CN109496099A - 一种用于轨道车辆照明的控制柜及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轨道车辆照明的控制柜和控制方法，包括控制柜本体，控制柜本体包括输入模块、电源模块、控制模块、输出模块、母板组件以及横向支柱，横向支柱上设置有安装导轨，输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块上均设置有滑块，滑块与安装导轨可滑动连接；输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块上均设置有外接端口，母板组件包括母板端口，外接端口与母板端口电气连接；本发明采用模块化设计，使得控制柜本体在实现诸如供电等各种控制功能的情况下，更加方便用户对输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块的拆解和安装，大大提高后期维护的效率，降低对维护人员及维护成本的要求。

Description

一种用于轨道车辆照明的控制柜及其控制方法

技术领域

本发明涉及电源控制柜领域，特别涉及一种用于轨道车辆照明的控制柜及其控制方法。

背景技术

用于轨道交通车辆的LED照明驱动电源目前采用两种方式，一种是分布式电源，即一个灯具对应一个驱动电源，分散布置；与最早的荧光灯的电子镇流器类似；其优点是一个电源损坏不会影响到其它灯具的工作，总体可靠性高，但随着LED照明灯具的发展，LED具有长寿命免维护的特点，而电源本身的寿命就相对要短一些，分散布置的电源在更换、维护时就非常的麻烦，与长寿命、免维护的LED照明特点不匹配。

另一种是集中式供电电源，一般一辆车会有2个或者4个电源为整车灯具提供驱动电源，随着LED灯具智能化发展的需要，还需要在另外配置一个控制器来控制和协调多个电源的工作，以实现不同的照明模式和效果；多个电源及控制器的接线复杂，在维护方面要比分布式好一些，但在车辆现场进行更换和维修时依然比较困难，对现场售后服务人员的素质要求高。

对于车辆厂来讲急需一种平台化的产品，能够在各种车型上进行移植，不需要做太多的重新设计；对于厂家来讲，也更希望一种标准化的产品能够更方便，更可靠地服务客户；对于运营商来讲，减少***维护的复杂性是非常迫切的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于轨道车辆照明的控制柜及其控制方法，利于安装维护。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于轨道车辆照明的控制柜，包括控制柜本体，所述控制柜本体包括输入模块、电源模块、控制模块、输出模块、母板组件以及横向支柱，所述横向支柱上设置有安装导轨，所述输入模块、所述电源模块、所述控制模块以及所述输出模块上均设置有滑块，所述滑块与所述安装导轨可滑动连接；

所述输入模块、所述电源模块、所述控制模块以及所述输出模块上均设置有外接端口，所述母板组件包括母板端口，所述外接端口与所述母板端口电气连接。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种用于轨道车辆照明的控制方法，使用上述的一种用于轨道车辆照明的控制柜，包括以下步骤：

S1、控制模块获取电源模块的运行状态，若所述运行状态为故障状态，则隔离所述电源模块；

S2、控制模块获取输出电压的线路状态，若所述线路状态为意外状态，则切断所述输出电压。

本发明的有益效果在于：一种用于轨道车辆照明的控制柜，采用模块化设计，输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块上设置的外接端口与母板组件上的母板端口电气连接，在输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块上的滑块与横向支柱上的安装导轨可滑动连接，使得控制柜本体在实现诸如供电等各种控制功能的情况下，更加方便用户对输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块的拆解和安装，大大提高后期维护的效率，降低对维护人员及维护成本的要求。

附图说明

图1为本发明实施例的一种用于轨道车辆照明的控制柜的正视图；

图2为本发明实施例的一种用于轨道车辆照明的控制柜的俯视图；

图3为本发明实施例的一种用于轨道车辆照明的控制柜的拆解示意图；

图4为本发明实施例的一种用于轨道车辆照明的控制柜的细节示意图；

图5为图4中A区域的放大示意图；

图6为图4中B区域的放大示意图；

图7为本发明实施例的一种用于轨道车辆照明的控制柜的电气连接示意图；

图8为本发明实施例涉及的母板组件的电气连接示意图；

图9为本发明实施例的一种用于轨道车辆照明的控制柜在应用时的框架示意图；

图10为本发明另一实施例的一种用于轨道车辆照明的控制柜的拆解示意图；

图11为本发明另一实施例的一种用于轨道车辆照明的控制方法的流程示意图。

标号说明：

除图7和图8之外附图的标号说明如下：100、控制柜本体；1、输入模块；2、电源模块；3、控制模块；4、输出模块；5、母板组件；6、纵向支柱；

7、横向支柱；21、电源壳体；22、前面板；23、把手；24、PCB板外边；25、锁紧螺钉；2-1、第一电源模块；2-2、第二电源模块；2-3、第三电源模块；2-4、第四电源模块；2-5、第五电源模块；51、母板端口；61、锁紧螺孔；

71、安装导轨。

关于图7和图8中电气连接部分的标号说明如下：1-27、引脚；P1、输入端口；P2-X、电源端口；P2-1、第一电源端口；P2-2、第二电源端口；P2-3、第三电源端口；P2-4、第四电源端口；P3、控制端口；P4、输出端口；U1、EMI及供电输入芯片；U2-1、第一电源转换芯片；U2-2、第二电源转换芯片；

U2-3、第三电源转换芯片；U2-4、第四电源转换芯片；U3、控制芯片；

U4、输出保护芯片；X11、输入接口；X31、第一控制接口；X32、第二控制接口；X41、第一输出接口；X42、第二输出接口。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：采用模块化设计，输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块上设置的外接端口与母板组件上的母板端口电气连接，输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块上的滑块与横向支柱上的安装导轨可滑动连接。

在此之前，为了便于理解本发明的技术方案，对于本发明中涉及的英文缩写、设备等进行说明如下：

(1)、LED：为Light Emitting Diode的英文缩写，其中文名为发光二极管。

(2)、PCB：为Printed CircU1t Board的英文缩写，其中文名为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。

(3)、PWM：为Pulse Width Modulation的英文缩写，其中文名为脉冲宽度调制，它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

(4)、TCMS：为Train Control and Management System的英文缩写，其中文名为列车控制和管理***。

(5)、EMI和EMC：EMI是Electromagnetic Interference的英文缩写，中文名为，电磁干扰，EMC为Electro Magnetic Compatibility的英文缩写，中文名为电磁兼容性，其中，EMI是EMC中的一种。

请参照图1至图10，一种用于轨道车辆照明的控制柜，包括控制柜本体所述控制柜本体包括输入模块、电源模块、控制模块、输出模块、母板组件以及横向支柱，所述横向支柱上设置有安装导轨，所述输入模块、所述电源模块、所述控制模块以及所述输出模块上均设置有滑块，所述滑块与所述安装导轨可滑动连接；

所述输入模块、所述电源模块、所述控制模块以及所述输出模块上均设置有外接端口，所述母板组件包括母板端口，所述外接端口与所述母板端口电气连接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用模块化设计，输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块上设置的外接端口与母板组件上的母板端口电气连接，在输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块上的滑块与横向支柱上的安装导轨可滑动连接，使得控制柜本体在实现诸如供电等各种控制功能的情况下，更加方便用户对输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块的拆解和安装，大大提高后期维护的效率，降低对维护人员及维护成本的要求。

进一步地，所述电源模块包括电源壳体以及PCB板，所述电源壳体夹持所述PCB板，所述PCB板包括凸出于所述电源壳体表面的PCB板外边。

其中，输入模块、控制模块以及输出模块均可采用上述设计，在具有壳体的情况下，使得PCB板上的PCB板外边露在壳体表面，充当滑块，在不具有壳体的情况下，PCB板上的PCB板外边本身就可以起到滑块的作用。

从上述描述可知：使用PCB板外边作为滑块，使得电源模块通过PCB板外边与安装导轨可滑动连接，实现对电源模块的快速拆解和组装。

进一步地，所述电源模块还包括前面板、位于所述前面板上的把手以及在前面板的两端均设置有一个的锁紧螺钉，所述控制柜本体还包括纵向支柱，所述纵向支柱的两侧分别连接一个所述横向支柱，所述纵向支柱上设置有锁紧螺孔；

所述锁紧螺钉与所述锁紧螺孔螺纹连接。

从上述描述可知：通过锁紧螺钉与锁紧螺孔的螺纹连接，在电源模块滑动至合适位置后，通过锁紧螺钉与锁紧螺孔的螺纹连接对电源模块进行固定。

进一步地，所述控制柜本体包括第一区域、第二区域、第三区域、第四区域以及第五区域，所述第一区域、所述第二区域均设置有上下两层，所述第一区域、所述第二区域上每一层都设置有横向支柱；

所述电源模块包括第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块以及第四电源模块，所述第一电源模块横向放置于所述第一区域的上层，所述第二电源模块横向放置于所述第二区域的上层，所述第三电源模块横向放置于所述第一区域的下层，所述第四电源模块横向放置于所述第二区域的下层，所述控制模块横向放置于第三区域，所述输出模块纵向放置于第四区域，所述输入模块纵向放置于第五区域；

所述横向支柱包括位于所述第一区域、所述第二区域以及所述第三区域上的第一横向支柱和位于第四区域以及第五区域上的第二横向支柱，所述第一横向支柱固定于所述纵向支柱上，所述第二横向支柱固定于所述控制柜本体的上表面和/或下表面。

从上述描述可知：采用模块化设计，通过对各模块的位置结构进行设计，使得控制柜本体的集成度较高，体积较小且占用安装位置小。

进一步地，所述电源模块包括与母板端口配合连接的电源端口，所述输入模块包括与母板端口配合连接的输入端口以及用于车辆照明供电输入的输入接口，所述控制模块包括与母板端口配合连接的控制端口、用于输入输出控制的第一控制接口以及用于接收光电信号的第二控制接口，所述输出模块包括与母板端口配合连接的输出端口、用于供电输出的第一输出接口以及第二输出接口；

所述电源端口、所述输入端口以及所述控制端口均包括电源输入正极端、电源输入负极端以及接地端；

所述电源端口、所述控制端口以及所述输出端口分别还包括RS485通信正极端以及RS485通信负极端；

所述电源端口以及所述输出端口分别还包括电源输出正极端以及电源输出负极端；

所述电源端口还包括均流母线正极端以及均流母线负极端；

所述输入接口包括第一供电正极端、第一供电负极端、第二供电正极端、第二供电负极端以及接地端；

所述控制端口以及所述输出端口还包括第一调光输出端和第二调光输出端；

所述第一控制接口包括开信号端、关信号端、应急控制端、电源故障上报端以及电源故障反馈端；

所述第二控制接口包括第一光感信号正极端、第一光感信号负极端、第二光感信号正极端以及第二光感信号负极端；

所述第一输出接口和所述第二输出接口均包括两个LED灯电源正极端、两个LED灯电源负极端、四个调光输出端、一个通道灯具电源正极端和一个通道灯具电源负极端。

从上述描述可知：模块用标准化设计，控制柜本体内部的各个功能模块的接口标准统一，在不同的车辆进行个性化设计时，模块都能进行通用，在功能和参数上通过控制模块进行设置和调整来完成，实现照明***设计平台化，减少重复设计，提升产品可靠性；同时输出模块具有五路输出，内部的五路电子短路器可以独立控制，即提供了冗余备份控制。安全有效地应对车辆在任何情况下可能出现的照明问题，为车辆提供可靠的照明环境。

如图11所示，一种用于轨道车辆照明的控制方法，使用上述的一种用于轨道车辆照明的控制柜，包括以下步骤：

S1、控制模块获取电源模块的运行状态，若所述运行状态为故障状态，则隔离所述电源模块；

S2、控制模块获取输出电压的线路状态，若所述线路状态为意外状态，则切断所述输出电压。

本发明的控制方法是在上述一种用于轨道车辆照明的控制柜的基础上进行实现的，在各模块之间采用模块化设计之后，控制模块对所有模块的工作状态进行检测，在检测到出现故障或意外等不正常情况时，由于各模块支持热插拔操作，故而可以在对不正常情况对发生故障或意外的模块进行维修处理或者直接更换。

从上述描述可知，本发明的有益效果：由于电源模块和对LED灯的输出具有冗余备份，在获取到其中任意一个电源模块出现故障时进行隔离，在任意一组输出电压出现意外时进行切断，由于采用了模块化设计，被隔离的电源模块或者被切断的输出电压整体上不会影响整个车辆的照明情况；此时用户对发生故障或意外的模块进行维修处理或者直接更换。

进一步地，所述步骤S1具体为：

S11、控制模块分别获取四个电源模块的运行状态，若只有第一电源模块的运行状态为故障状态，则隔离所述第一电源模块；

S12、若只有第一电源模块以及第二电源模块的运行状态为故障状态，则隔离所述第一电源模块以及第二电源模块，并发出下调LED灯照度的一级调光信号；

S13、若第一电源模块、第二电源模块以及第三电源模块的运行状态均为故障状态，则隔离所述第一电源模块、第二电源模块以及第三电源模块，并发出下调LED灯照度的二级调光信号，所述二级调光信号所下调的LED灯照度比所述一级调光信号高。

从上述描述可知：即实现了对电源模块的冗余备份控制，三个或四个电源模块的整体输出功率可以保证整个车辆的照明使用，而只有一个或者两个电源模块是正常工作时，需要下调LED灯照度来较低整个照明***的所需功率，以保证一个或者两个电源模块的输出功率也能使得车辆的照明不会熄灭，有效减少照明故障对车辆造成的运营安全问题，具有较高的安全性能。

进一步地，所述步骤S2具体为：

控制模块获取五组独立的输出电压的线路状态，若其中任意一组输出电压的线路状态为过载或短路或过压的意外状态，则切断线路状态为意外状态的输出电压。

从上述描述可知：输出电压分成是独立的5组线路，通过对车辆上的五组LED灯进行分别供电输出，在其中任意一组线路出现过载或短路或过压的意外状态时，切断该路输出电压，使得对应的LED灯熄灭，而其他几组则依然可以提供正常的车辆照明，从而能有效减少照明故障对车辆造成的运营安全问题，具有较高的安全性能。

进一步地，还包括步骤：

S31、控制模块获取当前调光模式，若所述当前调光模式为自动调光模式，则启动光线传感器并执行步骤S32，若所述当前调光模式为手动调光模式，则关闭光线传感器并执行步骤S33；

S32、获取设定照度值，接收光线传感器采集的当前照度值，根据当前照度值和设定照度值输出灯具调节信号，所述灯具调节信号用于调节灯具的输出电压使得当前照度值达到设定照度值；

S33、获取设定PWM值，按照所述设定PWM值调节灯具的输出电压。

从上述描述可知：对于LED灯的调节支持手动模式和自动模式，在手动模式下，可提升了乘客的主观感受和乘坐舒适性，在自动模式下能够根据当前光照强度来实时调整车厢照度，以节约能源消耗，在不同的使用情况下，本发明在目前照明能耗的基础上节能30％-50％。

进一步地，还包括步骤：

控制模块对电源模块的输入电压、输出电压、内部温度以及输出电流进行实时采集；

控制模块对输出模块的输出电压以及负载电流进行实时采集；

控制模块对输出至光线传感器的工作电流进行实时采集；

控制模块将采集到的实时数据与预先设定的正常数据进行对比，若所述对比结果为非正常状况，则发送所述非正常状况至TCMS***，使得TCMS***根据所述非正常状况进行预警。

从上述描述可知，实现了自诊断故障检测，能够在发现故障时启动预警，从而快速进行维修处理。

请参照图1至图10，本发明的实施例一为：

一种用于轨道车辆照明的控制柜，包括控制柜本体100，控制柜本体100包括输入模块1、电源模块2、控制模块3、输出模块4、母板组件5以及横向支柱7，横向支柱7上设置有安装导轨71，输入模块1、电源模块2、控制模块3以及输出模块4上均设置有滑块，滑块与安装导轨71可滑动连接；输入模块1、电源模块2、控制模块3以及输出模块4上均设置有外接端口，母板组件5包括母板端口51，外接端口与母板端口51电气连接。

其中，电源模块2包括电源壳体21以及PCB板，电源壳体21夹持PCB板，PCB板包括凸出于电源壳体21表面的PCB板外边24，从图3和图10可以得知，输入模块1、控制模块3以及输出模块4也采用上述设计，在具有壳体的控制模块3上，控制模块3上PCB板的外边露在壳体表面，充当滑块；在不具有壳体的输入模块1以及输出模块4上，PCB板的外边本身就可以起到滑块的作用，。

其中，电源模块2还包括前面板22、位于前面板22上的把手23以及在前面板22的两端均设置有一个的锁紧螺钉25，控制柜本体100还包括纵向支柱6，纵向支柱6的两侧分别连接一个横向支柱7，纵向支柱6上设置有锁紧螺孔61，锁紧螺钉25与锁紧螺孔61螺纹连接，从图3和图10可以得知，输入模块1、控制模块3以及输出模块4也采用上述设计，通过在模块上的锁紧螺钉25与纵向支柱6上的锁紧螺孔61的螺纹连接来固定。

其中，控制模块3还包括液晶显示屏和操作前面板；输出模块4是将并联的直流转直流的电源模块2的输出电压实施分组保护，其内部包括5路电子断路器进行分别独立控制和保护；输入模块1提供供电接口及EMC抑制电路，用来抑制和消除***应用现场的可能出现的强电磁干扰保证***在车辆各种复杂的电磁环境的安全可靠运行。

结合图1至图6可知，各模块在控制柜本体上的位置关系和连接关系具体如下：各模块在控制柜本体100上的位置关系依照图1所示从坐到右依次包括第一区域、第二区域、第三区域、第四区域以及第五区域，第一区域、第二区域均设置有上下两层，第一区域、第二区域上每一层都设置有横向支柱7；电源模块包括均流并机的第一电源模块2-1、第二电源模块2-2、第三电源模块2-3以及第四电源模块2-4，第一电源模块2-1横向放置于第一区域的上层，第二电源模块2-2横向放置于第二区域的上层，第三电源模块2-3横向放置于第一区域的下层，第四电源模块2-4横向放置于第二区域的下层，控制模块3横向放置于第三区域，输出模块4纵向放置于第四区域，输入模块1纵向放置于第五区域。

各模块与控制柜本体的连接关系如图1至图6可知：横向支柱7包括位于第一区域、第二区域以及第三区域上的第一横向支柱和位于第四区域以及第五区域上的第二横向支柱，第一横向支柱固定于纵向支柱6上，第二横向支柱固定于控制柜本体100的上表面和/或下表面，即第一电源模块2-1、第二电源模块2-2、第三电源模块2-3、第四电源模块2-4以及控制模块3是通过左右两侧的PCB板外边24与安装导轨71可滑动连接；输入模块1和输出模块4则是通过上下两侧的PCB板外边24与安装导轨71可滑动连接。

在本实施例中的横向放置和纵向放置是依照图中器件的横向长度和纵向宽度之间的关系来区分的，横向长度大于纵向宽度时即为横向放置，横向长度小于纵向宽度时即为纵向放置。

结合图7至图9可知，电源模块2包括与母板端口51配合连接的电源端口P2-X，如图7所示的电源端口P2-X包括第一电源端口P2-1、第二电源端口P2-2、第三电源端口P2-3以及第四电源端口P2-4，故而图8中的电源端口P2-X代表上述四个电源端口其中的任意一个；输入模块1包括与母板端口51配合连接的输入端口P1以及用于车辆照明供电输入的输入接口X11，控制模块3包括与母板端口51配合连接的控制端口P3、用于输入输出控制的第一控制接口X31以及用于接收光电信号的第二控制接口X32，输出模块4包括与母板端口51配合连接的输出端口P4、用于供电输出的第一输出接口X41以及第二输出接口X42。

值得说明的是，输入模块1、电源模块2、控制模块3以及输出模块4上的外接端口与母板组件5上的母板端口51为配合连接关系，为了便于说明，相对应的端口以同样的标号进行说明，比如输入模块1上的外接端口与母板组件5上的想配合的母板端口51均称为输入端口，标号为P1，以此类推。

其中，第一电源转换芯片U2-1、第二电源转换芯片U2-2、第三电源转换芯片U2-3以及第四电源转换芯片U2-4均为电源转换芯片，每个电源转换芯片上的引脚1到引脚9即为电源端口P2-X，其引脚定义为：电源输入正极端、电源输入负极端、接地端、均流母线正极端、均流母线负极端、RS485通信正极端、RS485通信负极端、电源输出正极端以及电源输出负极端。

其中，EMI及供电输入芯片U1上的引脚1到引脚3即为输入端口P1，其引脚定义为：电源输入正极端、电源输入负极端以及接地端，EMI及供电输入芯片U1上的上引脚4到引脚8即为输入接口X11，其引脚定义为：第一供电正极端、第一供电负极端、第二供电正极端、第二供电负极端以及接地端。

其中，控制芯片U3上的引脚1到引脚8即为控制端口P3，其引脚定义为：接地端、电源输入负极端、电源输入正极端、RS485通信正极端、RS485通信负极端、第二调光输出端、第一调光输出端以及公共端，控制芯片U3上的引脚9到引脚16即为第一控制接口X31，其引脚定义为：开信号端、关信号端、应急控制端、空、空、空、电源故障上报端以及电源故障反馈端；控制芯片U3上的引脚17到引脚24即为第二控制接口X32，其引脚定义为：空、空、空、第一光感信号正极端、第一光感信号负极端、第二光感信号正极端、第二光感信号负极端以及空。

其中，输出保护芯片U4上的引脚1到引脚7即为输出端口P4，其引脚定义为：公共端、第一调光输出端、第二调光输出端、电源输出正极端、电源输出负极端、RS485通信正极端以及RS485通信负极端；电源输出正极端以及电源输出负极端；输出保护芯片U4上的引脚8到引脚17即为第一输出接口X41，其引脚定义为：第一LED灯电源正极端、第一调光输出端、第二调光输出端、第一LED灯电源负极端、第二LED灯电源正极端、第三调光输出端、第四调光输出端、第二LED灯电源负极端、第一通道灯具电源正极端以及第一通道灯具电源负极端。输出保护芯片U4上的引脚18到引脚27即为第二输出接口X42，其引脚定义为：第三LED灯电源正极端、第五调光输出端、第六调光输出端、第三LED灯电源负极端、第四LED灯电源正极端、第七调光输出端、第八调光输出端、第四LED灯电源负极端、第二通道灯具电源正极端以及第二通道灯具电源负极端。

其中，第一LED灯电源正极端、第一调光输出端、第二调光输出端、第一LED灯电源负极端组成第一路LED灯的输出控制；第二LED灯电源正极端、第三调光输出端、第四调光输出端、第二LED灯电源负极端组成第二路LED灯的输出控制；第三LED灯电源正极端、第五调光输出端、第六调光输出端、第三LED灯电源负极端组成第三路LED灯的输出控制；第四LED灯电源正极端、第七调光输出端、第八调光输出端、第四LED灯电源负极端组成第四路LED灯的输出控制；第一通道灯具电源正极端、第一通道灯具电源负极端、第二通道灯具电源正极端以及第二通道灯具电源负极端组成通道灯具的输出控制，即包括四路LED灯和一路通道灯具共计五路的输出控制。

其中，如图8所示，定义相同的引脚相互连接，比如电源转换芯片上的引脚1、EMI及供电输入芯片U1上的引脚1、控制芯片U3上的引脚3的定义均为电源输入正极端，则图8所示一样在母板组件5上进行连接，当各模块通过外接端口与母板组件5上的母板端口51进行连接时，各模块中各芯片中定义相同的引脚也均为导通状态，其他以此类推。

其中，在本实施例中，输入电压为110V，输出电压为48V。如图9所示，控制柜本体100在应用到车辆过程中，输出模块4上的五路输出电压分别连接一个灯具，控制模块3上的第二控制接口X32与能检测光线信号的感光器连接，感光器用于检测LED灯组在工作时的实时环境照度。

请参照图1至图10，本发明的实施例二为：

一种用于轨道车辆照明的控制柜，在上述实施例一的基础上，本实施例的电源模块2还包括第五电源模块2-5，控制柜本体100上的第三区域也是上下两层，第三区域的上层横向放置第五电源模块2-5，第三区域的下层横向放置控制模块3。

由此可知，在其他实施例中，通过更改电源模块的数量所形成的其他的实施例属于本发明的等同实施例，特别是2-10个电源模块进行并机。

请参照图11，本发明的实施例三为：

一种用于轨道车辆照明的控制方法，使用上述实施例一的一种用于轨道车辆照明的控制柜，其冗余备份控制包括以下步骤：

S11、控制模块分别获取四个电源模块的运行状态，若只有第一电源模块的运行状态为故障状态，则隔离所述第一电源模块；

S12、若只有第一电源模块以及第二电源模块的运行状态为故障状态，则隔离所述第一电源模块以及第二电源模块，并发出下调LED灯照度的一级调光信号；

S13、若第一电源模块、第二电源模块以及第三电源模块的运行状态均为故障状态，则隔离所述第一电源模块、第二电源模块以及第三电源模块，并发出下调LED灯照度的二级调光信号，所述二级调光信号所下调的LED灯照度比所述一级调光信号高。

S2、控制模块获取五组独立的输出电压的线路状态，若其中任意一组输出电压的线路状态为过载或短路或过压的意外状态，则切断线路状态为意外状态的输出电压。

其中，步骤S2中对线路状态为意外状态的输出电压进行切断，也能避免有可能出现的线路起火，起到安全管控作用。

其中，照度调节包括以下步骤：

S31、控制模块获取当前调光模式，若所述当前调光模式为自动调光模式，则启动光线传感器并执行步骤S32，若所述当前调光模式为手动调光模式，则关闭光线传感器并执行步骤S33；

S32、获取设定照度值，接收光线传感器采集的当前照度值，根据当前照度值和设定照度值输出灯具调节信号，所述灯具调节信号用于调节灯具的输出电压使得当前照度值达到设定照度值；

S33、获取设定PWM值，按照所述设定PWM值调节灯具的输出电压。

其中，在本实施例中采用两个光线传感器来采集当前照度值，分别安装于车辆的两端进行综合控制。

其中，色温调节包括步骤：

获取设定色温值，按照所述设定色温值调节灯具内不同颜色的LED灯的发光比例。

在本实施例中，夏天可以将色温调节成冷白光，给乘客以凉爽的主观感受；冬天调节成暖白光，给乘客以温暖的主观感受，从而提升车辆舒适的乘车感受。

对于色温调节也可以自动根据时间来判断当前所处的季节，然后按照预先设定的色温进行调节即可。

其中，自诊断故障检测包括步骤：

控制模块对电源模块的输入电压、输出电压、内部温度以及输出电流进行实时采集；

控制模块对输出模块的输出电压以及负载电流进行实时采集；

控制模块对输出至光线传感器的工作电流进行实时采集；

控制模块将采集到的实时数据与预先设定的正常数据进行对比，若所述对比结果为非正常状况，则发送所述非正常状况至TCMS***，使得TCMS***根据所述非正常状况进行预警。

其中，对输入电压的检测，在发现没有线路高压供电的输入电压时，车辆TCMS会给出应急控制信号同时将照明供电自动切换到车载蓄电池供电；控制模块收到控制信号后立即调整PWM，LED灯组进入低照度的应急模式，以节约车载蓄电池电能，保证车辆异常操作或救援时应急情的照明时间，即也可以称为应急模式控制；同时，控制模块采集到输出电压以及电流，可以得出控制柜的运行功率和电能消耗数据，通过将运行功率和电能消耗数据发送至TCMS或者在控制柜上显示屏显示。

其中，在供电情况下，控制模块采集各模块的启动状况，进行自检，包括以下步骤：

控制模块接收开灯指令，唤醒电源模块，若所述控制模块在预设时间内未收到开灯指令，则将电源模块关机。

即在开机和关机时对电源模块进行启动和关闭，以降低待机能耗，提升节能效果，在本实施例中，预设时间为2分钟。

其中，轨道交通行业，车辆设备的运行时间通常采用人工通过车辆调度来统计车辆运行的时间，只能粗略地知道车辆设备的运行时间。本实施例可通过以下步骤实现，具体为：

控制模块记录所有模块的运行时间，根据所有模块的运行时间得出车辆设备的运行时间。

在对各设备的运行时间都进行记录之后，提醒使用者进行预防性维修和维护，预防***因长时间运行出现老化现象造成的故障，如LED的光衰问题，电源模块的寿命问题。

综上所述，本发明提供的一种用于轨道车辆照明的控制柜及其控制方法，具有以下有益效果：

(1)、采用模块化设计，输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块上设置的外接端口与母板组件上的母板端口电气连接，在输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块上的滑块与横向支柱上的安装导轨可滑动连接，使得控制柜本体在实现诸如供电等各种控制功能的情况下，更加方便用户对输入模块、电源模块、控制模块以及输出模块的拆解和安装，大大提高后期维护的效率，降低对维护人员及维护成本的要求。

(2)、通过对各模块的位置结构进行设计，使得控制柜本体的集成度较高，体积较小且占用安装位置小。

(3)、实现了对电源模块和LED灯具的冗余备份控制，以保证部分电源模块或者部分LED灯具出现故障时也能使得车辆的照明不会熄灭，有效减少照明故障对车辆造成的运营安全问题，具有较高的安全性能。

(4)、对故障自动侦测，***工作状态采集，模块运行时间的统计，提前进行预防性维修和维护。

(5)、在自动调光模式下，能有效节约能源消耗。待机状态下自动关闭电源模块，减少无用的能耗。在不同的使用***下，可在目前照明能耗的基础上节能30％-50％。

(6)、自动或手动的照度调节以及色温调节提升了乘客主观感受和乘坐舒适性。

(7)、各模块支持热插拔操作，方便在带情况下对故障进行处理。

(8)、由于支持热插拔操作，在出现问题时，可以带电更换，更换过程通过把手拉出即可，操作简单，无需特殊工具，同时，整机柜内无复杂的布线，简化了生产过程提升了效率。

即，本发明提供的控制柜和方法具有易于维修处理、集成度高、安全性高、预防能力强、能耗低、舒适性强、操作方便且生产效率高等优点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于轨道车辆照明的控制柜，包括控制柜本体，其特征在于：所述控制柜本体包括输入模块、电源模块、控制模块、输出模块、母板组件以及横向支柱，所述横向支柱上设置有安装导轨，所述输入模块、所述电源模块、所述控制模块以及所述输出模块上均设置有滑块，所述滑块与所述安装导轨可滑动连接；

所述输入模块、所述电源模块、所述控制模块以及所述输出模块上均设置有外接端口，所述母板组件包括母板端口，所述外接端口与所述母板端口电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆照明的控制柜，其特征在于，所述电源模块包括电源壳体以及PCB板，所述电源壳体夹持所述PCB板，所述PCB板包括凸出于所述电源壳体表面的PCB板外边。

3.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆照明的控制柜，其特征在于，所述电源模块还包括前面板、位于所述前面板上的把手以及在前面板的两端均设置有一个的锁紧螺钉，所述控制柜本体还包括纵向支柱，所述纵向支柱的两侧分别连接一个所述横向支柱，所述纵向支柱上设置有锁紧螺孔；

所述锁紧螺钉与所述锁紧螺孔螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于轨道车辆照明的控制柜，其特征在于，所述控制柜本体包括第一区域、第二区域、第三区域、第四区域以及第五区域，所述第一区域、所述第二区域均设置有上下两层，所述第一区域、所述第二区域上每一层都设置有横向支柱；

所述电源模块包括第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块以及第四电源模块，所述第一电源模块横向放置于所述第一区域的上层，所述第二电源模块横向放置于所述第二区域的上层，所述第三电源模块横向放置于所述第一区域的下层，所述第四电源模块横向放置于所述第二区域的下层，所述控制模块横向放置于第三区域，所述输出模块纵向放置于第四区域，所述输入模块纵向放置于第五区域；

所述横向支柱包括位于所述第一区域、所述第二区域以及所述第三区域上的第一横向支柱和位于第四区域以及第五区域上的第二横向支柱，所述第一横向支柱固定于所述纵向支柱上，所述第二横向支柱固定于所述控制柜本体的上表面和/或下表面。

5.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆照明的控制柜，其特征在于，所述电源模块包括与母板端口配合连接的电源端口，所述输入模块包括与母板端口配合连接的输入端口以及用于车辆照明供电输入的输入接口，所述控制模块包括与母板端口配合连接的控制端口、用于输入输出控制的第一控制接口以及用于接收光电信号的第二控制接口，所述输出模块包括与母板端口配合连接的输出端口、用于供电输出的第一输出接口以及第二输出接口；

所述电源端口、所述输入端口以及所述控制端口均包括电源输入正极端、电源输入负极端以及接地端；

所述电源端口、所述控制端口以及所述输出端口分别还包括RS485通信正极端以及RS485通信负极端；

所述电源端口以及所述输出端口分别还包括电源输出正极端以及电源输出负极端；

所述电源端口还包括均流母线正极端以及均流母线负极端；

所述输入接口包括第一供电正极端、第一供电负极端、第二供电正极端、第二供电负极端以及接地端；

所述控制端口以及所述输出端口还包括第一调光输出端和第二调光输出端；

所述第一控制接口包括开信号端、关信号端、应急控制端、电源故障上报端以及电源故障反馈端；

所述第二控制接口包括第一光感信号正极端、第一光感信号负极端、第二光感信号正极端以及第二光感信号负极端；

所述第一输出接口和所述第二输出接口均包括两个LED灯电源正极端、两个LED灯电源负极端、四个调光输出端、一个通道灯具电源正极端和一个通道灯具电源负极端。

6.一种用于轨道车辆照明的控制方法，其特征在于，使用上述权利要求1至5任一所述的一种用于轨道车辆照明的控制柜，包括以下步骤：

S1、控制模块获取电源模块的运行状态，若所述运行状态为故障状态，则隔离所述电源模块；

S2、控制模块获取输出电压的线路状态，若所述线路状态为意外状态，则切断所述输出电压。

7.根据权利要求6所述的一种用于轨道车辆照明的控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

S11、控制模块分别获取四个电源模块的运行状态，若只有第一电源模块的运行状态为故障状态，则隔离所述第一电源模块；

S12、若只有第一电源模块以及第二电源模块的运行状态为故障状态，则隔离所述第一电源模块以及第二电源模块，并发出下调LED灯照度的一级调光信号；

S13、若第一电源模块、第二电源模块以及第三电源模块的运行状态均为故障状态，则隔离所述第一电源模块、第二电源模块以及第三电源模块，并发出下调LED灯照度的二级调光信号，所述二级调光信号所下调的LED灯照度比所述一级调光信号高。

8.根据权利要求6所述的一种用于轨道车辆照明的控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

控制模块获取五组独立的输出电压的线路状态，若其中任意一组输出电压的线路状态为过载或短路或过压的意外状态，则切断线路状态为意外状态的输出电压。

9.根据权利要求6所述的一种用于轨道车辆照明的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

S31、控制模块获取当前调光模式，若所述当前调光模式为自动调光模式，则启动光线传感器并执行步骤S32，若所述当前调光模式为手动调光模式，则关闭光线传感器并执行步骤S33；

S32、获取设定照度值，接收光线传感器采集的当前照度值，根据当前照度值和设定照度值输出灯具调节信号，所述灯具调节信号用于调节灯具的输出电压使得当前照度值达到设定照度值；

S33、获取设定PWM值，按照所述设定PWM值调节灯具的输出电压。

10.根据权利要求6所述的一种用于轨道车辆照明的控制方法，其特征在于，还包括步骤：

控制模块对电源模块的输入电压、输出电压、内部温度以及输出电流进行实时采集；

控制模块对输出模块的输出电压以及负载电流进行实时采集；

控制模块对输出至光线传感器的工作电流进行实时采集；

控制模块将采集到的实时数据与预先设定的正常数据进行对比，若所述对比结果为非正常状况，则发送所述非正常状况至TCMS***，使得TCMS***根据所述非正常状况进行预警。