地铁屏蔽门监控系统的分析与设计

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1、地铁屏蔽门监控系统的研究与设计1．1．2研究意义地铁在我国起步较晚，屏蔽门系统的应用更是在2003年才丌始，积累的实践经验不多【l51。据媒体报道，国内大城市地铁屏蔽门开通运营以来，因障碍物探测功能的不足，曾发生多起屏蔽门夹人事故【l61。2010年中国地铁屏蔽门市场分析及前景预测报告提到“地铁屏蔽门行业作为我国一个新兴的行业，虽然行业的技术发展较快，但是在行业标准、技术发展等方面仍然存在一定的问题”。目前，屏蔽门系统障碍物的探测是通过计算屏蔽门关门过程中产生的央紧力来判断的。因为该央紧力与电机电流存在对应关系，所以可通过比较门速曲线中的电机

2、电流而获得，如广州地铁就采用该方法【17】。国内所使用的屏蔽门都是依托国外技术，国外的交通环境相对较好，客流量小，因而不需要高敏感的障碍物检测功能，但是由于国内客流量比较大，应用后屡屡发生央人事故，若将屏蔽门预期电机电流设置过低，又会导致障碍物检测过于敏感，容易造成误判，从而影响运营效率【18,19】。另外，在实际运营中，由于车门与屏蔽门采取联动控制，当站台某一扇屏蔽门因故障而无法打开时，在该处等待的乘客下车时如果没有发现屏蔽门锁闭，就会撞到屏蔽门上，造成不必要的伤害；如果发现后改用其他车门下车，也会使乘客上下车时间延长。反之，当列车的某个车

3、门故障无法打丌时，等待上车的乘客也可能出现类似事件，造成旅客上、下车混乱，干扰正常秩序，降低运营效率[20．211。此课题的研究意义在于：对现有地铁屏蔽门在现场使用中出现的联动控制功能和障碍物探测功能方面所存在的不足提出相应的改进措施，并在此基础上利用DSP的无刷直流电机控制技术和红外光幕探测技术完成屏蔽门监控系统的软、硬件的设计。另外还结合上位机监控技术实现对自动或手动控制、参数的修改以及报警和显示等功能。因此设计出一套完善及实用的地铁屏蔽门监控系统，不仅可以提高我国地铁屏蔽门监控系统的可靠性与安全性，同时还可以打破国外的技术垄断，降低成本

4、，为进一步加快屏蔽门设备国产化的步伐提供一些理论与实际的依据。1．2国内外研究现状世界上的第一套屏蔽门系统距今已有20多年，最早应用于新加坡地铁NEL线，使用结果表明不仅提高了地铁的运营效率，而且还使空调节能率达到．50％左右【22]。为了在不影响乘客安全的基本原则上，进一步降低运营成本，1991年，日本在东京地铁南北线上安装了屏蔽门之后，只需司机1人操作即可，取消了沾台监督接发列车的值班人员，降低了管理成本【231。在国内于1997年，香港地铁在机场铁路安装了站台屏蔽门，为乘客上下车提供了很大的方便，另外，在新建将军澳线新车站和北角站的2个

5、站台时也引兰州交通大学硕士学位论文进了站台屏蔽门【24

6、。进入21世纪以后，随着国内相关技术的迅速发展，大陆新建的地铁线也开始考虑大量使用屏蔽门。2003年6月28日，国内大陆地区第一套站台屏蔽门系统应用于广州地铁2号线。与未使用屏蔽门的1号线相比，减少了车站冷气在隧道里的散失，在节能方面，空调通风系统将近减少了20％的电能消耗【251。对屏蔽门控制系统的研究，国内已有多位学者从事过相关工作。2005年，由王珩研究的《地铁站台屏蔽门计算机控制技术的研究与实现》主要对地铁站台屏蔽门系统中的计算机控制技术进行全面地总结，并建立一套完整的技术方案，

7、包括主控机、电源、各类控制装置、声光告警装置、总线网络等硬件和控制系统软件，与其它地铁系统接口的计算机技术及系统的测试方案：2010年，尹盼春与南京熊猫机电仪技术有限公司合作，研制出一种可以面向市场的、低成本的屏蔽门控制系统，该控制方案采用ARM7微控制器实现数据的处理，集屏蔽门电机驱动控制与屏蔽门逻辑控制于一体，有效节省了制造成本；2012年，由劳运敬研究的《地铁屏蔽门控制系统的研究》详细的介绍了地铁屏蔽门系统的构成和控制系统的功能，并结合相关理论基础，制定了系统的总体方案设计【261。国际上，在地铁屏蔽门领域，英国的西屋(Westhous

8、e)公司为首家研发企业，该公司与瑞士卡Fn,(Kaba)公司、法国法维莱(Faiveley)公司和日本那博克(Nabeo)公司一起，成为目前世界上拥有核，tl,生产技术和主要市场份额(约占国际屏蔽门的90％)1拘)---家【271。为了打开中国地铁屏蔽门市场，这些公司分别与国内的部分企业进行合作，如广州奥的斯电梯公司与英国西屋公司负责设计和建设广州地铁二号线屏蔽门；法维莱公司于2000年和深圳方大集团共同承建了泰国曼谷地铁等屏蔽门工程项目；瑞士卡巴公司也与江苏金创集团合作在国内承接屏蔽门工程项目；日本那博克公司与重庆川仪总厂有限公司就屏蔽门项

9、目也进行着合作。国内最早开始从事屏蔽门研究的是广州奥的斯电梯有限公司和深圳方大集团，之后逐渐增加了广州广日集团、上海通用冷气机有限公司、重庆川仪总厂有限公司等。其中