城市軌道交通站臺門系統的控制與數據處理

摘 要：軌道交通站臺門（PED）系統作為城市軌道交通中重要的子系統，對于軌道交通的正常安全運行起著重要的意義。文章主要論述了城市軌道交通站臺門系統的控制關鍵技術以及數據處理技術。

關鍵詞：城市軌道交通；站臺門；控制；數據處理

隨著我國綜合實力的不斷提升，近年來我國城市軌道交通系統具有極為強勁的發展勢頭，以湖北武漢為例，2015年已經投入營運的地鐵線路包含了1號線、2號線、3號線、4號線，聯絡武漢三鎮，而在2016年在建的地鐵線路有5條，預計以每年開通2條地鐵線路的速度進行城市軌道交通建設。地鐵的聯通對于城市發展有著重要的意義。軌道交通站臺門（PED）系統作為城市軌道交通中重要的子系統，對于軌道交通的正常安全運行起著重要的意義。文章主要論述了城市軌道交通站臺門系統的控制關鍵技術以及數據處理技術。

1 城市軌道交通站臺門控制系統的關鍵技術

隨著信息技術、數據傳輸技術以及控制技術的不斷交叉融合，現階段城市軌道交通各系統的信息化建設已經逐步完善，在對于站臺門控制系統中，也應用了多種信息控制技術。主要介紹以下幾種控制技術：

1.1 現場總線技術

現場總線技術是一種具有高度系統開放性的，可以實現現場設備與控制裝置之間的雙向數字通信技術，在系統內可以實現多點控制，即便所有的設備不是來自于同一個生產廠家。城市軌道交通站臺門控制系統就是一個理論意義上的多點控制系統，站臺門往往具有同時開關的統一控制特點，但各個站臺門之間又是相互獨立的，一個站臺門的控制異常不能夠對其他站臺門的控制產生影響。利用現場總線技術能夠很好的實現城市軌道交通站臺門的控制需求，中央控制系統作為站臺門的現場控制總線的主站，而各個單元門控制器作為現場總站的從站，主站能夠實現對每個單元門的狀態信息報文的讀取，并且能夠發送遠程命令。現場總線系統往往通過使用PLC模組來實現，PLC的CPU模塊作為現場總線為主站。

1.2 ZigBee無線通信技術

在站臺門控制系統中，往往需要保證內部控制系統與外部控制系統的信號交互的有效性，對于車站信號系統較為落后的情況，必須要引入車地無線通信模組來進一步的實現對站臺門開關命令的傳輸，確?？刂泼畹挠行鬟_，繼而保證上下站臺時的乘客安全。

ZigBee無信通信技術，是一種基于IEEE802.15.4標準的局域網協議，其技術的產生就是為了進一步的實現對工業生產現場的自動化控制設備的數據傳輸需求，ZigBee網絡具有多種頻率和多種上限傳輸速率可供選擇，它比起傳統的通信網絡，其傳輸速率更高、所產生的能耗更少，并且具有一定的網絡自組織性，網絡結構較為簡單的特點。

在站臺門控制系統中，以標準的島式雙側站臺為例，列車的頭部和尾部都有無線發射模塊，站臺的頭端和尾端都有無線接收模塊，列車進站后，列車的無線發射模塊就會發送無線命令報文，地面則會接收與解析這些報文，而后發送控制命令，驅動站臺門實現開門和關門的動作。

1.3 嵌入式控制技術

在站臺門控制系統中，為了實現分散控制和系統整體信息化，不同種類的微控制器得到了廣泛的使用，為了滿足系統的信息化需求，統一的操作系統可以為不同的控制模塊提供標準化的開發規范和接口協議，相應的數據通信算法、接口驅動以及控制算法只需要進行一次開發即可在不同的控制器平臺上進行移植使用，從而大大降低了研發的時間和成本。

2 城市軌道交通站臺門的數據處理技術

城市軌道交通在運行過程中，站臺門控制系統往往處于一個極端復雜的電磁環境中，各個系統之間往往存在一定的電磁干擾，這些干擾信號由于一些客觀的原因，并沒有規律可以遵循，往往會給現場調試工作帶來一定的干擾作用，會對站臺門控制系統的穩定性和可靠性產生不良的影響，為了進一步降低和排除這種干擾作用，就必須要進一步的采用有效的辦法來濾出干擾信號。

基于城市軌道交通站臺門現場總線控制技術的特點，現階段主要采用時域濾波算法來改善信號輸出，盡可能地降低電磁信號的干擾。在站臺門控制系統中，利用時域濾波算法來進行信號的濾出，往往需要構建一個特殊的定時器，這種定時器的觸發條件是有效電信號下降沿，其定時時長存在一定的可調節性，精度處于一定的范圍之內，一旦觸發后，直到下一次的有效電信號下降沿被檢測到，才會被重設，具有一定的周期性。出發后，如果出現有效上升沿電信號，就會終止工作，恢復初始狀態。利用這種定時器，在站臺門控制系統中的時域濾波算法能夠一定程度的實現對電磁信號的時域延展，并且可以轉換信號狀態，有利于實現不同接口特性之間的匹配。經時域濾波處理后的信號可以保持很高的穩定性，但是時域濾波的特征是可以濾除一切時寬窄于設定濾波時寬的負向脈沖干擾信號，保證對站臺門狀態的準確顯示，以便于對站臺門的控制，但必須要保證濾波時長必須在一定限定內，否則將引起信號的嚴重失真。

3 城市軌道交通站臺門控制系統發展展望

隨著我國城市現代化建設的不斷發展，城市軌道交通必然會成為未來世界最為主要的交通運輸手段，擔負大部分的城市運輸負荷。站臺門控制系統作為城市軌道交通中的一個子系統，其控制的重要性不言而喻，站臺門控制體系必然朝著更加安全可靠、信息化的方向進行發展。

一方面，站臺門控制系統的實施監控能力將會進一步的增強，伴隨著無線傳感器網絡技術的進一步完善，通過傳感器能夠對站臺門控制體系中站臺、地面的情況進行有效的實時監控，從而能夠實現對站臺門實時狀態的有效控制。另一方面，站臺門控制系統必然會形成一個統一的數據通信協議，避免由于設備之間的協議轉換而造成系統實時性下降，同時結合可靠性理論指導開發集成工作，同時整個控制系統的計算機也將會進一步的更新和改造，必然將會擁有更強的綜合處理信息能力。

相信隨著現代網絡技術、通信技術以及電子制造業的快速發展，在不遠的未來，城市軌道交通將會實現更加智能化的控制工作，為人們提供一個更加安全、可靠的乘車環境。

參考文獻

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