一种中央控制盘装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种中央控制盘装置及其控制方法，及包括该中央控制盘装置的站台门电气系统。该中央控制盘装置包括：采集非安全相关的数字量信号的通用数字量输入模块、通用数字量输出模块、采集与安全相关的数字量信号的安全数字量输入模块、安全数字量输出模块、安全主控模块以及通信模块。其中安全主控模块接收与安全相关的数字量信号，经处理后进行站台门控制的逻辑计算，指令安全数字量输出模块发送安全数字量输出信号以控制站台门动作。所述中央控制盘采用主系和备系的安全

【技术实现步骤摘要】
一种中央控制盘装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电气系统领域，具体涉及轨道交通(包括地铁、轻轨、城际铁路、高铁等)的站台门电气系统，尤其是其中的中央控制盘。

技术介绍

[0002]站台门是连接轨道交通系统中站台与车辆及轨道之间的通道。站台门电气系统是用于控制站台门开关以及对应管理和维护的系统。
[0003]附图1中的电气系统100为现有技术中典型的站台门电气系统。其经由以太网ETH与外部的信号系统、综合监控系统、低压配电系统等其它系统相连。
[0004]现有技术的站台门电气系统100通常采用分布式控制结构，主要由通常位于设备房内的供电电源装置、中央控制盘(PEC)，以及位于站台的多个门控器(DCU)、就地控制盘(PEL)/紧急控制盘(ECP)等部分组成，各部分之间以有线或无线方式通信地连接。
[0005]站台门电气系统的核心是位于设备房内的中央控制盘PEC，主要功能包括：站台门控制优先级管理、基于信号系统的自动控制、站台级控制、紧急控制、安防设备状态监控与激活控制、状态检测与输出、故障诊断及预警、系统对时管理、事件记录等。
[0006]从图1可见，中央控制盘有多个接口与站台门电气系统外部的其它系统进行对接，也通过多个接口与站台门电气系统内部的其它部分之间进行对接，并通过内部的控制逻辑实现上述功能。
[0007]以下结合图2描述现有技术中常规的中央控制盘PEC 200的各组成模块及其功能：
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防雷滤波模块221和电源模块222：防雷滤波模块221将来自外部电源的电力进行防雷滤波后再经电源模块222转换，为内部其他模块供电；
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上行数字量输入模块231，采集上行设备的数字电平信号；
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上行数字量输出模块241，提供直流电压以驱动上行设备；
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下行数字量输入模块232，采集下行设备的数字电平信号；
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下行数字量输出模块241，提供直流电压以驱动下行设备；
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通信模块250，用于通信数据的接收和发送；
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主控模块210，根据采集的数字量信息(数字电平信号)及接收到的通信信息，经内部逻辑控制和计算，输出数字量命令(驱动设备的直流电压)，或者发送通信信息。
[0015]中央控制盘的输出的数字量命令直接关联站台门的打开和关闭。在运营期间，站台门的打开或关闭必须与车门进行联动，精准同步。一旦对站台门的控制出现错误或偏差，就可能导致对乘客潜在的伤害。比如当列车尚未进站停稳之前，站台门的提前打开将可能导致乘客跌落轨道或者与进站列车发生碰撞，又如列车门已经打开但站台门却没有同步打开，乘客跨出列车门却无法进入站台，可能对乘客造成绊倒或碰撞等伤害。在无人驾驶的场景下，如果单个车门或单个站台门出现故障，还需要对站台上具体的某一个站台门进行单独控制，以便实现对位隔离的功能。
[0016]因此，中央控制盘属于功能安全相关的关键性装置，根据相关国际标准以及轨道
交通行业对于装置失效导致危害的严重程度等依据，中央控制盘的安全完整性等级应要求为不低于SIL3级。其所对应的容许危害率THR应不高于10
‑7/h。
[0017]然而，现有的站台门电气系统存在如下3个问题：
[0018]1、中央控制盘的核心功能不满足安全性的要求。
[0019]现有的中央控制盘将站台门控制等核心功能按照非安全功能来处理。无论是技术方案，还是系统开发与控制流程，都不满足安全性的要求。当装置出现故障时，还需由人工介入处理，不仅无法保障工作人员的安全，也对轨道交通的运行效率带来影响，对人工响应时间也有很高的要求。
[0020]2、软件设计与开发不满足安全性标准的要求。
[0021]现有的中央控制盘核心控制软件无论是在开发流程还是技术措施方面，都是采用与通用软件相似的方式开展的，对于系统性失效的防护缺乏统筹考虑。
[0022]3、封闭式传输系统中的通信可能会遇到如下多种形式的安全威胁：数据帧重复、数据帧丢失、数据帧插入、数据帧次序混乱、数据帧错误、数据帧延时等。
[0023]专利CN103661491A《站台屏蔽门智能控制系统及方法》通过增加图像采集模块，利用图像特征提取和匹配的方法，实时判断列车车门和站台屏蔽门之间是否存在异物，以及列车进出站的状态，做出智能化的判断和决策，以保证屏蔽门系统安全性、可靠性，并能够有效提高系统可用性，进一步保障了列车安全节能运行及乘客的安全。该系统和方法可一定程度上避免站台门夹人等事故的发生，然而单纯图像提取和处理并不能从整体上提升开关站台门的精准度和与列车车门开关的匹配度。
[0024]因此，亟须一种满足SIL4级安全性要求的站台门系统及其中央控制盘。

技术实现思路

[0025]提供本
技术实现思路
以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征；也不旨在用于确定或限制所要求保护的主题的范围。
[0026]在本专利技术的中央控制盘中，将与安全相关的数字量信号和非与安全相关的数字量信号分开，用不同模块来进行处理。并且进一步采用2乘2取2的安全
‑
冗余架构，I系(主系)、II系(备系)两套互为冗余同时工作，以进一步提高系统可靠性。
[0027]本专利技术的一种用于站台门电气系统的中央控制盘装置包括：采集非安全相关的数字量信号的通用数字量输入模块、通用数字量输出模块、采集与安全相关的数字量信号的安全数字量输入模块、安全主控模块、安全数字量输出模块，以及通信模块。安全主控模块其中接收来自安全数字量输入模块的与安全相关的数字量信号，经处理后进行站台门控制的逻辑计算，也接收来自通用数字量输入模块的非安全相关的数字量信号，经处理后生成指令发送给通用数字量输出模块。安全数字量输出模块接收来自安全主控模块的逻辑计算的结果，发送安全数字量输出信号以控制站台门动作。其中，安全数字量输入模块、安全主控模块、安全数字量输出模块可被集成为单个模块。
[0028]本专利技术的中央控制盘有主系和备系两套，互为热备份，同时工作。进一步增强可靠性。主系和备系同时采集与安全相关的数字量信号，分别进行站台门控制的逻辑计算、输出主系的计算结果而不输出备系的计算结果。
[0029]本专利技术的一种控制站台门电气系统的方法，包括：采集与安全相关的数字量信号，经处理后进行站台门控制的逻辑计算，基于逻辑计算的结果，生成安全数字量输出信号以控制站台门动作；以及采集非安全相关的数字量信号，经由内部逻辑控制和计算输出通用数字量输出信号。
[0030]其中，安全相关的数字量信号包括：与外部信号系统接口的开门命令、关门命令；与外部门机系统接口的安全回路信号；以及与外部安防系统接口的安全回路信号。安全数字量输出信号包括：输出到第一侧门机系统的开门使能信号、开关门命令信号；输出到第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于站台门电气系统的中央控制盘装置，包括：通用数字量输入模块，采集非安全相关的数字量信号；通用数字量输出模块；安全数字量输入模块，采集与安全相关的数字量信号；安全主控模块，接收来自所述安全数字量输入模块的与安全相关的数字量信号，经处理后进行站台门控制的逻辑计算，也接收来自所述通用数字量输入模块的非安全相关的数字量信号，经处理后生成指令发送给所述通用数字量输出模块；安全数字量输出模块，接收来自所述安全主控模块的所述逻辑计算的结果，发送安全数字量输出信号以控制站台门动作；以及通信模块。2.如权利要求1所述的中央控制盘装置，其特征在于，所述与安全相关的数字量信号包括：与外部信号系统接口的开门命令、关门命令；与外部门机系统接口的安全回路信号；以及与外部安防系统接口的安全回路信号；所述安全数字量输出信号包括：输出到第一侧门机系统的开门使能信号、开关门命令信号；输出到第二侧门机系统的开门使能信号、开关门命令信号；输出到外部信号系统的第一侧和第二侧门关闭且锁闭信号；以及输出到第一侧安防设备和第二侧安防设备的安防启动信号。3.如权利要求1所述的中央控制盘装置，其特征在于，所述中央控制盘有主系和备系两套，互为热备份，同时工作。4.如权利要求3所述中央控制盘装置，其特征在于，通过输出激励信号并同时采集返回的常开信号和常闭信号，只有当输入的一组信号为一高一低互斥的电平才能判定为有效输入。5.如权利要求3所述中央控制盘装置，其特征在于，主系和备系的两个安全主控模块同时接收来自对应的安全数字量输入模块的输入数据，分别计算输出结果，主系的安全主控模块将输出结果发送至主系和备系...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗永升，刘翔，李辉，王奇，代飞，张珊，周文术，王飞，连奇幸，何悦海，
申请(专利权)人：湖南中车时代通信信号有限公司，
类型：发明
国别省市：