地铁车站智能屏蔽门的研发

引言

随着轨道交通建设的日益发展,地铁已成为人们日常出行的重要交通工具,智能屏蔽门的应用为地铁站点站台的安全性提供了有力保障。当前屏蔽门已成为地铁环控系统的重要组成部分,可以有效隔开站点站台和轨道行车区间,确保乘车人员候车环境的安全和舒适,有助于地铁服务质量的提高,还能实现节能减排。

下文将结合地铁车站屏蔽门新媒体工程实例,基于地铁车站智能屏蔽门系统构造和性能分析,完成智能屏蔽门的设计。

1项目概况

本项目为地铁屏蔽门新媒体工程,即以新媒体技术为核心的智能屏蔽门工程。智能屏蔽门的新媒体技术特点之一就是通过安装在屏蔽门玻璃隔断上的调光玻璃联合投影系统进行信息发布,包括信息静态发布和动态发布两种方式,扩大了轨道交通信息投放途径,使得轨道交通在信息投放时更为灵活。

本工程基本情况:(1)智能屏蔽门包括投影显示系统、控制机柜系统和传感器系统三大部分:(2)本智能屏蔽门工程施工范围包括线缆管槽的铺设,调光玻璃、摄影机等设备的安装,传感器等传感系统设备的安装调试,机组及分控柜等控制机柜系统设备的安装调试,供电系统等配套设施的安装调试以及其他设备的安装调试:(3)相关设备施工安装特点:调光玻璃是对原有玻璃进行替换的,安装时需进行接线方式和兼容性测试,选择恰当安装方式进行安装并确保安装效果,其他设备如投影仪和传感器安装位置应严格控制在界线内,安装时还需考虑墙体承重结构。

2设计原理

2.1设计原则

(1)符合屏蔽门工作环境要求:由于车站环境温度和湿度是有限定范围的,而且轨道运行存在灰尘,因而采用新媒体技术的智能屏蔽门设计应考虑温度和湿度因素,并具备一定的防尘能力,同时还需考虑门体荷载能力、运行条件及其他配套设施要求:(2)遵循地铁设计规范和屏蔽门媒体技术要求,相关材料和设备选用也应满足国家标准:(3)屏蔽门新媒体系统设计时要考虑安装效果,确保后期运行维护工作可以顺利进行。

2.2工作原理

投影显示系统、控制机柜系统和传感器系统构成了屏蔽门新媒体系统,其核心技术就是新媒体技术,可以通过投影显示系统进行信息发布:控制机柜系统是对整个系统各部件工作状态进行监控,并具备预警功能,一旦发现问题能及时处理,确保系统稳定良好运行:传感器系统则是将侦测到的信号传输给控制系统进一步处理。三个子系统互相协作,以保障整个屏蔽门新媒体系统的高效运行。

3系统构成及性能要求

3.1投影显示系统

如图1所示,投影显示系统由夹胶型钢化调光玻璃和投影装置两部分构成。

图1投影显示系统

3.1.1夹胶型钢化调光玻璃

钢化玻璃、调光膜及EVA膜片组成了夹胶型钢化调光玻璃,该调光玻璃除规格、外观和强度不低于原有屏蔽门玻璃外,还应满足地铁运营环境要求,具备这些性能:(1)认证及规范要求:满足3C认证、地铁屏蔽门玻璃质量检测、防火检测、环保性能检测及电磁兼容性检测要求,同时应符合城市轨道交通站台屏蔽门规范要求:(2)调光玻璃材质参数应为6mm＋6mm配置的双层绝钾钢化玻璃,整体厚度达到1+mm,且透明度达到46%以上,可以实现毫秒级透明度变换,避免给车站正常运行造成影响:(3)调光玻璃须设有防撞标志,由于玻璃边缘采用丝网印进行装饰,并对门框结构进行遮挡,因而所有屏蔽门的调光玻璃均需设置丝网印刷式的标志:(4)调光玻璃防火、温度隔离及防爆性能均符合相关设计规范要求,同时具备一定的电气性能,完全符合地铁屏蔽门相关技术规范标准要求:(5)调光玻璃电气安全方面也应完全满足超高电阻率和安全电压的要求。

3.1.2投影装置

投影装置主要包括投影机和吊箱两部分,结合轨行区工作环境,本工程采用的投影仪具备这些特性:(1)采用合格且环保的投影机设备,尺寸、规格、重量和体积符合技术要求:(2)具有过热、短路保护和防水功能:(3)画面效果:清晰度≥2K的高清分辨率,亮度在50001m以上,采用电动镜头并可进行画面补偿。投影机吊箱应符合这几点要求:(1)吊箱具备一定的防水性能:(2)依照国家相关标准和车辆运行环境吊箱采

ShejiyuFenxi◆设计与分析

用钢材结构,且强度、伸展性及屈服强度都要满足要求:(3)采用后扩底机械锚栓进行吊箱安装[2]。

3.2核心机柜

3.2.1总体要求

包括机柜内部构件组成要求和机柜功能要求两方面:(1)对用以实现智能屏蔽门系统正常运行的机柜内部构件,如控制主机、媒体播放器、信息传输和监控显示组件这四大部分进行监控:(2)机柜功能要求:随时查看当前系统状态、关闭暂停系统的监控功能,为投影显示系统和传感器系统提供能源的供电功能,传输音视频控制信号的信号传输功能及保障机柜运行安全的系统安全维护功能。

3.2.2控制主机

为保障系统高效、可靠运行,本智能屏蔽门工程控制主机采用嵌入式结构的VxworkS控制平台,处理器处理速度可达1600MIPS,极大地提高了程序响应和调用速度。核心主机可以提供继电器、I/o、RJ45等多种接口与其他控制系统设备进行连接。本工程采用的继电器接口性能稳定,寿命可达百万次,每路继电器承载电压能达到24VDC或28VAC@1A。继电器开路时后级设备关闭,反之则后级设备开启:I/o接口,借用3.5mm迷你凤凰头与外部设备实现连接,采用逻辑电平进行判断:RJ45是应用较为广泛的接口形式,可以进行加密访问。

3.2.3媒体播放器

(1)采用1inux系统作为媒体播放器平台,采用无风扇配置的处理器进行专业的媒体数据处理,满足EDID握手和HDCP高清内容保护要求,同时配置4.25Gb/S速率的高速双向通信接口,实现3D播放并可进行升级:(2)本工程媒体播放器可实现一周全天候流畅播放高清及超高清视图,并且能在恶劣的潮湿和高温环境下稳定运行:(3)本工程媒体播放器可进行加密,如对USB进行加密,从而保证上载到媒体播放器的数据安全。

3.2.4信息传输设备

信息传输设备由交换机和传感器信号接收器组成:(1)网络交换机:采用稳定性极高的VxworkS系统作为运行平台,并能提供多路10/100/1000BaSe-x、采用双1C接口的SPF模块的以太网光口,传输速率高,传输距离远,信号在传输过程中稳定高,不易受其他因素干扰,需要注意的是,电口和光口可以结合实际情况酌量增减:(2)传感器信号接收器:该构件主要作用是对列车进出站的信号进行接收,借助继电器和I/o两种接口方式与核心主机进行连接,此外传感器信号接收器还具备双冗余备份功能。

3.2.5监控显示组件

监控显示设备为控制系统主机柜自带的显示屏,通过这个10寸大小的显示屏可对当前智能屏蔽门系统各组成部件工作状况进行直观的了解。一旦某个系统部件出现异常,设置在主机柜上的故障显示灯和应急开关将共同作用应对故障,如故障显示灯会在控制系统出现部件问题时亮起,而应急开关可在关键时刻将整个MPGDS关闭,此时投影设备和其他系统部件暂停工作。

监控显示组件这几个功能尤为重要:(1)投影机状态:对投影机电源开关状态、实时温度、过滤网、灯泡和风扇累计工作时间统计等运行状态进行监视,一旦发现投影机问题,维护人员可及时处理:(2)指示灯说明:提示当前系统各部件运行状态,维护人员通过指示灯颜色可以得知当前系统部件工作情况,指示灯绿色表示当前为正常工作状态,黄色表示系统设备存在异常情况,维护人员则需对相应设备进行有效维护,红色表示当前系统设备发生故障或处于关闭状态:(3)雾化玻璃:主要作用是对上下行两侧玻璃设置的开关总数进行统计,通过"雾化玻璃"还能了解调光玻璃的电源状态:(4)播放器状态:主要是对当前播放器状态的呈现,如果相关设备损坏或掉线,将通过显示红色来提醒相关人员进行维修:(5)当前播放信息:可实现当然播放器播放内容的预览,避免播放内容信息选择错误。

3.3传感器系统

传感器与信号发送器组成了传感器系统,本项目传感器系统具备抗干扰、防尘及免维护的优势。传感器系统工作流程如下:传感器侦测信号一信号发送器接收一传输给控制系统。本项目传感器具备以下优势和性能:(1)应用漫反射技术,无需依靠反射板,安装更容易操作,采用漫反射技术的传感器响应距离可达0.1~2.5m:(2)采用FC接口连接,采用多模光纤介质将传感器信号传输给控制系统,传感器信号最远发送距离可达20km:(3)传感器激光性能佳,一方面采用红外激光,可视度低,灵敏度更高,能对不同纯色截面进行精确识别,另一方面采用二类安全激光构成激光束,由于红外线特点,光斑小且可视度低,避免了给司乘人员视线造成干扰。

4结论

本文结合某地铁站台屏蔽门新媒体项目,基于地铁车站智能屏蔽门结构和性能分析,对智能屏蔽门的设计进行了探究,得出如下结论:(1)采用新媒体技术的屏蔽门可使屏蔽门系统更为智能化,通过调光玻璃和投影系统协作可实现信息发布,提高了轨道交通发布信息的灵活性:(2)智能屏蔽门通过投影显示系统、控制机柜系统、传感器系统三大系统共同作用,能实现对系统各部件工作状态的有效监控,且系统设备能在地铁运行环境中较长时间地稳定工作,使得采用新媒体技术的智能屏蔽门系统运行更为稳定、安全:(3)智能屏蔽门各项设备设施皆符合国家相关认证和技术标准,性能皆优于原屏蔽门系统:(4)将先进技术如新媒体技术、漫反射技术等应用于智能屏蔽门系统,使得整个系统操作运行更为智能化。