CN210027407U - 车门状态监测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车门状态监测***，包括：至少一个车门状态转接单元和诊断单元，所述诊断单元和所述至少一个车门状态转接单元相连，其中，所述车门状态转接单元用于将获取的至少一个车门的电平信号转换成数字信号，并将得到的数字信号发送给所述诊断单元；所述诊断单元根据接收到的所述数字信号判断每个车门的状态。实现了对单个车门的开关状态进行监测，施工简单、成本低、布设设备少。

Description

车门状态监测***

技术领域

本实用新型涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种车门状态监测***。

背景技术

城市轨道交通的快速发展带动了城市化的整体进程,由于其方便快捷、价格便宜、不会堵车和准时准点等诸多优点,大多数人已经在选择轨道交通车辆成为其代步工具。车辆车门是地铁列车重要的组成部分，地铁车辆的客室车门在运营过程中频繁的使用，据相关数据统计列车半数以上的故障都是由车门引起的，而司机在司机室实时的知道车门的开关状态和具体故障位置尤为重要。

随着车辆技术的发展，车门的门控器进行不断的更新换代，每辆车的每个门控器之间进行组网，接入到列车控制和管理***(Train Control and Management System，TCMS)，关键的告警信息及车门的开关状态可以实时的在TCMS***的人机接口(HumanMachine Interface，HMI)屏实时显示，并且出现了智能门控器，可以采用以太网的形式连接到TCMS***，将车门动作的过程的具体参数发送TCMS***进行记录和关键参数的显示。图1为现有技术中对车门状态的诊断原理示意图，如图1所示，具体为：通过将左门到位行程开关、右门到位行程开关、锁闭行程开关的进行串型连接接入到门控器，将所有门控器输出的电平信号并联在车门环线上。门控器低电平表示关门正常，高电平表示关门异常。指示灯亮代表整列车中有车门关门异常，指示灯灭代表整列车车门关门正常。

在运营过程中如果车门出现了车门未关好故障，司机只能从车头开始每个门去查看是那个门故障，可能造成晚点等影响。

对此车门的改造工作也是运营单位一个必要的需求，对列车的改造工作需要从以下几个方面进行：第一，可以增加TCMS***；第二，可以对门控器进行改造，每辆车各门之间的门控器具备自己组网功能和故障判断功能，且满足与TCMS***进行数据交互的功能。

由以上分析可以看出，按上述的方式进行改造不管是对每个门控器进行换新，还是增加TCMS***，都存在工作量大、安装困难、成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种车门状态监测***，用以解决现有技术中对单个车门监测的改造工作量大、安装困难且成本高的问题。

本实用新型提供一种车门状态监测***，包括：至少一个车门状态转接单元和诊断单元，所述诊断单元和所述至少一个车门状态转接单元相连，其中，所述车门状态转接单元用于将获取的至少一个车门的电平信号转换成数字信号，并将得到的数字信号发送给所述诊断单元；所述诊断单元用于根据接收到的所述数字信号判断每个车门的状态。

可选地，所述***还包括：

辅助供电单元，用于给所述车门供电。

可选地，所述***还包括：

行程开关，所述行程开关分别与所述辅助供电单元和所述车门状态转接单元相连，用于监测所述车门的开启和关闭。

可选地，所述***还包括：

显示单元，所述显示单元与所述诊断单元相连，用于将每个车门的状态进行显示。

可选地，所述车门状态转接单元至少包括光电隔离耦合模块，所述光电隔离耦合模块用于隔离对所述车门状态转接单元所产生的干扰信号。

可选地，所述车门状态转接单元还包括脉冲抑制模块，所述脉冲抑制模块的两端分别与公共地和所述辅助供电单元的输出端相连，用于抑制所述车门状态转接单元中所产生的信号脉冲。

可选地，所述脉冲抑制模块包括TVS管防脉冲群。

可选地，所述车门状态转接单元和所述诊断单元采用CAN组网进行连接。

可选地，所述***还包括：

报警单元，所述报警单元与所述诊断单元相连，所述报警单元用于若所述车门状态异常时，则进行报警。

可选地，所述报警单元至少包括光电报警模块和/或声音报警模块。

本实用新型提供的车门状态监测***，通过在行程开关和诊断单元之间增加车门状态转接单元，将车门的电平信号转换成数字信号，实现了对单个车门的开关状态进行监测，施工简单、成本低、布设设备少。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为现有技术中对车门状态的诊断原理示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的车门状态监测***的结构示意图；

图3为本实用新型又一实施例提供的车门状态监测***的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的车门状态转接单元的结构示意图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

首先，对本实用新型涉及到的名词进行解释：

行程开关：在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似；行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯车门的控制电路中，还利用行程开关来控制开关车轿门的速度、自动开关门的限位。

本实用新型中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图2为本实用新型实施例提供的车门状态监测***的结构示意图，如图2所示，所述***包括：至少一个车门状态转接单元10和诊断单元20，所述诊断单元和所述至少一个车门状态转接单元相连，其中，所述车门状态转接单元10用于将获取的至少一个车门的电平信号转换成数字信号，并将得到的数字信号发送给所述诊断单元；所述诊断单元20根据接收到的所述数字信号判断每个车门的状态。

具体地，列车的车门按功能来说，车门可分为客室侧门，司机室侧门、司机室通道门和紧急疏散门四种，在本实用新型实施例中是针对客室侧门的，提供了一种针对客室侧门的车门状态监测***，所述***包括至少一个车门状态转接单元10和诊断单元20，所述车门状态转接单元10采集到每个车门的电平信号，所述电平信号为开关信号，然后将所述电平信号转换成数字信号，并将得到的数字信号发给诊断单元20，诊断单元20在接收到所述数字信号后，根据数字信号的高低电平来判断每个车门的状态，即车门的状态是正常关闭还是开启。

具体地，所述***中包括的车门状态转接单元10的数量可以是一个，可以是多个，诊断单元20可以与至少一个车门状态转接单元10相连，其中，所述车门状态转接单元10和诊断单元20的数量可根据一列列车中的车门数量来设定，在本实用新型实施例中不做具体限定。

在本实用新型实施例中，示例性地，在列车的首尾各设置一诊断单元，每辆车共有8个门，1列车供6辆车，每辆车设置有一个车门状态转接单元，其中，所述两个诊断单元可以同时工作，也可以交替工作，也可以是在一个不能工作的前提下，另一个作为储备。

示例性地，若一列列车共有8个车门，每辆车设置一个车门状态转接单元10，并且6个车门状态转接单元10连接到2个诊断主机20，每个车门状态转接单元10采集了8个车门的电平信号，例如：8个电平信号分别为：0V、100V、0V、0V、110V、137V、77V、0V，车门状态转接单元10将这8个电平信号转换成8个数字信号，即01001110，并将得到的数字信号发送给诊断单元20，其中，每个车门的车门状态对应一个数字信号；在诊断单元20接收到所述数字信号后，根据得到的车门的数字信号的高低电平来判断每个车门的状态，例如0表示正常关闭，1表示开启。

可选地，在列车的首尾都可以设置一诊断主机，诊断主机也就是下文所述的诊断单元，在一个诊断主机出现故障时，另一个诊断主机可以继续工作，保证车门状态监测***的正常功能，通过诊断主机的冗余设置，提高车辆运行的安全性。通过在行程开关和诊断单元之间增加车门状态转接单元，将车门的电平信号转换成数字信号，实现了对单个车门的开关状态进行监测，施工简单、成本低、布设设备少。

可选地，所述***还包括：

辅助供电单元，用于给所述车门供电。

具体地，辅助供电单元是列车运行不可缺少的部分，维持着列车许多重要功能的实现。辅助供电单元包括辅助电源模块，电源分配模块和辅助用电设备。辅助电源模块由电源供给设备、电源转换设备组成；电源分配模块由分配箱、连接电缆组成；辅助用电设备包括HVAC(采暖、通风、空调)子***、牵引***冷却风扇、制动空压机、电池充电机、车辆控制装置、照明等。辅助供电单元的结构型式主要分为以下3种：集中供电单元、分散并网供电单元、两者相结合的集中布置且并网的供电单元。

需要说明的是，本实用新型实施例中可根据不同的需求来采用不同的供电方式，具体的，在本实用新型实施例中不做具体限定。

可选地，所述***还包括：

行程开关，所述行程开关分别与所述辅助供电单元和所述车门状态转接单元相连，用于监测所述车门的开启和关闭。

具体地，在本实用新型实施例中，一列列车的车门状态监测***还包括行程开关，在每个门上都安装行程开关，至少包括三个，其中有2个是确定门板位置的行程开关，分别用来确定左门和右门的门板位置，1个是锁闭行程开关，用于锁闭确定门板位置的行程开关。具体地，所述行程开关中的三个行程开关串联连接，并且确定门板位置的行程开关的一端通过车门供电端子排与辅助供电单元相连，锁闭行程开关的另一端和车门状态转接单元相连。

在电气控制***中，行程开关由操作头、触点***和外壳组成。其作用是实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测，用于控制机械设备的行程及限位保护。

行程开关可以安装在相对静止的物体(如固定架、门框等，简称静物)上或者运动的物体(如行车、门等，简称动物)上。当动物接近静物时，开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。由开关接点开、合状态的改变去控制电路和机构的动作。

行程开关内部实际上就是一个微动开关，行程开关区别在于，它有一个相对坚固的外壳，与运动物体接触有一个靠弹簧伸缩的缓冲距离，这样运动物体接触后，内部微动开关能立刻动作。

具体地，行程开关又称位置开关或限位元开关,它的作用是将机械位移转变为电信号,使电动机运行状态发生改变,即按一定行程自动停车,反转,变速或回圈,从而控制机械运动或实现安全保护。

可选地，所述***还包括：

显示单元，所述显示单元与所述诊断单元相连，用于将每个车门的状态进行显示。

在上述实施例的基础上，所述***不仅包括车门状态转接单元、诊断单元，还包括显示单元，所述显示单元与所述诊断单元相连，将所述诊断单元的诊断结果进行显示，即显示哪个车门对应的开启或关闭的状态。

具体地，车门状态转换单元将各个车门的电平信号转换成数字信号后发送到诊断单元，诊断单元根据接收到的数字信号进行判断，并将判断后的结果显示在显示单元上，方便操作者了解具体的情况。

又如上面的例子，若一列列车共有48个车门，每辆车设置一个车门状态转接单元10，并且6个车门状态转接单元10连接到2个诊断主机20，每个车门状态转接单元10采集了8个车门的电平信号，例如：8个电平信号分别为：0V、100V、0V、0V、110V、137V、77V、0V，车门状态转接单元10将这8个电平信号转换成8个数字信号，即01001110，并将得到的数字信号发送给诊断单元20，其中，每个车门的车门状态对应一个数字信号；在诊断单元20接收到所述数字信号后，根据得到的车门的数字信号的高低电平来判断每个车门的状态，例如0表示正常关闭，1表示开启，在诊断单元判断出每个门的开关状态后，将判断后的结果在显示单元显示，其中，所述诊断单元为诊断主机，显示单元可以为显示屏。

可选地，所述诊断单元根据接收到的所述数字信号判断每个车门的状态，具体为：

若所述数字信号为0时，则判断所述数字信号对应的车门状态为关闭；

若所述数字信号为1时，则判断所述数字信号对应的车门状态为开启。

本实用新型实施例提供的车门状态监测***，通过在行程开关和诊断单元之间增加车门状态转接单元，将车门的电平信号转换成数字信号，实现了对单个车门的开关状态进行监测，施工简单、成本低、布设设备少。

可选地，所述车门状态转接单元至少包括光电隔离耦合模块，所述光电隔离耦合模块用于隔离对所述车门状态转接单元所产生的干扰信号。

在上述实施例的基础上，车门状态转接单元主要是为了将电平信号转换成数字信号，也就是将模拟信号转换成数字信号，可以采用模数转换器，例如AD650、AD7703等，也可以采用光电隔离耦合模块，优选的，本实用新型实施例采用光电隔离耦合模块，其中，光电隔离器(optoelectronic isolator，OC)亦称光电耦合器、光耦合器，简称光耦，光耦合器以光为媒介传输电信号，对输入、输出电信号有良好的隔离作用。

车门状态转接单元包括上述的两者实现方式，但是并不限于只有上述的方式，可根据实际的需要进行选择。其中，光电隔离耦合器的型号也可根据的实际的需要进行设定，在本实用新型实施例中不在具体限定。

车门状态转接盒即车门状态转接单元采用光电隔离接口接入各车门提供的DC110V电平信号，由于光电隔离耦合是一种简单高效的隔离技术，它破坏了“地”干扰的传播途径，切断了干扰信号进入后续电路的路径。

可选地，所述车门状态转接单元还包括脉冲抑制模块，所述脉冲抑制模块的两端分别与公共地和所述辅助供电单元的输出端相连，用于抑制所述车门状态转接单元中所产生的信号脉冲。

在上述各个实施例的基础上，车门状态转接盒在采用光电隔离接入车门开关状态信号的基础上，还增加了脉冲抑制模块，所述脉冲抑制模块的两端分别与公共地和所述辅助供电单元的输出端相连，用于抑制所述车门状态转接单元中所产生的信号脉冲，具体的如图4所示，为本实用新型一实施例提供的车门状态转接单元的结构示意图。

可选地，所述脉冲抑制模块包括TVS管防脉冲群。

具体地，硅瞬变吸收二极管(TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR，TVS)硅瞬变吸收二极管是箝位型的干扰吸收器件；其应用是与被保护设备并联使用。

硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力,及极多的电压档次。可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压,以及感应雷所产生的过电压。

TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背连接的二极管)两种，它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。使用中TVS管的击穿电压要比被保护电路工作电压高10％左右，以防止因线路工作电压接近TVS击穿电压,使TVS漏电流影响电路正常工作；也避免因环境温度变化导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。

TVS管有多种封装形式,如轴向引线产品可用在电源馈线上；双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的保护。在浪涌电压的作用下,TVS两极间的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR，而被击穿。随着击穿电流的出现，流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP，同时在其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压VC以下。其后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态，这就是TVS抑制可能出现的浪涌脉冲功率,保护电子元器件的过程。

当TVS两极受到反向高能量冲击时，它能以10-12s级的速度，将其两极间的阻抗由高变低，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电位箝位于预定值，有效地保护电子设备中的元器件免受浪涌脉冲的损害。

TVS具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压容易控制、体积小等优点。

可选地，所述车门状态转接单元的所述光电隔离耦合模块承受的隔离电压最大为5kV。

具体地，所选TVS的最大箝位电压(VC)应低于被保护电路所允许的最大承受电压。双向TVS用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。TVS有时也用于减少电容。如果电路只有正向电平信号，那么单向TVS就足够了。TVS操作方式如下：正向浪涌时,TVS处于反向雪崩击穿状态；反向浪涌时，TVS类似正向偏置二极管一样导通并吸收浪涌能量。在低电容的电路中，应选用双向TVS以保护电路中的低电容器件免受反向浪涌的损害。

可选地，所述车门状态转接单元和所述诊断单元采用CAN组网进行连接。

在上述实施例的基础上，图3为本实用新型又一实施例提供的车门状态监测***的结构示意图，如图3所示，具体地，如图3中的列车，每个门包括两个门板，每个门板上设置有一个行程开关，另外还包括一个锁闭行程开关，即左门到位行程开关、右门到位行程开关和锁闭行程开关。

在每列列车设置一个车门状态转接单元，也就是车门状态转接盒，由辅助供电单元给所述车门提供电平信号，所述电平信号通过左门到位行程开关、右门到位行程开关、锁闭行程开关接入到车门状态转接盒，所述车门状态转换盒再连接所述诊断单元，车门状态转接盒采集到各个车门的电平信号，并将所述电平信号转换成数字信号，其中，车门在电平信号状态时，低电平(DC0V)表示关门，高电平(DC 77～137V)表示开门。通过车门状态转接盒读取车门开关状态，车门状态转接盒接入CAN总线接入诊断主机，其中，所述数字信号为CAN信号。

需要说明的是，接入到同一个诊断单元的车门状态转接盒的个数在本实用新型实施例中不做具体的限定，可根据需要自行设定。

可选地，所述***还包括：

报警单元，所述报警单元与所述诊断单元相连，所述报警单元用于若所述车门状态异常时，则进行报警。

在上述各个实施例的基础上，所述***不仅包括车门状态转接单元、诊断单元、显示单元、行程开关和辅助供电单元，还包括报警单元，所述报警单元与所述诊断单元相连，当车门状态为异常时，则进行报警，例如:一辆车的所有车门都关闭，其中一个未关闭则进行报警；或者所有车门都打开了，其中一个车门没有打开，则进行报警。

可选地，所述报警单元至少包括光电报警模块和/或声音报警模块。

具体地，当某个车门状态为异常时，报警单元发生报警，这时可以采用光电报警模块进行报警，例如采用不同颜色的灯进行显示，也可以采用声音报警模块，例如安装蜂鸣器发出声音进行报警，也可以两者同时进行。

本实用新型提供的车门状态监测***，通过在行程开关和诊断单元之间增加车门状态转接单元，将车门的电平信号转换成数字信号，实现了对单个车门的开关状态进行监测，施工简单、成本低、布设设备少。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种车门状态监测***，其特征在于，包括：至少一个车门状态转接单元和诊断单元，所述诊断单元和所述至少一个车门状态转接单元相连，其中，所述车门状态转接单元用于将获取的至少一个车门的电平信号转换成数字信号，并将得到的数字信号发送给所述诊断单元；所述诊断单元用于根据接收到的所述数字信号判断每个车门的状态。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

辅助供电单元，用于给所述车门供电。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述***还包括：

行程开关，所述行程开关分别与所述辅助供电单元和所述车门状态转接单元相连，用于监测所述车门的开启和关闭。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

显示单元，所述显示单元与所述诊断单元相连，用于将每个车门的状态进行显示。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述车门状态转接单元至少包括光电隔离耦合模块，所述光电隔离耦合模块用于隔离对所述车门状态转接单元所产生的干扰信号。

6.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述车门状态转接单元还包括脉冲抑制模块，所述脉冲抑制模块的两端分别与公共地和所述辅助供电单元的输出端相连，用于抑制所述车门状态转接单元中所产生的信号脉冲。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述脉冲抑制模块包括TVS管防脉冲群。

8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述车门状态转接单元和所述诊断单元采用CAN组网进行连接。

9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

报警单元，所述报警单元与所述诊断单元相连，所述报警单元用于若所述车门状态异常时，则进行报警。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述报警单元至少包括光电报警模块和/或声音报警模块。

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