城市轨道交通车辆电气电路控制与检查系统技术分析

阳东 张立强

摘要：城市轨道交通车辆电气电路控制与检查系统旨在研究一种简易的、理论与实践相结合的系统，方便各地铁运营公司及高校在城市轨道交通车辆技术实践中进行电气电路的控制、检查及分析。系统采用软件硬件相结合的方式，来模拟整车电气电路状态，可提高操控人员对车辆电气电路的认识，快速掌握地铁车辆常见电气电路控制及检查，解决地铁车辆电气电路复杂、分析困难、学习枯燥、实际工作中不能直观认知等问题，为更多的軌道交通车辆电气电路技术需求者提供服务。

关键词：城市轨道交通车辆;电气电路;控制与检查系统;技术路线

中图分类号：U264 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）04-0054-02

城市轨道交通车辆电气电路控制与检查系统具备地铁司机驾驶台上常用的实物操作设备，并具有和真实地铁司机驾驶台一致的操作功能;软件能展示地铁车辆电路整体布局图，通过操作驾驶台上的操纵手柄及按键，可对地铁车辆电路进行控制及检查，并直观展现电路的正常与非正常工作情况。

1 系统组成

城市轨道交通车辆电气电路控制与检查系统主要由硬件和软件两部分组成。

1.1 硬件组成

硬件部分由地铁司机驾驶台和一套计算机组成。其中，司机驾驶台包括开左门、开右门、ATO1、ATO2、分高断、关左门、关右门、唤醒、睡眠、牵引辅助复位、雨刮器、受电弓控制等按键开关及换向手柄、电钥匙、司机控制器、电源线、串口通信线;计算机包括计算机主机、显示屏、键盘鼠标等标准配件。对于硬件的采集部分，针对需要采集的硬件设备数量和关系进行电路板卡的设计和制作，采集卡的设计和通信协议，最后通过单片机编程，将编制好的程序烧写进芯片中。

1.2 软件组成

软件部分由电气电路模拟系统和数据库系统组成。编程工具：Visual Studio 2017;编程语言：C#，界面框架使用WPF;数据库工具：Microsoft SQL Server2014;电路图绘制工具：自主研发的CircuitDrawTool。首先，开发出电路图绘制工具，用于绘制电气电路的各元件和设备;由电路逻辑分析人员根据电路图资料对电路图进行绘制;然后，开发电路图的控制程序，包括逻辑运算、状态流动和电路切换等功能;最后，将电路逻辑数据库和电路图文件等进行结合，形成电气电路控制与检查软件系统。

2 技术路线

车辆电气电路控制与检查系统的技术特征和技术实现方法。

2.1 系统技术特征

软件和硬件相结合的方式，模拟城市轨道交通车辆的电气电路原理。通过采集板卡将硬件数据采集，将采集到的数据，结合逻辑运算模块进行逻辑运算，最后通过电路图软件界面呈现，达到每一步的操作，都能通过对应的电路图来查看，并具有对应的电路流动路径。在获取到电气电路的原理资料后，将电路逻辑进行分析并归纳，将逻辑关系存储到数据库中，最终，将硬件采集模块、电路图展示模块和数据库逻辑数据结合起来，形成一套独立的动态的电气电路控制与检查系统。

2.2 系统技术实现方法

系统通电，按下司机驾驶台侧面的电源开关，电源开关指示灯亮，表示开机成功。运行城市轨道交通车辆电气电路控制与检查系统，进入硬件设备开关位置自检状态，当所有设备开关通过检测时，显示器上【登录】按钮变为可用状态，操作人员可以登录系统进行操纵。

通过操作驾驶台上按键开关，可以实时观察到显示器上电路的得失电状态，电路图线路蓝色表示当前状态已经有电的设备或线路，红色表示当前操作的设备引起变化的电路状态及电流的流经路径，黑色表示该线路或者开关处于失电状态。 以地铁车辆受电弓升弓操作为例，首先，闭合蓄电池开关，获得110V电压，再将驾驶台电钥匙插入钥匙开关，转到开位，即解锁驾驶台，将驾驶台上的“受电弓控制”开关至“升弓”位，显示器上显示如图1所示，显示的电路为受电弓正常升起时的电路。

当驾驶台上的“受电弓控制”开关至“升弓”位，受电弓不能升起时，在确认升弓空气压力正常的情况下，则需要检查升弓电路的工作状况。如图2所示，电路显示110V的蓄电池电流是正常导通的，为蓝色，从受电弓控制回路断路器之后的电路为黑色，均为失电状态。

系统软件通过人机对话，可以检查并提示电路中可能引起受电弓升弓故障的处所。此时，操作人员根据软件提示，检查司机室电器柜内受电弓控制回路断路器的工作状态，如果确认为受电弓控制回路断路器故障导致后面电路无法导通，则进行受电弓控制回路断路器按键开关的故障检查及处理。故障处理完毕，闭合受电弓控制回路断路器按键开关，受电弓正常升起，受电弓升弓电路由失电状态恢复为得电状态，并显示电流的流经路径。

系统关键技术在于将庞大的逻辑数据及逻辑状态进行组合，通过编程的逻辑算法实现状态的任意变化和流动性。在电路图元件很多的时候，使得电路图在缩放、移动、切换时，电路图可以流畅的展现出来。