理后,以无线的形式发送给 车载主控计算机;安全智能I/O模块2051/2052与轨道安全防护电路206连接,实现屏蔽门故 障条件下的列车紧急停车安全防护功能;A机2041、 B机2042、安全智能I/O模块2051/2052 使用220V交流电源及UPS电源供电。
车载子系统还可以包括信标,信标用于存储列车编号信息;轨旁子系统还可以包括査询 应答器,査询应答器与轨旁控制主机连接,査询应答器用于解析信标发送的数据;查询应答 器与信标通过无线方式进行数据通信。在实际应用中,每辆列车加装信标,每个列车轨道附 近加装查询应答器,当列车驶入査询应答器所覆盖的无线范围时,与该辆列车距离最近的査 询应答器就会收到信标发送的数据信号,査询应答器解析收到的数据信号,发送给轨旁控制 主机,轨旁控制主机对査询应答器发送的数据处理后,将列车编号信息和轨道信息发送到车 站控制室内的显示终端上。
轨旁控制主机还可以包括人机界面接口,人机界面接口用于显示无线式站台屏蔽门车地联动控制系统的工作状态信息、选择系统的工作模式、管理系统的日志和维护系统。人机界
面接口分别位于轨旁控制主机所在的设备室和车站控制室,车站控制室包括LCD显示屏、键 盘和鼠标,车站值班人员可以完成系统工作信息的显示、系统工作模式的选择和当日系统日 志的读取等操作;轨旁控制主机所在的设备室包括LCD显示屏、键盘和鼠标,可以完成系统 工作状态的监视、系统的退出和系统日志管理等操作。
车载无线电台1011和轨旁电台201使用频率为2.4GHz的无线信号来完成车载主控计算 机与轨旁控制主机204之间的数据通信,从而建立了无线式的站台屏蔽门车地联动控制系统, 消除了对列车自动控制系统供应商的依赖,实现了站台屏蔽门与列车门之间的实时联动控制, 减少了对既有设备的改造,縮短了改造周期,降低了工程造价,为既有线加装站台屏蔽门改 造升级工程以及新线路站台屏蔽门建设提供了低成本、高性能的解决方案;同时此种技术方 案还适用于各厂商信号系统和屏蔽门系统的接口联动控制,具有通用性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的 精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围 之内。

Claims (5)

1.一种无线式站台屏蔽门车地联动控制系统,其特征在于,所述系统包括车载子系统和轨旁子系统; 所述车载子系统包括车载显控终端、通信控制板、安全智能I/O模块、车载ATP和列车门控电路;所述车载显控终端与所述通信控制板连接,所述通信控制板与所述安全智能I/O模块连接,所述安全智能I/O模块分别与所述车载ATP和列车门控电路连接; 所述轨旁子系统包括轨旁电台、232转光纤转换器、光纤转232转换器、轨旁控制主机、安全智能I/O模块、轨道安全防护电路和屏蔽门控制接口电路;所述轨旁电台与所述232转光纤转换器连接,所述232转光纤转换器与所述光纤转232转换器连接,所述光纤转232转换器与所述轨旁控制主机连接,所述轨旁控制主机与所述安全智能I/O模块连接,所述安全智能I/O模块分别与所述轨道安全防护电路和屏蔽门控制接口电路连接; 所述车载子系统和所述轨旁子系统通过无线方式进行数据通信。
2. 如权利要求1所述的无线式站台屏蔽门车地联动控制系统,其特征在于,所述车载显 控终端包括车载无线电台、指示灯和钥匙开关;所述车载无线电台与所述轨旁电台使用频率 为2.4GHz的无线信号进行数据通信。
3. 如权利要求1所述的无线式站台屏蔽门车地联动控制系统,其特征在于,所述车载子 系统还包括信标,所述信标用于存储列车编号信息;所述轨旁子系统还包括査询应答器,所 述査询应答器与所述轨旁控制主机连接,所述査询应答器用于解析所述信标发送的数据;所 述査询应答器与所述信标通过无线方式进行数据通信。
4. 如权利要求1所述的无线式站台屏蔽门车地联动控制系统,其特征在于,所述轨旁控 制主机由工业控制计算机和采集驱动设备构成,用于逻辑运算和轨旁人机接口。
5. 如权利要求1所述的无线式站台屏蔽门车地联动控制系统,其特征在于,所述轨旁控 制主机包括人机界面接口,所述人机界面接口用于显示所述系统的工作状态信息、选择所述 系统的工作模式、管理所述系统的日志和维护所述系统。
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