一种地铁塞拉门实训系统的设计

马汉林 姚明阳

摘要：针对地铁车门系统在培训教学中只能满足机械拆装及简单操作等问题，介绍了一种结构简单、安全性高、具有实时监测功能的塞拉门智能培训系统的设计方案，通过介于电子门控单元与终端显示模块之间的DSP监测模块将模拟信号转换为数字信号，由终端显示模块对电机电流曲线、路程/时间、故障代码等车门状态的电气参数进行接收、存储及显示，达到实时监控车门状态、故障模拟处理及学员过程考核的目的。

关键词：地铁车门;智能培训;实时监控

0    引言

车门作为列车的出入口，在运行中一旦产生问题，伤亡损失往往会非常惨重，后果将不堪设想。因此，地铁检修人员具备应急故障处理能力尤为关键。作为地铁运营故障率较高的系统之一，车门系统的可靠性时刻影响列车的安全及准点运营，有效的地铁车门培训系统对地铁检修人员提高故障处理及突发事件应急能力有重要意义[1]。

目前地铁车门培训系统的功能多以模型展示、机械拆装及简单的车门开关门操作为主，并不适用于车门系统过程监控的要求及基本故障应急处理能力的培养，难以与现场工作相匹配。基于地铁工作岗位培训管理正向智能化发展的趋势，设计了一种针对车门系统的智能化培训设备，满足实时监控车门工作状态[2]、故障模拟处理及学员过程考核的要求。

1    总体设计

车门智能培训系统由学员模拟操作台与车门操作台两部分构成。学员模拟操作台主要负责实施发送开关门、报警、紧急解锁、隔离等功能指令，车门操作台主要通过DSP监测模块将电子门控单元可采集到的车门模拟信号转换成数字信号输出至终端显示模块上。

学员通过终端显示模块（计算机显示器）监控显示车门状态的电机电流曲线、故障代码等电气参数。安全继电器模块与电子门控器、车门构成车门回路，防止车门控制系统的部件失效，导致车门自动开启[3]。

2    结构原理

为了满足车门智能培训系统的使用条件，构成系统的学员模拟操作台与车门操作台的元器件要保持和列车上完全一致的电气参数、软硬件接口及机械配合方式[4]。因此，车门智能培训系统在结构上主要由终端显示模块、车门操作模块、电子门控单元、安全继电器模块、DSP监测模块及车门等部件构成，如图1所示。

2.1    学员模拟操作台

学员模拟操作台包括终端显示模块及车门操作模块。

终端显示模块为PC计算机。

车门操作模塊的输出端分别与终端显示模块、电子门控单元的输入端连接，DSP监测模块的输入端与电子门控单元的输出端连接，DSP监测模块的输出端与终端显示模块的输入端连接，安全继电器模块的输出端与电子门控单元的输入端连接，电子门控单元的输出端与车门连接，车门与安全继电器模块的输入端连接。

车门操作模块还包括有开门键、关门键、报警按键、紧急解锁按键、隔离按键及障碍物检测按键。

2.2    车门操作台

车门操作台由安全继电器模块、DSP监测模块、车门及电子门控单元构成。

安全继电器模块通过车门操作模块上的开关电路激活其功能，进而控制电子门控单元的解锁指令，满足车门控制系统单个部件功能失效不影响车门自动开关的要求，同时，整列车的所有车门都要形成安全回路，在所有车门都关闭时，列车才能启动，这样可以极大地提高塞拉门的安全性。

DSP芯片作为DSP监测模块的核心部分，主要负责将位置传感器与速度传感器采集到的模拟信号解析为数字信号，并通过I/O口与终端显示模块连接。

车门的左、右两侧门扇与顶部携门架连接，门机构顶部与门扇下部分别安装有上滑道与下滑道，当车门的门扇实施开与关时，由车门控制器进行控制，携门架平衡轮在上滑道内运动，车体结构上的下摆臂装置与下滑道配合，共同引导门扇做塞拉运动。

如图2所示，电子门控单元包括车门工作状态监控模块、车门电机控制模块、内外通信模块，传感器分别固定在车门上;车门电机控制模块为常规车门电机技术，车门工作状态监控模块、安全继电器模块的输出端分别与中央处理器的输入端连接，中央处理器的输出端分别与DSP监测模块、车门电机控制模块的输入端连接，车门电机控制模块的输出端与车门连接;中央处理器与内外通信模块的输入/输出端连接，内外通信模块包括与列车控制单元之间的通信单元、同一节车厢内的8台门控器之间的总线通信单元，各通信单元采用现有通信技术手段。车门工作状态监控模块由固定在车门上的位置传感器、速度传感器构成。

3    结语

在现有车门培训系统的基础上，基于终端显示模块、DSP监测模块及安全继电器模块等部件设计了一种车门智能培训系统，本文对该系统进行了介绍，其具备安全性能高、结构简单、易于实现的特点，能够达到终端显示电气参数、实时监控车门状态的目的，方便了学员实时了解塞拉门的工作状态。

[参考文献]

[1] 潘文海.广州地铁3号线列车车门控制器离线检测装置的设计与应用[J].城市轨道交通研究，2016，19（3）：127-129.

[2] 张健，陈瑞，王少东.轨道交通车辆车门远程监控系统的设计与实现[J].城市轨道交通研究，2014，17（8）：32-35.

[3] 马汉林，姚明阳.塞拉门智能实训系统：CN209103570U[P].2019-07-12.

[4] 张伟，陆驰宇.城市轨道交通车辆车门控制软件安全完整性技术应用研究[J].城市轨道交通研究，2013，16（10）：21-24.

收稿日期：2019-12-12

作者简介：马汉林（1988—），男，广西柳州人，硕士，讲师，研究方向：先进制造技术。