軌道交通站臺門設備維修系統

文/陳棟 李帥

站臺門是現代軌道交通車站中十分重要的機電一體化設備，為保障乘客出行安全，改善候車環境，它在整個站臺上通長布設，將站臺軌道區與候車區分隔開來。執行ATO 的系統級控制指令，伴隨列車車門的開閉而同步開閉。

1 站臺門控制系統及維護終端

站臺門控制系統主要由中央控制盤（PSC）、門控單元（DCU）、就地控制盤（PSL）、就地控制盒（LCB）、緊急控制盤（IBP）和設備維修終端（PTE）等設備構成。圖1為軌道交通站臺門控制系統的結構示意圖，其中PSC 安裝于地鐵車站的設備室中，接收來自于信號系統或PSL 等設備的命令信息，經過邏輯分析和處理，發出開關門命令；DCU 安裝于每個滑動門頂箱或側盒內部，接收來自于LCB 或PSC 的控制命令，執行開關門動作，并采集門體狀態上傳至PSC。PTE 作為設備維護工具，通過通信接口迅速獲取當前車站站臺門的詳細運行狀態與故障信息，幫助維護人員準確、快速的定位故障、排除問題，保證站臺門系統的正常運行。

站臺門設備維修終端，是安裝于筆記本電腦中的一套維護軟件系統，通過以太網接口與安裝監控軟件的工業主機相連。現場所有監視目標的狀態、時間、故障以及報警信息，先通過現場總線傳送到監控主機，監控主機對其進行匯總、分析和記錄后，由設備維修終端通過通信接口讀取顯示。此外，設備維修終端能夠對每個DCU 的運行參數（包括開關門速度、開關門力的大小、遇阻后重新嘗試關門的次數等）進行在線修改。與此同時，維修終端也可直接與單個DCU 連接，對特定的DCU 進行狀態監視和設備維護。

2 系統架構

設備維修終端共由四個模塊構成，分別為上層的站臺狀態監控模塊、門控單元監控模塊、參數管理模塊和底層通信管理模塊。如圖2所示，站臺狀態監控模塊負責整個站臺信息的讀取和顯示，細分為與多種站臺門設備一一對應的多個監控子模塊。門控單元監控模塊對站臺上每個DCU 的信息進行采集，也可與單個DCU 連接，直接獲取其運行信息。參數管理模塊是對DCU 運行參數的控制管理模塊，該模塊可對DCU 的運行參數進行在線讀取和更改，也可向DCU 發送遠程控制命令。通信管理模塊負責創建、刪除和監測以太網通信和MODBUS 現場總線通信接口，并提供統一的通信接口對象供其他模塊調用，以完成信息的發送和接收。

3 系統軟件實現

3.1 通信連接管理模塊

通信連接管理模塊的功能主要包括：

（1）與監控主機連接，建立或刪除與監控主機的以太網異步通信連接

圖1：軌道交通站臺門控制系統結構示意圖

圖2：軌道交通站臺門設備維修終端系統功能模塊設計圖

（2）與單個DCU 連接，建立、刪除并管理與DCU 的MODBUS 總線連接。

（3）對接口的通信狀態進行實時檢測，在連接斷開時自動嘗試重連。

該軟件提供與監控主機或DCU 的接口，由用戶配置對應的連接目標以及接口參數，此外，為適應不同站臺結構和多種列車編組的使用需求，可根據用戶輸入的參數，配置監控界面中站臺側和DCU 的數量。根據用戶輸入的信息，初始化對應的變量，根據連接目標，發送對應的連接請求。如果連接建立成功，獲得對應的socket 對象，提供給上層模塊用以收發報文，同時置位連接成功標志位并在界面進行顯示；如果連接失敗，則置位連接失敗標志位并通知用戶，并間隔指定時間后嘗試重連，直到連接成功為止。

3.2 站臺狀態監控模塊

站臺狀態監控模塊，提供等同于每側站臺DCU 數量的配置接口，并根據配置情況生成當前站臺的結構布局；從監控主機讀取各設備（包括PSC、DCU 和PSL 等）的狀態數據；采用友好的用戶界面，顯示整個站臺所有門控單元的狀態。由于DCU 所處的狀態較多，該模塊僅顯示門體的運動狀態和故障狀態，具體狀態細化在門控單元監控模塊中完成。

設備維修終端只有在與監控主機進行通信時，才能獲取整個站臺門系統的狀態數據，故與單個DCU 進行通信時，無法調用該模塊。

3.3 門控單元監控模塊

門控單元監控模塊，能夠提供單個DCU的配置接口，獲取DCU的狀態數據，具體包括：嚴重錯誤信息、報警信息、LCB 操作信息和其他狀態信息，并將上述數據分組后向用戶展示。無論是和監控主機還是門控單元進行連接，都可調用門控單元監控模塊。

3.4 參數管理模塊

參數管理模塊負責從監控主機讀取DCU的當前運行參數并向用戶展示，包括左驅動器參數、右驅動器參數和控制器參數；也能對運行參數進行配置，在線更新到用戶指定的門控單元中，并根據配置的參數，繪制滑動門的開、關門速度曲線，以此判斷該組參數能否滿足系統運行的需求。根據用戶的選擇，可對單個或多個門控單元執行遠程控制命令，以此驗證修改后的參數能否滿足站臺門設備的正常運行。

無論是和監控主機還是門控單元進行連接，都可調用參數管理模塊。在與監控主機連接時，可對整個站臺的門控單元進行遠程控制和參數下載；在與門控單元進行連接時，只可對該門控單元進行上述操作。為防止用戶在使用過程中輸入的參數造成破壞性的動作或者無法滿足站臺的實際運行要求，本模塊可根據用戶輸入的參數生成參數曲線，方便用戶進行預測和核查。

4 結論

本文通過對軌道交通站臺門控制系統應用和維護的深入研究，完成了設備維修系統的架構設計和軟件實現。在此基礎上，通過模塊化設計，實現了所有子模塊的功能和應用。通過現場試驗驗證表明：該系統能快速獲取站臺門設備運行狀態信息、準確定位故障的目標功能，在保證穩定性、可靠性和可擴展性的實際需要的基礎上，減少了設備故障定位時間，提高了站臺門系統的維護效率。