屏蔽门与列车门开关同步性测量方法探讨

曲泽超， 李兆君， 赵 晗

(郑州市轨道交通有限公司 运营分公司 河南郑州， 450015)



屏蔽门与列车门开关同步性测量方法探讨

曲泽超， 李兆君， 赵 晗

(郑州市轨道交通有限公司 运营分公司 河南郑州， 450015)

介绍地铁屏蔽门与列车门的开关时序，阐述了屏蔽门与列车门同步性测量方法，通过模拟示例图分析，最终得出两种测试方法的优缺点，为进行现场实际测试提供了理论依据。

屏蔽门； 列车门； 同步性； 时序

屏蔽门系统是现代化地铁的必备设施，它沿地铁站台边缘设置，将列车与地铁站台候车区隔离，避免了人或物落入轨道和非法进入轨道，杜绝安全事故的发生。由于涉及到乘客上下车的安全问题，屏蔽门通常会与信号系统有相互的接口，通过一套相应的机制保证屏蔽门的安全。在与信号系统联动的情况下，列车门与屏蔽门的同步性一直是很多地铁城市讨论的焦点，目前没有统一的标准，在简述同步性的基础上，着重探讨屏蔽门与列车门开关同步性的测量方法。

1 列车门、屏蔽门开门过程

在信号系统控制下，列车门和屏蔽门的开门过程如下。

(1)列车到达站台。列车停在信号系统的停车窗内，确认对齐站台。

(2)信号车载设备向车辆设备发出车门打开允许命令，并发出命令给车载控制器打开列车门；同时，信号系统车载设备发出命令给信号系统轨旁设备，在接到信号系统车载设备命令，轨旁设备通过硬件接口(区域控制器和联锁)，向屏蔽门控制器发出使能和开门命令，打开屏蔽门。

列车门与屏蔽门的开启一般时序如图1所示。

2 列车门、屏蔽门关门过程

在信号系统控制下，列车门和屏蔽门的关门过程如下：

(1)列车门的关闭由司机按下关闭左、右车门按钮发起。

(2)当检测到司机发出的关闭车门请求后，信号车载设备将向信号轨旁设备发出命令要求关闭屏蔽门，信号轨旁设备随后向屏蔽门控制器发出命令关闭并禁用屏蔽门。当信号车载设备检测到列车门与屏蔽门均关闭并锁紧后，将允许列车离站。

图1 列车门、屏蔽门开启一般时序

列车门与屏蔽门的关闭一般时序如图2所示。

图2 列车门、屏蔽门关闭一般时序

3 列车门、屏蔽门同步性测量方法

为了测量列车门与屏蔽门开关同步性，给出了两种方法：振动加速度计测量法、非接触式光电传感器测量法。

3.1 振动加速度计测量法

在地铁屏蔽门和列车门上分别安装固定一个振动加速度计，加速度计的信号接入数据采集系统的两个通道。当给出开闭命令后，屏蔽门和列车门会由静止状态转为运动状态，引起门体的振动，这个振动由加速度计所拾取，并输入到采集系统。测量示意图见图3。

图3 加速度计法测量示意图

在屏蔽门和列车门的动作过程中，数据采集系统一直进行高速不间断数据采集，采样率为200 kHz。产生的两个加速度信号示意图见图4。

图4 振动加速度信号示例图

从两个加速度计的时域信号来看，这两个信号从零开始变大并持续振动，如果屏蔽门和列车门不是同时启动的，非零振动信号的起始时刻不同。如何求出这两个信号的时间差，可以按照以下3种方法进行计算：时域波形对比法、互相关分析法、基于相位变换加权广义互相关时延估计法。

(1)时域波形对比法

从图5时域波形图可以直接计算两振动加速度信号变大的起始时间差，这种方法优点是读取方便，不需要相关计算，不足之处是精度不高。

(2)互相关分析法

信号x1(n)与x2(n)的互相关函数定义为

利用互相关函数进行相关计算，找到Rx1x2(m)最大值对应的时刻，就是两信号的时间差。也即屏蔽门和列车门的启闭时间差，见图6及图7所示。

图5 加速度信号放大图

图6 互相关函数曲线示意图

图7 最大值对应时间差放大图

(3)基于相位变换加权广义互相关时延估计法(GCC-PHAT)

通过对两信号进行互功率谱分析，并在频域内进行加权，来对信号和噪声进行白化处理，增强信号中信噪比较高的频率成分，来抑制噪声的影响，再反变换到时域，得到两信号的广义互相关函数，再取模的倒数，最后得出GCC-PHAT函数。效果示例图见图8所示，由最大值可以确定屏蔽门与列车门启闭的时间差。

图8 GCC-PHAT函数示例图

3.2 非接触式光电传感器测量法

在屏蔽门和列车门上分别粘贴反光条，将光电传感器固定在立柱支架上，见图9所示。在门体静止时，光电传感器正对反光条，这时，光电传感器发出的是高电平，当发出车门启动命令后，反光条会随着门体移开，光电传感器不再跟反光条正对，此时光电传感器发出的是低电平。由高低电平的过渡时刻的差值，可以确定两门动作的时间差。测量示意图见图10所示。

图9 非接触式光电传感器测量示意图

图10 光电传感器测量示例图

4 结束语

分析两种同步性测量方法，各有优缺点，可结合两种测量方法，进行现场测量，取长补短，最终可以得出一套合理科学的测量方法。

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Discussion on Synchronization Measuring Method of Platform Door and Train Door

QUZechao,LIZhaojun,ZHAOHan

(Operating Company, Zhengzhou Rail Transit Co., Ltd., Zhengzhou 450015 Henan, China)

This paper introduces the opening and closing timing of subway platform door and train door, and describes the synchronization measuring method for platform door and train door. Through the simulation example diagram analysis, the advantages and disadvantages of two test methods are obtained, which can provide the theoretical foundation for the practical test.

platform door; train door; synchronization; timing

1008-7842 (2015) 03-0124-03

��)男，工程师(

2014-11-14)

U239.5

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2015.03.30