[发明专利]轨道列车智慧门控制系统

说明书

技术领域

本发明属于工业自动化控制、泛在感知、网络通信等技术领域，特别是一种轨道列车智慧门控制系统。

背景技术

轨道列车门控制系统主要应用于地铁或者轻轨等城市轨道列车门的控制方面：主要负责接收列车顶层（司机室）的控制信号，如开关门动作、锁闭、障碍检测、隔离切除，结合列车车门上的一些位置传感器如门开关到位、门锁闭到位和行程开关等信号来实现对列车门的开启和关闭等控制功能。参考图1，目前城市轨道列车自动门系统的控制系统由电子门控器(EDCU)、驱动器、检测器件等组成，其核心部分是EDCU。这些器件集成在一起组成列车门控制系统，控制器通过通讯模块与列车总线相连，接收列车总线上的控制指令，控制器通过总线与驱动器相连，传输各种控制指令，来控制执行元件电机的运行，检测模块与电机相连，实时检测电机的运行状况，并反馈给控制器。每一扇门上都安装有一套门控制系统来控制列车门的运动，是典型分布式控制系统。

由于在城市轨道交通中站与站之间的运行时间较短，单节车厢车门数量为八到十个，使得整辆列车的门数量很多，在运营时门的开启与关闭比较频繁，据地铁运营部门统计，轨道车辆的客室车门是地铁运营中使用最多的车辆设备之一，从而导致门控系统的故障率较高，造成列车不能正点运行，频繁发生“侵客”事件，尤其在上下班高峰期，也不乏发生乘客伤亡的重大安全事故（杨峰，南京地铁客室车门系统介绍与故障浅析[J]，机车车辆工艺，第5期2009年10月）。门控制系统主要出现的问题体现在以下几个方面：(1)门控制器的可靠性没有达到相关要求，平均无故障时间(MTBF)比较小，在实际使用中某些零件如到位开关等故障率非常高。(2)现有部分门控制器与列车间通信采用RS232或RS485等串口方式，抵抗环境中共模干扰能力较弱。(3)现有门控制器基本上都是把控制模块与驱动模块集成为一个整体，其中各关键部件之间耦合度较高，只要一个部件出现问题，整个控制器处于瘫痪状态，很难确定出现故障的部件，给维护门控制器增加了难度，影响列车的正常运营。(4)现有门控制器智慧性太低，不能对门控系统健康度进行评估，不能对故障进行预警和自主排除故障，对故障指示不明确，只是简单的通过声音或指示灯进行报警，导致维修难度增大。(5)现有的门控制器广普性较差，只是适用于某个列车厂商的某一种或某一型号的列车，不具备普遍适用性，对于不同的列车就要开发不同的控制器，增加了研究开发成本，不利于公司的多元化发展。

发明内容

本发明的目的在于采用模块化和冗余热备的设计，提供一种可靠性高，抗干扰能力强，可以进行故障预警和自主故障检测，并具有开放性和易维护升级的智慧门控制系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种轨道列车智慧门控制系统，在每节车厢内设置一台控制模块，在每节车厢内的每扇门上设置驱动模块，在整列车上设置一个监测诊断模块，每台控制模块与列车上的列车总线和安全回路相连，接收列车总线上的控制指令，在每节车厢内的控制模块和该节车厢内的每个驱动模块通过CAN总线相连，控制模块将TCMS通讯指令传递给车厢内每扇门上的驱动模块，驱动模块驱动电机实现开关门、锁闭、障碍检测、隔离切除动作，监测诊断模块通过监控与维护总线和控制模块相连，实时监测控制模块和驱动模块的运行状态。