[发明专利]地铁乘客车门系统的虚实协同实训方法和装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种地铁乘客车门系统的虚实协同实训方法和装置。本发明所属技术领域为城市轨道交通教育装备领域，可实现地铁乘客车门系统的多类型故障模拟和基于模拟仿真软件的双向通信联动，用于地铁乘客车门系统的教学实训和考核以及科学研究。

背景技术

地铁在我国是一个新兴行业，具有起步时间短、专业性强、技术复杂、国外设备的引进导致关键设备技术资料不系统等特点。地铁列车为人流密集的公众聚集场所，且处于地下的空间，形成封闭的环境，聚集密集的人员，通风和疏散都受到极大的限制，这是地铁十分突出的特点。一旦发生事故，伤亡损失往往非常惨重。因此故障检修和优秀的应急故障处理能力是地铁从业人员重要培训内容之一。

在地铁车辆故障中，车门系统占有较大比例。根据国内外统计资料显示，车门系统的故障站车辆故障的30％以上，特别是我国地铁的使用程度高，车门故障率相对高，是影响地铁运营的重要安全因素。有效的地铁乘客车门系统的实训方法和装置对建立安全保障体系，预防和减少重大事故的发生，提高地铁处置突发事故的手段和能力有着非常重要的意义。

目前现有的乘客车门系统的实训装备以实物或模型展示为主。实物存在的问题主要是价格昂贵，在教学资源上不能配备多套，不适合开展多人的同时教学，同时目前的实物系统无法提供各种故障的模拟；而模型只能展示外观，无法展示真正车门的内部结构和工作原理，无法开展任何有意义的实训教学。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种地铁乘客车门系统的虚实协同实训方法和装置，本发明包括内藏门、塞拉门、外挂门、外摆门等类型的所有地铁乘客车门系统。整个装置共六个部分：乘客车门总成实验台、一体化阵列式控制和采集模块、嵌入式手持故障模拟终端、手动故障设置装置、连接线及数据转换接口、主控计算机及模拟仿真和控制软件。通过计算机控制软件设置的实际故障包括：EDCU故障、瞬间电器故障、短路、断路、接地、死锁、间歇性故障、器件损坏、信号干扰；可进行的实验研究：车门夹紧力实验、旁路门控线路研究、障碍物检测研究。

本发明所采用的技术方案是：把地铁乘客车门系统的电子门控单元(EDCU)、一套门叶、障碍物探测装置、警示装置、支撑装置、车门导轨、制动组件、传动和驱动组件、解锁机构与车门旁路系统以及司机室DDU按照其在车辆上的连接方式连接，将这些实物部件按车辆上的位置缩减比例安装的实验台架上，EDCU安装于台架的控制面板上，控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接口，以上装置构成车门总成实验台。车门总成实验台通过线路连接接口连接一体化阵列式控制和采集模块。一体化总线式控制和采集模块采用可独立插拔的模块式设计，每几个模块组成一组，通过数据连接线扩展到多组连接，可设置单一故障上百个。每个模块上有独立的状态指示灯，指示目前故障和采集状态，模块通过控制电路板上继电器、可控硅组成、数字电位器等元件实现各种故障的模拟和研究性实验。一体化总线式控制和采集模块上配置多种通信接口(CANBUS，TCP/IP，DB-25孔/RS485/RS422/TTL电平)，通信接口与计算机网口或安装于计算机上的数据转换卡连接，形成完整的通信链路，接口同时连接嵌入式手持终端。计算机通过模拟仿真和控制软件控制一体化阵列式控制和采集模块动作，从而实现控制实验台的开关启停、模拟故障等，同时从实验台上采集的状态数据实时发送给计算机，计算机的自动调用其模拟仿真软件同步仿真其工作过程、工作原理、检修流程。在不连接硬件设备的情况下，模拟仿真软件也可单独作为教学资源使用。

本发明的有益效果是：

(1)将安装在多个车厢和动车上的地铁乘客车门系统实物总成部件集中安装在一个实验台架上，可以了解地铁车辆乘客车门系统的全部组成结构、工作原理。

(2)可以使用手动按扭、嵌入式终端、计算机通过网络远程控制三种方式控制实验台的开关启停和故障模拟。控制方式多样，既可在实验台旁操作，也可通过网络远程操作，使用灵活。

(3)本发明包括内藏门、塞拉门、外挂门、外摆门等类型的所有地铁乘客车门系统，适用范围广，可扩展性强。

(4)本发明是一种虚实结合的全新地铁车辆乘客车门系统的协同实训装置，可实现计算机与实验台的双向通信，实现实验台真实状态、工作原理、检修流程的模拟仿真，真实的实现虚实结合的协同实训。

(5)基于VR的模拟仿真软件在计算机上真实还原车门系统，与实物按照1∶1比例实现三维机械结构展示、解剖结构、虚拟拆装、工作原理、故障诊断与检修、维修考核等功能。