地鐵車站智能屏蔽門(mén)的研發(fā)

引言

隨著軌道交通建設(shè)的日益發(fā)展,地鐵已成為人們?nèi)粘３鲂械闹匾煌üぞ?智能屏蔽門(mén)的應(yīng)用為地鐵站點(diǎn)站臺(tái)的安全性提供了有力保障。當(dāng)前屏蔽門(mén)已成為地鐵環(huán)控系統(tǒng)的重要組成部分,可以有效隔開(kāi)站點(diǎn)站臺(tái)和軌道行車區(qū)間,確保乘車人員候車環(huán)境的安全和舒適,有助于地鐵服務(wù)質(zhì)量的提高,還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

下文將結(jié)合地鐵車站屏蔽門(mén)新媒體工程實(shí)例,基于地鐵車站智能屏蔽門(mén)系統(tǒng)構(gòu)造和性能分析,完成智能屏蔽門(mén)的設(shè)計(jì)。

1項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為地鐵屏蔽門(mén)新媒體工程,即以新媒體技術(shù)為核心的智能屏蔽門(mén)工程。智能屏蔽門(mén)的新媒體技術(shù)特點(diǎn)之一就是通過(guò)安裝在屏蔽門(mén)玻璃隔斷上的調(diào)光玻璃聯(lián)合投影系統(tǒng)進(jìn)行信息發(fā)布,包括信息靜態(tài)發(fā)布和動(dòng)態(tài)發(fā)布兩種方式,擴(kuò)大了軌道交通信息投放途徑,使得軌道交通在信息投放時(shí)更為靈活。

本工程基本情況:(1)智能屏蔽門(mén)包括投影顯示系統(tǒng)、控制機(jī)柜系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)三大部分:(2)本智能屏蔽門(mén)工程施工范圍包括線纜管槽的鋪設(shè),調(diào)光玻璃、攝影機(jī)等設(shè)備的安裝,傳感器等傳感系統(tǒng)設(shè)備的安裝調(diào)試,機(jī)組及分控柜等控制機(jī)柜系統(tǒng)設(shè)備的安裝調(diào)試,供電系統(tǒng)等配套設(shè)施的安裝調(diào)試以及其他設(shè)備的安裝調(diào)試:(3)相關(guān)設(shè)備施工安裝特點(diǎn):調(diào)光玻璃是對(duì)原有玻璃進(jìn)行替換的,安裝時(shí)需進(jìn)行接線方式和兼容性測(cè)試,選擇恰當(dāng)安裝方式進(jìn)行安裝并確保安裝效果,其他設(shè)備如投影儀和傳感器安裝位置應(yīng)嚴(yán)格控制在界線內(nèi),安裝時(shí)還需考慮墻體承重結(jié)構(gòu)。

2設(shè)計(jì)原理

2.1設(shè)計(jì)原則

(1)符合屏蔽門(mén)工作環(huán)境要求:由于車站環(huán)境溫度和濕度是有限定范圍的,而且軌道運(yùn)行存在灰塵,因而采用新媒體技術(shù)的智能屏蔽門(mén)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮溫度和濕度因素,并具備一定的防塵能力,同時(shí)還需考慮門(mén)體荷載能力、運(yùn)行條件及其他配套設(shè)施要求:(2)遵循地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范和屏蔽門(mén)媒體技術(shù)要求,相關(guān)材料和設(shè)備選用也應(yīng)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):(3)屏蔽門(mén)新媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮安裝效果,確保后期運(yùn)行維護(hù)工作可以順利進(jìn)行。

2.2工作原理

投影顯示系統(tǒng)、控制機(jī)柜系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)構(gòu)成了屏蔽門(mén)新媒體系統(tǒng),其核心技術(shù)就是新媒體技術(shù),可以通過(guò)投影顯示系統(tǒng)進(jìn)行信息發(fā)布:控制機(jī)柜系統(tǒng)是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)各部件工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,并具備預(yù)警功能,一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)處理,確保系統(tǒng)穩(wěn)定良好運(yùn)行:傳感器系統(tǒng)則是將偵測(cè)到的信號(hào)傳輸給控制系統(tǒng)進(jìn)一步處理。三個(gè)子系統(tǒng)互相協(xié)作,以保障整個(gè)屏蔽門(mén)新媒體系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

3系統(tǒng)構(gòu)成及性能要求

3.1投影顯示系統(tǒng)

如圖1所示,投影顯示系統(tǒng)由夾膠型鋼化調(diào)光玻璃和投影裝置兩部分構(gòu)成。

圖1投影顯示系統(tǒng)

3.1.1夾膠型鋼化調(diào)光玻璃

鋼化玻璃、調(diào)光膜及EVA膜片組成了夾膠型鋼化調(diào)光玻璃,該調(diào)光玻璃除規(guī)格、外觀和強(qiáng)度不低于原有屏蔽門(mén)玻璃外,還應(yīng)滿足地鐵運(yùn)營(yíng)環(huán)境要求,具備這些性能:(1)認(rèn)證及規(guī)范要求:滿足3C認(rèn)證、地鐵屏蔽門(mén)玻璃質(zhì)量檢測(cè)、防火檢測(cè)、環(huán)保性能檢測(cè)及電磁兼容性檢測(cè)要求,同時(shí)應(yīng)符合城市軌道交通站臺(tái)屏蔽門(mén)規(guī)范要求:(2)調(diào)光玻璃材質(zhì)參數(shù)應(yīng)為6mm＋6mm配置的雙層絕鉀鋼化玻璃,整體厚度達(dá)到1+mm,且透明度達(dá)到46%以上,可以實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)透明度變換,避免給車站正常運(yùn)行造成影響:(3)調(diào)光玻璃須設(shè)有防撞標(biāo)志,由于玻璃邊緣采用絲網(wǎng)印進(jìn)行裝飾,并對(duì)門(mén)框結(jié)構(gòu)進(jìn)行遮擋,因而所有屏蔽門(mén)的調(diào)光玻璃均需設(shè)置絲網(wǎng)印刷式的標(biāo)志:(4)調(diào)光玻璃防火、溫度隔離及防爆性能均符合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求,同時(shí)具備一定的電氣性能,完全符合地鐵屏蔽門(mén)相關(guān)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求:(5)調(diào)光玻璃電氣安全方面也應(yīng)完全滿足超高電阻率和安全電壓的要求。

3.1.2投影裝置

投影裝置主要包括投影機(jī)和吊箱兩部分,結(jié)合軌行區(qū)工作環(huán)境,本工程采用的投影儀具備這些特性:(1)采用合格且環(huán)保的投影機(jī)設(shè)備,尺寸、規(guī)格、重量和體積符合技術(shù)要求:(2)具有過(guò)熱、短路保護(hù)和防水功能:(3)畫(huà)面效果:清晰度≥2K的高清分辨率,亮度在50001m以上,采用電動(dòng)鏡頭并可進(jìn)行畫(huà)面補(bǔ)償。投影機(jī)吊箱應(yīng)符合這幾點(diǎn)要求:(1)吊箱具備一定的防水性能:(2)依照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和車輛運(yùn)行環(huán)境吊箱采

ShejiyuFenxi◆設(shè)計(jì)與分析

用鋼材結(jié)構(gòu),且強(qiáng)度、伸展性及屈服強(qiáng)度都要滿足要求:(3)采用后擴(kuò)底機(jī)械錨栓進(jìn)行吊箱安裝[2]。

3.2核心機(jī)柜

3.2.1總體要求

包括機(jī)柜內(nèi)部構(gòu)件組成要求和機(jī)柜功能要求兩方面:(1)對(duì)用以實(shí)現(xiàn)智能屏蔽門(mén)系統(tǒng)正常運(yùn)行的機(jī)柜內(nèi)部構(gòu)件,如控制主機(jī)、媒體播放器、信息傳輸和監(jiān)控顯示組件這四大部分進(jìn)行監(jiān)控:(2)機(jī)柜功能要求:隨時(shí)查看當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)、關(guān)閉暫停系統(tǒng)的監(jiān)控功能,為投影顯示系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)提供能源的供電功能,傳輸音視頻控制信號(hào)的信號(hào)傳輸功能及保障機(jī)柜運(yùn)行安全的系統(tǒng)安全維護(hù)功能。

3.2.2控制主機(jī)

為保障系統(tǒng)高效、可靠運(yùn)行,本智能屏蔽門(mén)工程控制主機(jī)采用嵌入式結(jié)構(gòu)的VxworkS控制平臺(tái),處理器處理速度可達(dá)1600MIPS,極大地提高了程序響應(yīng)和調(diào)用速度。核心主機(jī)可以提供繼電器、I/o、RJ45等多種接口與其他控制系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行連接。本工程采用的繼電器接口性能穩(wěn)定,壽命可達(dá)百萬(wàn)次,每路繼電器承載電壓能達(dá)到24VDC或28VAC@1A。繼電器開(kāi)路時(shí)后級(jí)設(shè)備關(guān)閉,反之則后級(jí)設(shè)備開(kāi)啟:I/o接口,借用3.5mm迷你鳳凰頭與外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)連接,采用邏輯電平進(jìn)行判斷:RJ45是應(yīng)用較為廣泛的接口形式,可以進(jìn)行加密訪問(wèn)。

3.2.3媒體播放器

(1)采用1inux系統(tǒng)作為媒體播放器平臺(tái),采用無(wú)風(fēng)扇配置的處理器進(jìn)行專業(yè)的媒體數(shù)據(jù)處理,滿足EDID握手和HDCP高清內(nèi)容保護(hù)要求,同時(shí)配置4.25Gb/S速率的高速雙向通信接口,實(shí)現(xiàn)3D播放并可進(jìn)行升級(jí):(2)本工程媒體播放器可實(shí)現(xiàn)一周全天候流暢播放高清及超高清視圖,并且能在惡劣的潮濕和高溫環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行:(3)本工程媒體播放器可進(jìn)行加密,如對(duì)USB進(jìn)行加密,從而保證上載到媒體播放器的數(shù)據(jù)安全。

3.2.4信息傳輸設(shè)備

信息傳輸設(shè)備由交換機(jī)和傳感器信號(hào)接收器組成:(1)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī):采用穩(wěn)定性極高的VxworkS系統(tǒng)作為運(yùn)行平臺(tái),并能提供多路10/100/1000BaSe-x、采用雙1C接口的SPF模塊的以太網(wǎng)光口,傳輸速率高,傳輸距離遠(yuǎn),信號(hào)在傳輸過(guò)程中穩(wěn)定高,不易受其他因素干擾,需要注意的是,電口和光口可以結(jié)合實(shí)際情況酌量增減:(2)傳感器信號(hào)接收器:該構(gòu)件主要作用是對(duì)列車進(jìn)出站的信號(hào)進(jìn)行接收,借助繼電器和I/o兩種接口方式與核心主機(jī)進(jìn)行連接,此外傳感器信號(hào)接收器還具備雙冗余備份功能。

3.2.5監(jiān)控顯示組件

監(jiān)控顯示設(shè)備為控制系統(tǒng)主機(jī)柜自帶的顯示屏,通過(guò)這個(gè)10寸大小的顯示屏可對(duì)當(dāng)前智能屏蔽門(mén)系統(tǒng)各組成部件工作狀況進(jìn)行直觀的了解。一旦某個(gè)系統(tǒng)部件出現(xiàn)異常,設(shè)置在主機(jī)柜上的故障顯示燈和應(yīng)急開(kāi)關(guān)將共同作用應(yīng)對(duì)故障,如故障顯示燈會(huì)在控制系統(tǒng)出現(xiàn)部件問(wèn)題時(shí)亮起,而應(yīng)急開(kāi)關(guān)可在關(guān)鍵時(shí)刻將整個(gè)MPGDS關(guān)閉,此時(shí)投影設(shè)備和其他系統(tǒng)部件暫停工作。

監(jiān)控顯示組件這幾個(gè)功能尤為重要:(1)投影機(jī)狀態(tài):對(duì)投影機(jī)電源開(kāi)關(guān)狀態(tài)、實(shí)時(shí)溫度、過(guò)濾網(wǎng)、燈泡和風(fēng)扇累計(jì)工作時(shí)間統(tǒng)計(jì)等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視,一旦發(fā)現(xiàn)投影機(jī)問(wèn)題,維護(hù)人員可及時(shí)處理:(2)指示燈說(shuō)明:提示當(dāng)前系統(tǒng)各部件運(yùn)行狀態(tài),維護(hù)人員通過(guò)指示燈顏色可以得知當(dāng)前系統(tǒng)部件工作情況,指示燈綠色表示當(dāng)前為正常工作狀態(tài),黃色表示系統(tǒng)設(shè)備存在異常情況,維護(hù)人員則需對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行有效維護(hù),紅色表示當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障或處于關(guān)閉狀態(tài):(3)霧化玻璃:主要作用是對(duì)上下行兩側(cè)玻璃設(shè)置的開(kāi)關(guān)總數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),通過(guò)"霧化玻璃"還能了解調(diào)光玻璃的電源狀態(tài):(4)播放器狀態(tài):主要是對(duì)當(dāng)前播放器狀態(tài)的呈現(xiàn),如果相關(guān)設(shè)備損壞或掉線,將通過(guò)顯示紅色來(lái)提醒相關(guān)人員進(jìn)行維修:(5)當(dāng)前播放信息:可實(shí)現(xiàn)當(dāng)然播放器播放內(nèi)容的預(yù)覽,避免播放內(nèi)容信息選擇錯(cuò)誤。

3.3傳感器系統(tǒng)

傳感器與信號(hào)發(fā)送器組成了傳感器系統(tǒng),本項(xiàng)目傳感器系統(tǒng)具備抗干擾、防塵及免維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。傳感器系統(tǒng)工作流程如下:傳感器偵測(cè)信號(hào)一信號(hào)發(fā)送器接收一傳輸給控制系統(tǒng)。本項(xiàng)目傳感器具備以下優(yōu)勢(shì)和性能:(1)應(yīng)用漫反射技術(shù),無(wú)需依靠反射板,安裝更容易操作,采用漫反射技術(shù)的傳感器響應(yīng)距離可達(dá)0.1~2.5m:(2)采用FC接口連接,采用多模光纖介質(zhì)將傳感器信號(hào)傳輸給控制系統(tǒng),傳感器信號(hào)最遠(yuǎn)發(fā)送距離可達(dá)20km:(3)傳感器激光性能佳,一方面采用紅外激光,可視度低,靈敏度更高,能對(duì)不同純色截面進(jìn)行精確識(shí)別,另一方面采用二類安全激光構(gòu)成激光束,由于紅外線特點(diǎn),光斑小且可視度低,避免了給司乘人員視線造成干擾。

4結(jié)論

本文結(jié)合某地鐵站臺(tái)屏蔽門(mén)新媒體項(xiàng)目,基于地鐵車站智能屏蔽門(mén)結(jié)構(gòu)和性能分析,對(duì)智能屏蔽門(mén)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探究,得出如下結(jié)論:(1)采用新媒體技術(shù)的屏蔽門(mén)可使屏蔽門(mén)系統(tǒng)更為智能化,通過(guò)調(diào)光玻璃和投影系統(tǒng)協(xié)作可實(shí)現(xiàn)信息發(fā)布,提高了軌道交通發(fā)布信息的靈活性:(2)智能屏蔽門(mén)通過(guò)投影顯示系統(tǒng)、控制機(jī)柜系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)三大系統(tǒng)共同作用,能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各部件工作狀態(tài)的有效監(jiān)控,且系統(tǒng)設(shè)備能在地鐵運(yùn)行環(huán)境中較長(zhǎng)時(shí)間地穩(wěn)定工作,使得采用新媒體技術(shù)的智能屏蔽門(mén)系統(tǒng)運(yùn)行更為穩(wěn)定、安全:(3)智能屏蔽門(mén)各項(xiàng)設(shè)備設(shè)施皆符合國(guó)家相關(guān)認(rèn)證和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),性能皆優(yōu)于原屏蔽門(mén)系統(tǒng):(4)將先進(jìn)技術(shù)如新媒體技術(shù)、漫反射技術(shù)等應(yīng)用于智能屏蔽門(mén)系統(tǒng),使得整個(gè)系統(tǒng)操作運(yùn)行更為智能化。