地铁屏蔽门系统门控单元的控制方案

轨道交通站台屏蔽门系统及项目实施控制要点摘要：本文对轨道交通屏蔽门的概念及功用、系统构成、项目实施过程及控制要点等进行了简单介绍，可供轨道交通站台屏蔽门设计、加工、安装、监理、运营等相关技术人员参考。

关键词：屏蔽门；项目实施；安装；测试；调试中图分类号：U239 文献标识码：B1 概述安装于地铁、轻轨等轨道交通车站站台边缘，将轨道与站台候车区隔离，设有与列车门相对应，可多级控制开启与关闭滑动门的连续屏障，称为轨道交通屏蔽门，简称屏蔽门。

屏蔽门将站台候车区域与轨道隔离，并设置与列车门对应的滑动门，列车到站后，乘客可通过与列车车门同步打开的滑动门直接出入列车车厢，为候车乘客提供安全保障。

1.1轨道交通屏蔽门系统的组成和工作原理：1.1.1屏蔽门类型轨道交通屏蔽门按其功能可分为两大类：闭式屏蔽门和开式屏蔽门，闭式屏蔽门也是我们通常所说的轨道交通屏蔽门，开式屏蔽门即我们通常说的安全门，开式屏蔽门又有全高开式屏蔽门和半高开式屏蔽门两种。

1.1.2屏蔽门的系统的构成：屏蔽门系统由以下几个主要部分构成：门体结构、门机系统、控制系统。

1）屏蔽门的门体结构屏蔽门门体结构一般由承重结构、门体（包括滑动门、固定门、应急门、端头门）、顶箱、踏步板、上下部连接结构等构成。

2）屏蔽门的门机系统屏蔽门门机是由驱动机构、传动机构、悬挂机构、锁定解锁机构组成，目前国外屏蔽门供应商中一般采用皮带传动门机系统，极少数屏蔽门供应商中一般采用丝杠传动门机系统；丝杠传动门机系统传动效率高，位置控制更准确，但产品成本高、安装精度要求高、维护成本高、噪音大，所以，在屏蔽门行业中应用较少；齿形皮带传动门机系统，噪声低、安装调节便、维护便、维护成本低，在屏蔽门系统中广泛被采用。

3）屏蔽门控制系统由中央控制盘（PSC）、门控单元（DCU）、就地控制盘（PSL）以及传输介质组成。

1.1.3屏蔽门的系统的功能：轨道交通屏蔽门系统具有安全、节能、环保等作用，主要表现在以下几个面：1）保障乘客的安全：屏蔽门将轨道与站台候车区隔离，有效地改善了站台上的安全，防止乘客掉落轨道。

地铁屏蔽门控制系统介绍摘要：本文对屏蔽门系统构成、网络拓扑及各子系统功能进行详细的介绍。

关键词：屏蔽门；控制系统；控制等级；1引言随着我国经济的快速发展，地铁工程项目建设也处在快速发展和不断完善的过程中。

改善地铁系统工程及其配套设施，优化地铁候车环境，提高城市轨道交通的服务水平，已经迫不及待。

城市轨道交通站台屏蔽门是一项集建筑、机械、材料、电子和信息等学科于一体的高科技产品，将轨道与站台候车区隔离，设有与列车门相对应，可多级控制开启与关闭滑动门。

2 系统构成屏蔽门控制系统如图2-1所示，主要由中央控制盘，监控系统，门控单元，就地控制盘，通信链路及外接设备等组成。

工控机监控系统及逻辑处理模块放置在屏蔽门设备房的PSC(PSD System Controller中央控制盘)柜体中。

逻辑处理模块主要功能是与门控单元进行通信，处理屏蔽门开关门逻辑并将整个站的信息上传到工控机监控系统。

一般逻辑处理模块采用冗余热备方式进行工作，正常情况下只有主模块进行信息处理及上传，当主模块故障时，备用模块马上切换为主模块进行信息处理及上传，从而大大提高屏蔽门系统的稳定性。

中央控制盘的继电器组以硬线连接的方式，向滑动门提供开关门命令及采集站台滑动门的锁闭信号。

目前对滑动门的开关命令的发出都是使用硬线的方式，而不直接使用总线控制，主要是考虑到安全性及稳定性，相对来讲硬线比总线更为可靠。

滑动门DCU（Door Control Unit门控单元）通过总线把每个滑动门DCU的状态上传给逻辑处理模块。

逻辑处理模块把信息处理后，上传给工控机监控系统。

上下行继电器组分别连接IBP（ Integrated Backup Panel 综合后备盘）/PSL（PSD System Local controller就地控制盘）/SIG（Signaling信号系统），对屏蔽门进行联动控制。

3 各子系统说明3.1 门控系统站台每个滑动门安装一个DCU，用于单个滑动门的控制。

浅谈地铁屏蔽门作用与控制系统随着城市化的发展，人流的增长变得越来越显著，越来越多的人开始选择在城市中居住、工作和学习。

因此地铁成为了现代城市最为重要的交通工具之一。

与此同时，随着恐怖主义和犯罪活动的增加，地铁安全越来越受到人们的担忧，而地铁屏蔽门的出现成为了解决这一难题的有效手段。

本文将就地铁屏蔽门的作用与控制系统进行详细介绍。

一、地铁屏蔽门的作用1.防止跳闸逃票地铁屏蔽门在进出站口和站台之间安装，可以有效地防止旅客跳过闸机。

这样一来，乘客就必须购买车票才能通过屏蔽门，并保证了车站的收入。

2.控制人流量地铁屏蔽门还能帮助地铁站点管理者控制人流量。

人流量控制是地铁站点安全的关键之一，特别是在高峰期，大批人口的快速流动容易导致拥堵和安全问题。

地铁屏蔽门可以帮助地铁站点管理者控制人流量，并通过行人统计和监视来减少站台拥堵。

3.提升站点安全地铁屏蔽门还是地铁站点安全重要的一环，它可以防止不良分子进入到地铁站内，犯罪活动降低至最低程度，保持地铁站点的安全。

屏蔽门还可以通过轻松设计和组织站点提高站点管理的效率，及时对安全漏洞进行防范和应对。

地铁屏蔽门的控制系统是控制屏蔽门运转的系统，它通常包括以下几个组成部分：1.闸机传感器闸机传感器是一种鼠标尺寸的传感器，它可以检测传感器下方的物体并生成相应的电动触发器。

当传感器检测到一个物体时，电动触发器会接收到信号并从而使屏蔽门自动开启或关闭。

2.开关系统开关系统也是地铁屏蔽门控制系统的重要部分。

开关系统通过手动操作控制屏蔽门的开关。

开关系统通常包括一个电动开关和一个手动开关，使运营人员可以手动操作屏蔽门开关，以解决系统出现故障时的问题。

3.控制器地铁屏蔽门控制器是一个能够检测、控制和监视传感器和开关系统的电子设备。

控制器通常包括一个主控台、电源、电动开关、动作控制器、信号控制器、远程控制和报警控制器。

控制器还可以与其他地铁设备相接口，以协调地铁系统的所有功能。

三、结论地铁屏蔽门的出现有效地解决了地铁站点的乘客安全和运转问题。

地铁屏蔽门系统门控单元的控制方案摘要：地铁屏蔽门系统门控单元是地铁入口安全重要组成部分，本文提出了一种基于嵌入式系统的门控单元控制方案，该方案通过传感器获取乘客信号，通过控制板控制屏蔽门的开关状态，并通过显示屏显示提示信息。

该方案具有实时性强、稳定性好、安全性高等优点。

关键词：地铁屏蔽门，门控单元，嵌入式系统，传感器1.引言随着城市人口的增加，地铁交通成为现代城市最重要的交通工具之一、地铁屏蔽门的安全性能直接关系到乘客的安全。

2.系统架构与工作原理该控制方案采用嵌入式系统作为控制核心，由传感器、控制板和显示屏组成。

传感器负责获取乘客的信号，控制板负责控制屏蔽门的开关状态，显示屏负责显示相关的提示信息。

3.硬件设计控制板采用ARM Cortex-M系列处理器作为主控芯片，具有高性能、低功耗、实时性强等特点。

传感器采用红外传感器，能够准确地检测到乘客的运动。

4.软件设计嵌入式系统采用实时操作系统RTOS作为操作系统，提供了任务调度、内存管理、设备驱动等功能，保证了系统的实时性。

软件主要分为传感器采集模块、数据处理模块、控制模块和显示模块。

4.1传感器采集模块传感器采集模块负责从传感器中获取乘客的信息，包括是否有乘客进入、离开等状态。

4.2数据处理模块数据处理模块负责对传感器采集到的数据进行处理，如判断乘客的状态、计算乘客的数量等。

4.3控制模块控制模块负责根据数据处理模块的结果控制屏蔽门的开关状态。

4.4显示模块显示模块负责将相关的提示信息显示在显示屏上，如乘客数量、开关状态等。

5.通信模块该方案还可以添加通信模块，与其他相关设备进行数据交换，如与地铁列车进行联动控制，实现更加智能化的运行。

6.结论本文介绍了一种基于嵌入式系统的地铁屏蔽门系统门控单元的控制方案，通过传感器获取乘客信号，通过控制板控制屏蔽门的开关状态，并通过显示屏显示提示信息。

该方案具有实时性强、稳定性好、安全性高等优点，在地铁入口安全方面有着广泛的应用前景。

收稿日期:2001-10-12　作者简介:陈海辉(1968-),男,博士后,主要从事智能自控研究.文章编号:1000-565X(2002)04-0044-04地铁屏蔽门控制系统方案陈海辉1　胡跃明1　熊建明2(1.华南理工大学电子与信息工程学院,广东广州510640;2.深圳方大集团股份有限公司,广东深圳518055)摘　要:给出了地铁屏蔽门运行流程与运行模式;构造了在较短时间内实现控制系统国产化方案,并对主要控制部件及网络结构作了介绍.关键词:地铁屏蔽门;控制系统;国产化中图分类号:TP202 文献标识码:A 地铁屏蔽门是围绕地铁站台边缘设置局部开关可控的连续屏墙,将隧道行车区间与站台分隔开,形成一个舒适、安全的候车环境.该产品在新加坡、泰国、香港、日本、法国和英国等新建的地铁得到了应用,深圳、广州、上海和重庆等新建地铁都已确定采用屏蔽门[1,2].地铁屏蔽门是地铁环控系统的重要部件,其活动门数量多,运营中平均每2mi n就须开关门一次,其控制系统必须十分安全可靠.地铁屏蔽门是一复杂的分布参数控制系统,它集建筑、机械、电子和控制等科学于一体,其信息传递速率、同步性、系统可靠性和电磁兼容性等要求十分严格.目前国际上仅有几家国外公司拥有该项技术,如果引进整套国外屏蔽门控制系统,不仅费用极其昂贵,而且难能实现国产化.国内已开始研制和开发,但目前还没有掌握核心技术,在短期内还难以达到工程实用的程度.本文在经过2年多屏蔽门样品研制[3],参照国外屏蔽门工程实例,结合国内研究[4,5]的基础上,较深入地研究了屏蔽门的控制原理,提出在较短的时间内可实现屏蔽门控制系统国产化的方案.1　屏蔽门运行模式1.1　模式概述地铁屏蔽门设计成三种运行模式,按优先级别由低到高依次排列为:正常运行模式、紧急运行模式和手动操作模式,以便达到屏蔽门系统运行与安全的要求.屏蔽门运行流程如图1所示.1.2　正常运行模式在系统正常运行时,列车到站并且停止位置在允许的误差范围内,屏蔽门接受信号系统指令自动或经列车司机确认后控制活动门的开/关.1.2.1　开门操作当列车到站,信号系统确认列车的停止位置在允许的范围内,信号系统发出“列车占用轨道”持续的信息,列车员在司机室内按下开门按钮,信号系统发出开门命令,该命令通过屏蔽门主控机传给门控器,门控器接收到开门命令后,按顺序执行解锁、开门等操作,此时安全回路打开,主控机停止发送“关闭锁”状态信息给信号系统,门机顶盒上的指示灯及门顶盒内的蜂鸣器做相应的动作.在开门过程中,顶盒上的指示灯闪烁,操作报警盘、主控机上“所有屏蔽门全开”状态指示灯亮,端头控制盒PSL上“关闭且锁”状态指示灯灭.当门开到位后,顶盒上指示灯常亮.1.2.2　关门操作列车需要离开站台时,列车员在司机室启动关门命令,信号系统通过主控机向门控器发出关门命令.门控器接收到关门命令后,按顺序执行关门、闭锁等操作.在所有屏蔽门关闭且锁定后,面板上的指示灯熄灭,并且主控机向信号系统发出所有屏蔽门关闭并锁闭的状态信息,允许列车离站.在关门过程中,顶盒上的指示灯闪烁,在所有屏蔽门关闭且锁闭华南理工大学学报(自然科学版)第30卷第4期J our nal of Sout h Chi na U niversit y of Tech nology V ol.30　N o.4 2002年4月(Nat ural Scie nce Edition)Ap ril　2002后,顶盒上指示灯和操作报警盘及主控机上“所有屏蔽门全开”状态指示灯灭,主控机及站台端头控制盒面板上的“门关且锁”状态指示灯点亮.图1　地铁屏蔽门运行流程Fig.1　Process cont rol of met ro platf or m scree n1.2.3　障碍物探测屏蔽门在关闭的过程中探测到障碍物,活动门停止关闭并且重新打开,然后重新关闭.活动门连续进行3次(次数可以调整)的关闭与重开循环,如障碍物仍旧没有消除,活动门将完全打开并保持静止,发出报警,等待站台工作人员或乘客消除障碍物.障碍物消除后,手动关闭且锁定活动门.1.3　紧急运行模式当系统出现紧急情况,如列车停位不正确,或者在列车非运营期间进行测试时,通过设置在车站控制室内的操作报警盘来实施紧急操作的功能(该操作不经过信号系统),授权的站台工作人员用专用的钥匙开启车站控制室内的操作报警盘上的钥匙开关,并操作开门/关门按钮.该种操作模式称作车站级紧急操作.通过对端头控制盒(PSL )的操作,同样可以实现紧急操作模式.只有在车站控制室内的操作报警盘上实施了紧急操作的功能,并且“紧急操作”信号传给了主控机,才能实现站台PSL 的“紧急操作”功能.该种操作模式称作站台级紧急操作.在紧急操作模式下,同样可以通过就地控制盒、站台侧通过专用钥匙、轨道侧通过解锁把手来对屏蔽门进行操作.假如屏蔽门系统不能将“门关且锁”信号传给信号系统,并且确认没有乘客或物体夹在屏蔽门中间,且屏蔽门已经关闭且锁定,列车司机(或授权的站台工作人员)可以通过专用的钥匙操作位于PSL 上的转换开关,再用钥匙打开端头控制盒上的“互锁解除”开关,向信号系统发送一个取代的“门关且锁”信号,允许列车离开站台.1.4　手动操作模式1.4.1　单个活动门故障检修当屏蔽门单个活动门故障检修时(如:门锁定开关故障),可以通过操作设置在门顶盒内的就地控制盒上的控制转换开关执行相应的控制模式,控制转换开关是一个三位转换开关,有自动/隔离/就地三位控制模式的选择.(a )自动:在此位置时,系统可以正常操作.(b )隔离:在此位置时切断门控器的电源.该种模式主要是在进行故障门维修时采用.(c )就地控制:在此位置时,安全回路被旁路,允许使用就地控制盒上的开/关门按钮进行开/关门的操作.该种模式主要用于单个门的维护.1.4.2　机械手动操作为了安全和保险起见,设置以下机械手动操作为最优级操作:(a )紧急条件下单个活动门的手动操作(门级手动操作).一旦出现系统故障,比如:系统电源故障、单个活动门故障以及紧急撤离等,授权的站台工作人员在站台侧通过专用的钥匙、乘客在轨道侧通过操作手动解锁装置进行人工操作,打开屏蔽门.(b )应急门的手动操作.当列车无法在规定范围内停车,且偏离量较大,而且乘客无法从活动门进出时,站台工作人员在站　第4期陈海辉等:地铁屏蔽门控制系统方案45台侧用钥匙打开应急门或由列车司机通过广播指导乘客用开门把手打开应急门.(c )端头门的手动操作.当隧道内发生火灾等情况,需要在隧道内停车时,乘客将从车厢疏散到隧道,用开门把手打开端头门,乘客通过端头门进入站台.2　控制系统结构屏蔽门控制系统主要由主控机、端头控制盒、门控器、声光告警装置、就地控制盒、操作告警盘及总线网络组成,以一侧站台30档屏蔽门为控制对象单元的控制系统主要结构体系如图2所示.图2　地铁屏蔽门控制系统Fig.2　Cont rol syste m of met ro platf or m scree n door2.1　主要控制部件2.1.1　主控机主控机是屏蔽门控制系统的主要接口设备,为信号系统、机电设备监控系统、端头控制盒、操作报警盘、电源系统、门制器和安全回路提供接口连接.主控机的主要功能是通过两个系统来保证:(1)命令处理模块.由机-电模块(包括安全继电器)组成,主要处理控制命令及重要状态信息,包括远程开/关门命令(信号系统发出)、“紧急操作”执行信号、“紧急开门”命令、“紧急关门”命令、端头控制命令、“门关且锁”信号和“互锁解除”信号等.(2)监视系统.处理屏蔽门系统及单个门的报警/状态/事件信息,并将这些信息发送到相关的监控点,用于人-机交流、升级软件的下载、门参数的修改和数据记录.主控机可选工控机或可编程控制器PL C [2,7].由于屏蔽门对外控制点及各种光电开关、行程开关等都属于开关量接点,属于典型的开关量逻辑回路控制系统,PL C 适合大量的开关量逻辑回路控制.2.1.2　门控器门控器位于每个活动门的顶盒内,每个屏蔽门单元有一个门控器.活动门的动作是通过门控器对直流电机的控制来实现的,门控器与监视系统之间的通信是通过使用数据传输网络总线来实现的.每个门控器在网络上都有一个唯一的地址,主监控系统能辨别每个门控器的地址,并从门控器处获取信息.门控器由微处理器、存储器、输入/输出电路、网络接口和电机驱动电路等组成[4].2.1.3　操作报警盘操作报警盘显示各档屏蔽门的开关状态和故障与否,车站控制室内的操作报警盘还具有在紧急状46　华南理工大学学报(自然科学版)第30卷　态下,对各侧屏蔽门的开关功能.设在站台监视亭内的操作报警盘不设置对屏蔽门的控制功能.2.1.4　端头控制盒考虑地铁列车双向运行的要求,可为每侧站台二端(端头/端尾)均提供一套端头控制盒.端头控制盒配置钥匙开关,允许列车员或站台人员用专用钥匙进行紧急开关、联锁取代等操作,在执行端头控制操作之后,信号系统将处于闭锁状态.2.2　网络结构控制命令采用硬线传输的网络结构方案见图2,命令处理模块采用硬线连接,监视模块采用总线连接.实际上,控制命令也可以通过总线传输,即将图2中的主控机与门控器的硬线连接改为总线连接,总线传输能耗及干扰均较小.作者认为控制命令采用硬线传输的方案较好,因为屏蔽门控制命令信息量很少,总线冗余才能达到与硬线连接同等的可靠性.在实际工程设计中,要考虑门控器的要求,有的门控器只受总线驱动.主控机、操作指示盘和门制器组、机电设备监控系统可通过网络总线构成开放网络系统进行数据传输、参数设置和软件下载[5].主控机监视系统与门控器之间采用现场总线监视系统是命令者(主),门控器是响应者(从),每个门控器在网络上有唯一的编码,通过编码连接器挂接在总线上.主控机与电源系统(包括驱动电源和不间断电源U PS 部分)通过RS 485总线连接,主要是收集电源系统的有关监控信息.2.3　控制系统设计特点所有控制线路通过硬线连接,保证了控制系统的高可靠性,成本较低.监控系统采用标准的国际工业网络数据总线进行链接,传输大量信息.采用这种方式保证了系统操作的高可靠性、良好的功能和设备扩展,除门控器需要进口外,其他控制部件和软件都能由国内的专业公司提供.3　结束语阐述了屏蔽门运行模式,提出了可在较短的时间内实现屏蔽门控制系统的国产化方案.该方案提出采用可编程控制器作主控机,硬线组建控制命令体系,现场总线组建网络监视系统,执行机构(门机和门控器)进口.该控制系统可靠性高,维护便利,为将来的进一步扩展提供了广阔空间.参考文献:[1]　刘承东.屏蔽门系统在地铁中的应用[J ].城市交通研究,2000,(1):43-45.[2]　高　净.深圳地铁车站站台屏蔽门系统[J ].城市交通研究,1999,(4):47-48.[3]　熊建明,朱卫平,陈海辉.地铁站台屏蔽门[P ].中国专利:ZL 99254710.5,2000-09-30.[4]　胡文伟.广州地铁一号线车辆客室车门控制系统的设计[J ].电力机车技术,2000,(2):15-17.[5]　胡小刚.可编程控制器和现场总线在地铁机动车上应用的研究[J ].北方交通大学学报,2000,24(4):108.Propos al of Cont rol System of Met ro Platfor m Screen DoorChen Hai-h ui 1　Hu Yue-mi ng 1　Xiong J ia n-mi ng2(1.College of Elec.&Inf.Eng.,Sout h China U niv.of Tech.,Gua ngzhou 510640,China ;2.She nzhe n Fa ngda Group Co.L t d.,She nzhe n 518055,China )Abst ract :The p ap er discusses t he p rocess cont rol a nd w or k mode of t he Met ro Platf or m Scree n D oor.A cont rol syste m w hich may be domestically ma nuf act ured i n a s hort ti me is p rop osed.Its p ri ncip al p a rts a nd netw or k st ruct ure a re also i nt roduced.Key words :met ro platf or m scree n door ;cont rol s yste m ;domestication　第4期陈海辉等:地铁屏蔽门控制系统方案47。

地铁屏蔽门控制系统控制模式及常见故障处理方法
地铁屏蔽门控制系统控制模式有三种，分别为：
1.正常模式：在系统正常运行模式下，列车到站并且停在允许的误
差范围内时，屏蔽门系统接受信号系统指令或列车司机确认后控制活动门的开关。

2.降级模式：当信号系统故障、屏蔽门发生故障或列车出现紧急情
况时，屏蔽门自动进入降级模式，此时活动门完全开放，由站台工作人员监控列车乘客上下车情况。

3.手动模式：当信号系统发生故障或屏蔽门发生故障时，站台工作
人员可以在站台侧对屏蔽门进行手动操作，此时屏蔽门活动门完全开放，由站台工作人员手动控制开关。

地铁屏蔽门控制系统常见故障处理方法有：
1.整侧滑动门无法开、关。

重新启动PEDC或更换PEDC，故障PEDC
需返厂维修。

2.PEDC故障。

断电重启PEDC，若仍未恢复，更换PEDC。

3.PEDC信道故障。

断电重启PEDC，若仍未恢复，及时更换PEDC。

浅谈地铁屏蔽门作用与控制系统
地铁屏蔽门的作用主要有三点。

地铁屏蔽门能够保护乘客的安全。

随着地铁站客流量
的增加，为了防止意外事故的发生，地铁屏蔽门被引入到地铁站的出入口。

一旦乘客进入
了屏蔽门区域，屏蔽门就会自动关闭，防止他们跌落到铁轨上或者被挤压。

地铁屏蔽门能
够提高地铁站的运营效率。

屏蔽门的存在可以减少人员的管理成本，自动完成进出站的记
录工作，提高乘客的进出速度，减少了乘客因为等候进站而产生的拥堵现象。

地铁屏蔽门
还可以防止非法乘客进入地铁站。

通过设置反跳闸装置，屏蔽门可以防止乘客逃票或者未
经允许进入地铁站，保证了地铁的正常运营秩序。

地铁屏蔽门的控制系统是地铁屏蔽门能够正常运行的关键。

控制系统主要包括传感器、控制器和执行器。

传感器用来监测乘客的进出状态，一旦传感器检测到乘客进入或者离开
屏蔽门区域，就会向控制器发送信号。

控制器是整个系统的大脑，它根据传感器的信号进
行判断，并给出相应的控制命令。

执行器负责实际控制屏蔽门的开启和关闭动作。

控制系
统还会根据乘客流量的大小来自动调节屏蔽门的开启和关闭速度，以保证乘客的顺畅进出，并确保乘客的安全。

在控制系统的设计中，还应考虑到一些特殊情况的处理。

比如乘客进入屏蔽门区域后
突然倒地，或者进入后又迅速转身返回，这时控制系统应该能够及时作出反应，停止屏蔽
门的动作，避免对乘客造成伤害。

对于儿童和老年人等特殊人群，控制系统应该有相应的
设置，以提供更加安全的使用体验。