基于歐洲標準關(guān)門力的軟件控制研究

袁娜 朱峰

（南京康尼電子科技有限公司 江蘇省南京市 210000）

1 背景

隨著“綠色交通、健康生活”理念的深入人心，城市軌道交通憑借快速、便捷、安全、運量大等特性，成為了城市公共交通的重要組成部分，越來越多的人選擇軌道交通作為出行方式，但隨之而來的則是軌道車輛日趨上升的客流壓力。由于停站時間短、客流量大，在上下客關(guān)門時時常發(fā)生車門無法正常關(guān)閉的情況[2]。

為此，歐洲標準委員會于2019年發(fā)布的EN 14752《鐵路應(yīng)用‐鐵路車輛車身側(cè)門系統(tǒng)》標準，標準中明確了關(guān)門力的要求。其目的是通過對車門不同位置設(shè)置不同的關(guān)門力，進而滿足高密度高流量的需求[1]。

2 EN14752-2019關(guān)門力概述

EN14752‐2019 標準中關(guān)門力有兩種要求：曲線1 和曲線2，其中曲線1 是標準曲線，曲線2 是可選曲線，對應(yīng)峰值作用力見圖1和表1，其中圖1 為 EN14752‐2019 標準中關(guān)門力的要求，表1 為將標準解析后的不同凈寬峰值作用力詳細數(shù)據(jù)。

圖1：基于車門浄寬的峰值作用力

表1：基于浄寬的峰值作用力詳細數(shù)

從圖1 和表1 中可以看出，凈寬300mm 內(nèi)，曲線1 和曲線2的關(guān)門力要求相同，凈寬300mm 后，曲線2 比曲線1 的關(guān)門力更大。當(dāng)出現(xiàn)早晚高峰或其他人流量較大的車站時，司機可以通過網(wǎng)絡(luò)對關(guān)門力曲線1 和曲線2 進行切換，以適應(yīng)不同的人流量，進而保證車門的可靠關(guān)閉。

3 區(qū)域分割自適應(yīng)算法

由于EN14752‐2019標準中對不同凈寬的關(guān)門力的要求不一樣，且不同的車門機械阻力也不盡相同，為了更好的實現(xiàn)關(guān)門力的控制，軟件中采用區(qū)域分割自適應(yīng)算法，通過分段電流自學(xué)習(xí)和分區(qū)設(shè)定電流偏移值，在計算出的電流自學(xué)習(xí)平均值的基礎(chǔ)上加上一定的電流偏移量，作為該區(qū)域的給定電流限幅值，以達到不同凈寬設(shè)定不同給定電流限幅值的目的，進而滿足不同凈寬關(guān)門力的要求[3]。

3.1 分段電流自學(xué)習(xí)算法

分段電流自學(xué)習(xí)算法目的是在不同凈寬和不同機械阻力情況下，通過軟件自學(xué)習(xí)計算出全行程的平均電流值，以便更好的對電機電流進行控制。

算法概述如下：將整個關(guān)門行程以一定的間隔劃分成n 個區(qū)域，計算出每個區(qū)域的電流值平均值，這里電流平均值的算法為該區(qū)域內(nèi)所有小于0 的電流給定值之和除以該區(qū)域內(nèi)所有小于0 的給定電流值的采樣點數(shù)，進而得出全行程電流平均值，并作為給定基準電流。

以總行程2000mm 為例，如圖2 為平均阻力計算示意圖，從圖中可以看出，軟件中將總行程以一定的間隔劃分成n 個區(qū)域，當(dāng)位置發(fā)生變化時，計算出該區(qū)域內(nèi)的電流平均值，進而得出全行程電流平均值，并作為基準電流。

圖2：平均阻力計算示意圖

3.2 分區(qū)設(shè)定電流偏移值

分區(qū)設(shè)定電流偏移值算法概述：根據(jù)EN14752‐2019 標準中關(guān)門力的測試要求，需使用測試傳感器分別對50mm、100mm、200mm、300mm、500mm 凈寬處的關(guān)門力進行測試，基于此軟件將總行程分為6 個區(qū)域，分別為：<50mm、50～100mm、100～200mm、200～300mm、300～500mm、>500mm，并對不同凈寬處的門位置進行測試，將測試后的門位置作為不同區(qū)域邊界值，從而實現(xiàn)對不同區(qū)域設(shè)定不同的電流偏移值。

以總行程2000mm 為例，需要測試不同凈寬對應(yīng)的門位置值，具體操作如下：

第一步：門控系統(tǒng)上電后，操作緊急解鎖裝置將車門手動開到位；

第二步：將測試傳感器的測量凈寬設(shè)置為50mm，并放于測量位置；

第三步：手動緩慢關(guān)門，將車門關(guān)至恰好夾住測力錘；

第四步：通過CCS 軟件畫圖功能記錄當(dāng)前門位置，重復(fù)測量3次后取平均值；

第五步：重復(fù)以上操作，分別測試其它凈寬對應(yīng)的門位置值。

圖3 為第1 次測量不同凈寬門位置圖形。

圖3：不同凈寬門位置測量圖形

不同凈寬重復(fù)測量3 次后的門位置數(shù)據(jù)見表2。

表2：不同凈寬門位置數(shù)據(jù)

關(guān)于邊界值的計算，軟件取相鄰測量位置平均值的中間值作為邊界值，例如：第一塊區(qū)域為<50mm，則50mm 處的邊界值為：（212+272）/ 2 = 242 CAP。不同區(qū)域凈寬對應(yīng)邊界值見表3。

表3：不同區(qū)域凈寬邊界值

根據(jù)上述邊界值，軟件中關(guān)門過程中的電流分為6 個區(qū)域進行設(shè)定，每個區(qū)域的給定電流限幅值為分段自學(xué)習(xí)電流值+分區(qū)電流偏移量。

4 方案驗證

以總行程2000mm 為例，分別對曲線1 和曲線2 進行關(guān)門力測試，具體測試結(jié)果如表4，從測試結(jié)果可以看出，基于區(qū)域分割自適應(yīng)算法，曲線1 和曲線2 的關(guān)門力均可滿足EN14752‐2019 標準關(guān)門力的要求。

表4：不同區(qū)域凈寬實測關(guān)門力數(shù)據(jù)

5 結(jié)束語

基于EN14752‐2019 標準中對不同凈寬關(guān)門力的要求及車門機械阻力的差異，軟件采用區(qū)域分割自適應(yīng)算法，更好的實現(xiàn)對車門關(guān)門力的控制，保障車門系統(tǒng)的可靠關(guān)閉。