城市軌道交通安全門遠程監(jiān)視盤（PSA）設(shè)計

魏耀南 王志飛

【關(guān)鍵詞】安全門 PSA 門控 單元

1 簡介

安全門是安裝于城市地鐵或城際快車車站站臺邊緣的設(shè)備，當(dāng)列車進站時，安全門隨著列車門打開而同步打開；當(dāng)列車出站時，安全門隨著列車門關(guān)閉而同步關(guān)閉。極大的提高運營安全系數(shù)、改善乘客候車環(huán)境、節(jié)約運營成本。

安全門系統(tǒng)是集建筑、機械、電子和控制等學(xué)科于一體的綜合性設(shè)備，其中電氣部分主要由門控單元DCU、中央控制盤PSC、就地控制盤PSL和遠程監(jiān)視盤PSA等構(gòu)成。

2 功能需求

（1）PSA軟件包應(yīng)實現(xiàn)對車站所有安全門狀態(tài)信息的監(jiān)視和故障報警功能。

（2）監(jiān)視各重要控制回路動作狀態(tài)；如PSL、信號系統(tǒng)、IBP盤，手動操作的開門、安全回路。記錄信號系統(tǒng)發(fā)出的開門、關(guān)門命令以及向信號系統(tǒng)反饋的關(guān)閉并鎖緊、互鎖解除等信息。

（3）系統(tǒng)采用圖形功能強、用戶界面友好的、能支持多種圖形格式和中文界面的正版控制軟件。

（4）軟件的設(shè)計遵循可靠性、可維修性、安全性及冗余設(shè)計的原則，充分考慮系統(tǒng)的可靠性并進行軟件功能、處理能力方面的預(yù)留。

（5）PSA軟件包應(yīng)與中央控制盤（PSC）網(wǎng)絡(luò)軟件兼容，可支持網(wǎng)絡(luò)接口功能。

（6）系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)響應(yīng)時間最長不超過300ms。

3 架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)在每個站臺設(shè)置一套PSC柜，內(nèi)部由兩臺PLC、交換機、監(jiān)視主機和接口繼電器組等組成。其中PLC負責(zé)采集和匯總每側(cè)站臺設(shè)備的運行數(shù)據(jù)：通過現(xiàn)場總線采集對應(yīng)側(cè)門控單元的狀態(tài)數(shù)據(jù)和通過干接點的接口電路獲取PSL、IBP、電源等設(shè)備的控制和狀態(tài)信號，并提供以太網(wǎng)的通信接口，我方系統(tǒng)應(yīng)用的是施耐德的PLC，采用了TCP/MODBUS通信協(xié)議。監(jiān)視主機通過該接口讀取和匯總兩臺PLC的數(shù)據(jù)。

遠程監(jiān)視盤的架設(shè)有兩種方案：第一種為PSA與監(jiān)視主機連接，從監(jiān)視主機中獲取站臺運行數(shù)據(jù)，該方案減輕了PSA的數(shù)據(jù)匯總工作，但監(jiān)視主機必須得提供通信接口，增加了監(jiān)視主機的運行負擔(dān)，并且一旦監(jiān)視主機崩潰或者死機，PSA將獲取不到任何數(shù)據(jù)。第二種方案為PSA同監(jiān)視主機一樣直接通過交換機與PLC相連，如圖1所示，該方案架構(gòu)簡單可靠，并能減小數(shù)據(jù)獲取的延遲時間。本文選擇采用第二種方案。

4 功能設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)功能將遠程監(jiān)視盤軟件劃分為四部分，分別為通信連接管理模塊，站臺狀態(tài)監(jiān)控模塊，門控單元監(jiān)控模塊和數(shù)據(jù)區(qū)，如圖2所示。其中通信連接管理模塊負責(zé)通信創(chuàng)建、刪除、故障檢測和自恢復(fù)等功能，并讀取PLC的數(shù)據(jù)將其存儲到數(shù)據(jù)區(qū)。站臺狀態(tài)監(jiān)控模塊和門控單元監(jiān)控模塊從數(shù)據(jù)區(qū)讀取數(shù)據(jù)通過分析和處理顯示到界面上。

4.1 通信管理模塊

通信管理模塊主要完成兩部分功能，管理通信連接和讀取數(shù)據(jù)。在初始化階段，根據(jù)用戶設(shè)定通訊端口和IP地址發(fā)送連接請求。成功建立連接后，返回對應(yīng)的對象變量，供模塊調(diào)用以收發(fā)數(shù)據(jù)，如果連接失敗，則觸發(fā)連接失敗事件通知用戶，延時3s后再次發(fā)送連接請求，直到連接成功為止。另外，在通信過程中還需實時判斷通信狀態(tài)，以防止網(wǎng)絡(luò)中斷或掉線。為滿足實時性的需要，軟件每100ms向兩臺PLC各發(fā)送一次讀取請求，將讀到的數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)區(qū)。

4.2 數(shù)據(jù)區(qū)

數(shù)據(jù)區(qū)用以存儲當(dāng)前的站臺運行數(shù)據(jù)，主要包括DCU運行數(shù)據(jù)、DCU總線狀態(tài)和控制設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。每個DCU的狀態(tài)由3個字構(gòu)成，目前國內(nèi)地鐵的基本都采用B型車，最大編組為8節(jié)編組，所以這里按32個門分配地址空間；DCU總線狀態(tài)里存儲每個DCU的通信狀態(tài)；控制設(shè)備狀態(tài)里存放了PSL、信號系統(tǒng)、IBP和PSC等設(shè)備的輸入輸出狀態(tài)。

4.3 站臺監(jiān)視模塊

站臺監(jiān)控模塊從數(shù)據(jù)區(qū)讀取數(shù)據(jù)進行邏輯分析和判斷，在界面上做出顯示。為達到友好的效果，在界面顯示區(qū)按照設(shè)備類型進行分組，一般狀態(tài)采用藍色標(biāo)志顯示，激活狀態(tài)采用綠色標(biāo)志、故障和報警狀態(tài)采用紅色標(biāo)志。

4.4 門控單元監(jiān)視模塊

門控單元監(jiān)視模塊根據(jù)當(dāng)前選擇的門牌號每100ms讀取一次DCU運行數(shù)據(jù)和總線狀態(tài)，在界面上按照數(shù)據(jù)類型將界面劃分為嚴(yán)重錯誤、報警、門位置狀態(tài)、LCB操作信息和其他狀態(tài)信息，方便用戶直觀的查看每個DCU的工作狀態(tài)。

5 結(jié)束語

本文在分析城市軌道交通安全門遠程監(jiān)視盤功能基礎(chǔ)上，提出了模塊化設(shè)計方案，并根據(jù)方案完成了軟件的設(shè)計實現(xiàn)。通過實際測試，軟件滿足穩(wěn)定性、可靠性和可擴展性的需求，具備應(yīng)用到實際項目工程的條件。

參考文獻

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