摘要：我国城市化建设的快速推进，给城市交通带来了前所未有的压力。为满足人们的出行需求，国家加大了轨道交通工程建设的步伐。轨道交通安全受到社会的普遍关注。屏蔽门是轨道交通车站站台与轨道之间的屏障，在阻隔站台和轨道间的冷热气流交换和保障乘客安全方面发挥着重要作用。对屏蔽门控制系统进行优化，可以提升屏蔽门的性能发挥，确保列车运行正点率，保障轨道交通运输安全。
关键词：城市；轨道交通；屏蔽门；控制系统
引言
城市快速的发展趋势，给交通出行带来了更大的压力，而城市轨道交通的投入从根本上改善了城市交通的现状。在城市轨道交通中，屏蔽门是极为重要的设备之一，屏蔽门系统作为一道车站站台与轨道间的保护屏障，在很多城市有了非常广泛的应用，并在城市轨道交通中起到了非常重要的作用。
一、轨道交通屏蔽门的功能概述
第一，安全功能。轨道交通屏蔽门可以把列车与候车区站台进行有效的隔离，使乘客能够保证站立在候车区候车，在一定程度上能够有效的避免乘客跌入轨道等现象的发生，能够对乘客的自身安全起到很好的保障作用。第二，提升站台面积的利用率。轨道交通在没有安装屏蔽门之前，站台与列车相靠近的地方会留有一定距离的空间，并利用警戒线来达到提醒乘客不可以随意靠近的目的，但是，自从安装上屏蔽门之后，警戒线就不必再进行设立，对站台面积的利用率起到一定的提升作用。第三，节约能源。安装上屏蔽门之后，就会让站台候车区形成一个密封的空间，在对车站空调进行使用的过程中，就只会在这个空间中发挥其功效，能够有效的防止空调制冷量流失等现象的发生，从而达到节约能源，降低运营成本的目的。第四，保证站台候车区的环境质量。轨道交通屏蔽门的安装不仅能够有效的隔绝列车，还可以在列车行驶过来之后，对其带过来的灰尘、噪音以及由于经过所形成的气流起到很好的隔离作用，有利于站台候车区环境质量的提升。
二、城市轨道交通屏蔽门控制系统的运行模式
1、控制系统的构成
城市轨道交通车站站台在其两侧都装置有屏蔽门，其控制系统是各自独立的，也即是车站两侧的屏蔽门的运行是各自独立，相互不受干扰和影响。同时，每一档屏蔽门的运行也是独立运行的，如果出现故障不会对其它屏蔽门运行造成影响。屏蔽门的控制一般最为常见的是中央控制盘，而且普遍都是通过这种中央控制盘来操作所有屏蔽门，对于紧急状况的处理有相对应的紧急控制盘，也同时有用于车站和维护人员操作的就地控制盒，以及用于驾驶员和站务人员控制的就地控制盘。这些设备需要有信息传输反馈系统以及控制系统的支持才可有效运行。
2、控制系统运行模式
屏蔽门控制系统是对门体运行中的各种情况进行控制及处理的系统。一般屏蔽门的运行分为正常运行、非正常运行和断电操作等情况。优先级别从正常运行到失电模式依次增强，与此相对应的控制方式也有所不同，在屏蔽门正常运行时，控制系统一般都是有对应的信号系统进行控制，当屏蔽门运行非正常时，就采取就地控制的模式，一般使用司机就地控制盘和就地控制盒。一旦出现运行失电的情况，就采取手动解锁控制模式。在正常情况下，信号系统的使用是最为频繁的，每次列车只要按要求到达指定位置范围，信号系统就会对中央控制盘发送屏蔽门开关门的相关信号，中央控制盘接收信号系统传来的指令后，就发送指令给每档门的门机控制单元完成实际的操作。运行不正常也分为很多种情况，不同情况所对应的处理方式也有所不同，出现司机就地控制盘（PSL）控制级情况时，一般是信号系统运行出现了故障，包括轨道列车的停车位置偏离预定的位置、信号系统不能够准确的完成控制系统的操作等等情况，列车司机就可以用站台前面的司机就地控制盘控制。当出现一些紧急情况比如恐怖活动时需要及时疏散人流，这时候需要采用车站控制室的（IBP）控制级，这个操作由车站站务人员进行紧急操作。
三、屏蔽门控制系统的关键技术
1、中央控制盘设计
中央控制盘（PSC）被频繁运用于屏蔽门控制系统中，其指令操作功能都是通过硬线连接紧急控制盘（IBP）、司机就地控制盘（PSL）以及门机控制单元来实现，监控以及信号的传输主要通过内部MODBUS总线组网实现实时传输。中央控制盘（PSC）主要是由上下行中央控制单元、I/O接口、信号接口、监控主机、监控系统接口、软件系统、供电电源以及控制盘的柜体等构成。而中央控制单元可由继电器、PLC及专用单片机搭建，早期控制系统普遍采用继电器电路，但是功能单一，修改电路功能困难，目前新一代系统为了提高稳定性和系统整合度，已逐渐从通用PLC向专用单片机搭建转变，其上、下行控制单元一般采用独立设置，各控制单元具有冗余热备份以及重复作用，换而言之，就算在运行时，有上行或下行中央控制单元发生故障，还能够通过另一个冗余控制单元来完成发生故障的控制单元的控制与操作接管。在列车正常运行时，中央控制盘（PSC）将接收到的信号系统有效指令进行分析与处理后，把需要传达的指令发送至门机控制单元完成开关门的操作。在整体系统中，监控单元主要是通过对中央控制单元及门机控制单元的数据反馈来实现监控整体过程的目的。关键的监控设备单元即监控主机，其通过内部总线组网能够实时掌握中央控制单元、门机控制单元运行情况及电源配电工作情况，一旦发生问题，能够及时将故障信息上传综合监控系统并发出报警，同时具备通过内部总线网络实现修改门机控制单元所设置参数的能力。优秀的中央控制盘设计能够提高系统整合度，扩充功能便捷，系统运行灵敏、稳定，运行信息全面而且直观，确保了信号系统与屏蔽门中央控制单元及实际的操作控制单元之间的无缝连接和安全运行。
2、门机控制单元DCU的设计
门机控制单元采用模块化设计主要由驱动(JWPD)和控制(JWPC)两大部分模块构成，其运用性能良好的高性能互联型处理器，以及有相对优势的ARM芯片平台开发，它提供与中央控制盘硬线连接的接口以及连接监控系统上位机通信的内部MODBUS总线接口，实现信息流通、传输功能，以此来实现对门机的运行数据反馈和驱动算法的更新。门机控制单元还连接控制着外联设备比如电磁锁、电动机、传感器、指示灯及报警器等外围输入输出设备。驱动(JWPD)通过CAN总线接口与控制(JWPC)连接，负责直流无刷电机驱动算法的实现，以及门体运行状态数据的反馈（电气原理图如图1所示）。为防止内部电路干扰，满足电磁兼容性，DCU采用5V通信供电电源、电机运动控制芯片、隔离电路、24路输入信号模块和16路输出信号模块，以及MODBUS通信总线和CAN通信总线设计。其中，5V通信供电电路为隔离电路。
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图1 门机控制单元电气原理图
3、门机控制单元DCU的运动控制
通过观察监控系统上位机实时的图像和数据，可以判定门机控制单元的运行状态。在确保门控单元外部设备的可靠连接后，开机运行门机系统，通过采集门体的周期循环活动得到实时数据和信息并在上位机上实时显示。门控单元实时数据采集及控制是以开门到关门的过程作为一个循环周期，门控单元的数据和信息也会随着这种循环和变化而不断的更新，根据其端口数据和反馈的信息，门控单元会根据其位置标志和寄存器的数值而发出相对应的运动指令，将之前的位置清零并不断的产生新的位置数据，这种不断的刷新和更改是基于远程的控制指令对其驱动器的配置。在开关门操作时，门控单元需要先提锁后驱动电机开关门，门控单元读取端口反馈数据，从中发现电磁锁和门体所处的实际工作位置，从而分析判定是否有效完成开关门周期过程。门控单元的开关门也可以通过手动操作来实现，为了确保操作功能的实现，门控单元也同样需要实时监控掌握门体所处的运行状态，从而判断出是否已经完成开关门的相关运动，如果没有，就需要更新操作指令。在开关门操作时，门控单元通过电机遇阻力或者外部传感器还可以在关闭门时自动感应有没有阻碍关门的物体，进而实时更新操作指令，确保乘客安全。
结语
综上所述，为了进一步提升城市轨道交通屏蔽门系统的技术应用水平，让其更加安全可靠，更加具有智能化和人性化特点，以此来降低城市轨道交通运营的成本，提高市民出行的效率，应加强新技术的深入探究，从而来快速推动城市轨道交通的发展技术的创新与进步，并将这种屏蔽门系统技术应用到更多城市的轨道交通中，促进城市的可持续稳定发展。
参考文献
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