地鐵門控單元故障檢測(cè)系統(tǒng)研究

王洋

摘 要：地鐵列車門控系統(tǒng)是關(guān)系到乘客安全的重要技術(shù)保障，我國(guó)地鐵設(shè)備及技術(shù)的使用，更多的是依賴于國(guó)外引進(jìn)，由于進(jìn)口設(shè)備的技術(shù)壟斷，使我國(guó)地鐵設(shè)備技術(shù)存在一定的缺陷，不能夠?qū)Φ罔F的安全性提供可靠的保障。基于此，該文通過對(duì)地鐵系統(tǒng)的采樣與檢測(cè)，結(jié)合我國(guó)當(dāng)前地鐵設(shè)備的運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)地鐵門控單元故障檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行研究，希望能夠?yàn)槲覈?guó)地鐵的安全運(yùn)行提供一定的理論方法。

關(guān)鍵詞：地鐵 門控單元 故障檢測(cè) 軌道交通

中圖分類號(hào)：U270.38；U279.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）05（b）-0067-02

據(jù)北京地鐵公司的數(shù)據(jù)顯示，在2015年，由于地鐵車門故障導(dǎo)致列車下線的次數(shù)為58次，占2015年地鐵公司總事故的36.51%，地鐵車門事故是地鐵運(yùn)行中的主要事故，其中門控單元事故的發(fā)生率占整體車門故障的23.6%[1]。我國(guó)城市軌道交通中使用的地鐵列車很多是國(guó)外進(jìn)口的，在門控事故發(fā)生時(shí)由于技術(shù)的限制，都要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)門控單元進(jìn)行拆卸并檢測(cè)，缺乏對(duì)門控單元故障分析及檢測(cè)的有效手段，因此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)地鐵單元故障檢測(cè)系統(tǒng)的研究。

1 地鐵門控單元簡(jiǎn)介

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)大中型城市都加強(qiáng)了企業(yè)自身的軌道交通運(yùn)營(yíng)用于緩解城市交通的壓力，城市軌道交通運(yùn)行的安全性與可靠性也越來越受到社會(huì)各界的關(guān)注。門控單元是地鐵門控系統(tǒng)的控制核心，在地鐵運(yùn)行中的主要作用是負(fù)責(zé)地鐵開關(guān)門操作、狀態(tài)檢測(cè)、安全防護(hù)以及地鐵列車運(yùn)行過程中的各種燈光、聲音等相關(guān)提示，在信息上主要體現(xiàn)了多層信息的輸入與多層信息的輸出[2]。文章研究的地鐵門控單元結(jié)構(gòu)主要是有兩個(gè)通訊端口的PMC20-110R型門控單元，其通過自身的外部輸入接口及通訊端口與外部電器設(shè)備相連接，完成主要信息的輸出及對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備的檢測(cè)功能。針對(duì)PMC20-110R型門控單元的不同檢測(cè)接口，主要研究其通訊相關(guān)的信息輸入及輸出情況，對(duì)地鐵運(yùn)行過程中的監(jiān)聽通訊信息進(jìn)行開發(fā)與研究，使門控單元故障檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)內(nèi)容及信息變得更細(xì)致，更好地為現(xiàn)場(chǎng)故障排查工作人員服務(wù)。

2 門控單元故障檢測(cè)系統(tǒng)

地鐵門控單元故障檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要采用的是傳統(tǒng)的上機(jī)位與下機(jī)位的模式，由隨車故障記錄子系統(tǒng)與便攜式信息查詢子系統(tǒng)兩方面內(nèi)容構(gòu)成[3]。其中上機(jī)位是便攜式信息查詢子系統(tǒng)，能夠在信息采集的過程中實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，并在信息交換的過程中，通過信息數(shù)據(jù)的采集輔助工作人員工作。下機(jī)位是隨車故障記錄子系統(tǒng)，其在工作的過程中不能與人機(jī)進(jìn)行互動(dòng)，只負(fù)責(zé)采集相關(guān)的數(shù)據(jù)。

2.1 隨車故障記錄子系統(tǒng)

隨車故障記錄子系統(tǒng)主要是在地鐵列車運(yùn)行過程中負(fù)責(zé)對(duì)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，且在采集之后需要有相關(guān)的軟件配合其進(jìn)行信息的提取與識(shí)別，且在系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息處理之后對(duì)整體的運(yùn)行信息進(jìn)行分類與總結(jié)，對(duì)有效的信息進(jìn)行提取[4]。隨車故障記錄子系統(tǒng)內(nèi)部主要包括硬件與軟件，其中硬件的設(shè)計(jì)主要由4個(gè)基本模塊組成，每個(gè)模塊根據(jù)系統(tǒng)初始的信息設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)完成相關(guān)工作。STM模塊只負(fù)責(zé)始時(shí)鐘電路、電源電路等相關(guān)數(shù)據(jù)的采集；RS模塊負(fù)責(zé)對(duì)輸出數(shù)據(jù)的邏輯轉(zhuǎn)換；SD卡模塊負(fù)責(zé)保證電阻的正常工作；藍(lán)牙模塊負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換信號(hào)。隨車故障記錄子系統(tǒng)軟件部分設(shè)置只要是根據(jù)操作平臺(tái)系統(tǒng)的相關(guān)操作方法進(jìn)行開發(fā)操作，主要分為模式選擇模塊、監(jiān)聽及讀取3個(gè)部分組成，其中模式選擇模塊主要工作內(nèi)容是對(duì)藍(lán)牙發(fā)送的指令進(jìn)行模式的選擇，并針對(duì)指令中的任務(wù)內(nèi)容對(duì)相關(guān)的工作路徑進(jìn)行分配合作，主要任務(wù)為接收與調(diào)度；監(jiān)聽模塊是故障記錄子系統(tǒng)的中心任務(wù)模塊，其在地鐵運(yùn)行的過程中主要負(fù)責(zé)監(jiān)聽運(yùn)行中的任務(wù)狀態(tài)、分析發(fā)布任務(wù)并與SD卡合作，主要工作中的采集數(shù)據(jù)是門控單元的總數(shù)據(jù)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析；記錄讀取模塊的設(shè)計(jì)主要是對(duì)將故障記錄子系統(tǒng)中記錄的狀態(tài)及信息從SD卡中讀取，并通過藍(lán)牙發(fā)送至便攜式信息查詢子系統(tǒng)中，完成整個(gè)信息的提取過程。

2.2 便攜式信息查詢子系統(tǒng)

便攜式信息查詢子系統(tǒng)主要是門控單元相關(guān)信息的查詢系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是在工作運(yùn)行的過程中可以對(duì)其他信息進(jìn)行兼容并能夠安裝于移動(dòng)軟件中，并通過信息讀取、信息的傳送完成整個(gè)信息的提取，完成相應(yīng)的信息查詢功能。便攜式信息查詢子系統(tǒng)在門控單元故障信息查詢的過程中主要通過后臺(tái)系統(tǒng)的運(yùn)行對(duì)信息進(jìn)行分類及篩選，其后臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)主要依靠故障記錄子系統(tǒng)中的信息實(shí)現(xiàn)交流，在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中向隨車故障記錄子系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)的指令，通過藍(lán)牙對(duì)隨車故障子系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，并在相應(yīng)的系統(tǒng)中進(jìn)行顯示。其任務(wù)內(nèi)容主要?jiǎng)澐譃樗{(lán)牙功能模塊、指令按鍵、數(shù)據(jù)顯示3個(gè)部分，便攜式信息查詢子系統(tǒng)中的功能，在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，主要圍繞藍(lán)牙模塊的工作路徑進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，首先通過藍(lán)牙按鍵向系統(tǒng)及周邊發(fā)布任務(wù)，對(duì)相關(guān)的工作領(lǐng)域發(fā)出會(huì)話請(qǐng)求指令。其次，周圍設(shè)備接受后，對(duì)該口令的任務(wù)內(nèi)容及請(qǐng)求進(jìn)行回復(fù)。最后，整個(gè)會(huì)話結(jié)束之后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備中，供工作人員調(diào)取及使用。

3 故障檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證

對(duì)于地鐵門控單元故障檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試，主要采用的是傳統(tǒng)模擬對(duì)象的測(cè)試方法。首先，在相關(guān)環(huán)境中建立仿真模擬測(cè)試平臺(tái)，與地鐵門控單元在工作狀態(tài)中的運(yùn)行環(huán)境相同。并對(duì)相關(guān)系統(tǒng)中的硬件進(jìn)行任務(wù)的輸入，使各環(huán)節(jié)在模擬運(yùn)行中能夠更接近地鐵實(shí)際的運(yùn)行環(huán)境及系統(tǒng)工作狀態(tài)。其次，對(duì)已經(jīng)發(fā)布任務(wù)的輸入端口運(yùn)用隨車故障記錄子系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，利用硬件中的STM模塊對(duì)電源、電路等相關(guān)地點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，利用RS系統(tǒng)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯轉(zhuǎn)換，對(duì)任務(wù)設(shè)置中的地點(diǎn)及內(nèi)容進(jìn)行路徑分析。以上程序在正常運(yùn)行之后，通過隨車故障記錄子系統(tǒng)中的軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與轉(zhuǎn)換，利用監(jiān)聽模塊對(duì)STM采集到的電源、電路等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽任務(wù)的進(jìn)展并分析，通過SD卡對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。最后，通過藍(lán)牙系統(tǒng)向便攜式信息查詢子系統(tǒng)傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)，在設(shè)備接受數(shù)據(jù)之后在數(shù)據(jù)顯示模塊中進(jìn)行顯示，并利用便攜式信息查詢子系統(tǒng)可以人機(jī)交流互動(dòng)的原理，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，獲得有效的數(shù)據(jù)信息。以上檢測(cè)內(nèi)容獲得到的檢測(cè)結(jié)果是隨車故障記錄子系統(tǒng)與便攜式信息查詢子系統(tǒng)對(duì)門控單元故障具有預(yù)防的作用。同時(shí)，通過對(duì)故障檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證得出，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地反映出地鐵運(yùn)行中的故障發(fā)生情況及信息，為故障的維修提供一定的數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)語(yǔ)

通過以上研究?jī)?nèi)容可以看出，地鐵門控單元故障檢測(cè)能夠通過系統(tǒng)的設(shè)定進(jìn)行有效控制。文章所研究的是將檢測(cè)系統(tǒng)分別設(shè)置在門控系統(tǒng)總線及便攜設(shè)備中，從兩方面實(shí)現(xiàn)對(duì)門控單元故障檢測(cè)與記錄的功能，在地鐵列車行駛的過程中工作人員能夠通過查詢系統(tǒng)之間的對(duì)接及信息交換，對(duì)門控單元的故障進(jìn)行排查，有助于提升門控單元故障的發(fā)生。希望能夠通過該文的研究，對(duì)我國(guó)城市軌道交通的運(yùn)行提供一定的幫助，降低故障的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 石瑾.試析基于CAN總線軌道列車門控器的設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2016（13）：102.

[2] 陳希雋.基于PLC的城市軌道交通門控單元測(cè)試平臺(tái)的開發(fā)[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2014（6）：80-82，91.

[3] 仇佳捷，包涌金，張峰，等.基于半實(shí)物仿真技術(shù)的復(fù)雜電系統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)[J].電測(cè)與儀表，2012（4）：92-96.

[4] 石瑾.試析基于CAN總線軌道列車門控器的設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2016（13）：102.