一种车载站台门一体化智能控制系统、方法、设备及介质与流程

本发明涉及轨道交通信号系统，尤其是涉及一种以车载信号系统为核心的车载站台门一体化智能控制系统、方法、设备及介质。

背景技术：

1、城市轨道交通运营的乘客换乘安全很大程度上取决于对站台门的控制。在传统城市轨道交通列车运行过程中，车门和站台门的控制，分别由信号系统和站台门系统进行接口完成车门和站台门的安全打开和关闭。此种车门与站台门的联动方式，主要通过硬线继电接口，在列车进站停稳后，信号系统根据车辆信息、站台信息和站台门状态，通过安全逻辑运算，在具备开门条件后，将开门命令由信号联锁系统通过硬线发送给站台门系统，站台门系统收到开门命令后，结合站台门系统情况，执行开门操作。乘客换乘完成后，信号系统判断具备关门条件，由信号联锁系统通过硬线将关门命令发送站台门系统，由站台门系统完成关门操作，站台门关闭且锁紧后，结合车门与站台门之间的间隙探测结果，由站台门系统通过硬线将关闭且锁紧信息发送至信号系统，作为信号系统判断发车的依据，信号系统结合其他发车条件，控制列车发车离站。

2、现有技术方案存在以下缺陷：

3、传统的站台门开关门控制过程，由信号系统和站台门系统分别进行逻辑运算，最终将判断结果作为对方的关键条件之一，控制完成开关门操作，安全开关门的前提是两个不同系统之间密切协同。此种方式，主要存在以下缺陷：

4、1)现有站台门通过信号车载设备将控制命令发送至轨旁联锁设备，联锁设备再经过逻辑运算后输出至站台门系统实现站台门的开关门控制，命令逻辑处理及传输环节多，延迟较长，联动效率低。

5、2)整个开关门控制命令经过信号车载设备→轨旁通信设备→到信号控制中心→到联锁主机→到联锁执行单元→信号接口继电器→站台门接口继电器→站台门pedc→站台门执行单元→总线到dcu，整个通道经过中间环节较多，故障节点较多，不利于故障排查及维护管理。

6、3)站台门系统安全等级较低，为sil2级，故障率偏高。而信号系统为sil4级，不同的安全等级之间，无法实现更多的、高效的网络安全信息传输，并且不同等级之间的逻辑处理，存在安全风险。

7、4)在城轨项目建设中信号、站台门独立成套，所配属的电源设备、监控设备、设备房等均单独配置，建设成本较高，并且设备分散，不利于集中维护，增加了运维成本。

8、5)对于运营线路存在不同编组列车混合运行时，不同编组列车的开关门命令，只能通过增加硬线电路的方式实现，分别发送不同编组的开门命令，才能实现不同编组车型站台门的开启，导致大量增加硬线设备、增加故障点，不利于维护管理和故障排查，不利于灵活的站台乘客换乘运营组织。

9、6)对于传统站台门系统而言，开关门过程中站台门系统仅仅是执行信号系统的开关门命令，无法进行更加复杂的逻辑运算，尤其在同一条线路中存在多编组车型，不同车型对于站台门开合度要求不一致时，站台门系统无法实现自适应开门需求。

10、7)对于监控的车门与站台门之间夹人夹物的间隙探测系统的控制，传统方式仅由间隙探测系统根据站台门关闭锁紧后判断启动和通过延时控制停止探测，效率较低，并与实际列车运行情形无法完全吻合，存在一定的安全隐患。

11、8)对于车门与站台门故障对位隔离功能，传统方式需要通过信号网络，经由信号ats系统、信号车载设备进行转发，从而实现对位隔离功能，信息传输环节较多，效率较低。

12、经过检索中国专利公开号cn116279689a公开了一种车门和站台门自动对位隔离的方法、装置、设备及介质，具体公开了包括基于信号系统实现车门故障和站台门自动对位隔离的子方法和基于信号系统实现站台门故障和车门自动对位隔离的子方法；该装置包括信号系统、车辆和站台门系统；所述信号系统接收车辆和站台门系统发送的车门状态和站台门状态信息，经过信息解析及逻辑运算处理，并将对应的车门或者站台门故障状态转化为对位隔离信息，分别对应发送给站台门系统和车辆，从而实现故障站台门或故障车门的自动对位隔离。但是该现有专利还是存在上述现有技术部分缺陷。

13、随着信息化技术和通信技术的发展，城市轨道交通信号系统的集成度和自动化程度逐渐提高、功能日益强大，提高了列车运行效率、减轻了运营人员的工作强度。如何来彻底解决以上传统信号系统与站台门接口中的不足，提高信号系统和站台门之间的可靠性、安全性和灵活性，满足不同区域和项目的开关门需求，成为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种以车载信号系统为核心的车载站台门一体化智能控制系统、方法、设备及介质，提高了系统自动化水平、系统响应时效，保证了乘客上下车安全，降低了工作人员劳动强度、降低了建设成本。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种车载站台门一体化智能控制系统，该系统分别与联锁设备ci、信号车载设备cc、信号智能运维系统iom、综合监控系统iscs、ibp盘和psl盘连接，所述控制系统实现车载信号系统、车门、站台门控制的高效联动、间隙探测的直接控制、以及车门与站台门故障对位隔离信息的直接交互；

4、所述控制系统包括门控单元、站台门控制前置机和间隙探测设备，所述站台门控制前置机分别与门控单元、间隙探测设备、联锁设备ci、信号车载设备cc、信号智能运维系统iom、综合监控系统iscs、ibp盘和psl盘连接。

5、作为优选的技术方案，所述站台门控制前置机为sil4级安全设备，部署于每个车站，用于本站站台门的控制和间隙探测控制。

6、作为优选的技术方案，所述站台门控制前置机与信号车载设备cc直接进行安全通信，发送站台门关闭且锁紧状态信息给信号车载设备cc，并接收信号车载设备cc发送的开关门控制命令，转发至站台门门控单元执行开关门操作；

7、所述站台门控制前置机发送间隙探测无障碍物状态信息给信号车载设备cc，并接收信号车载设备cc发送的间隙探测控制命令，转发至间隙探测设备执行间隙探测操作。

8、作为优选的技术方案，所述站台门控制前置机通过信号车载设备cc与车辆进行通信，发送站台门故障对位隔离信息和接收车门故障对位隔离信息，实现车门与站台门的对位隔离功能。

9、作为优选的技术方案，所述站台门控制前置机与信号联锁设备ci进行冗余安全通信，向联锁设备ci发送站台门关闭且锁紧信息和站台门互锁解除信息，用于进出站信号机的防护控制及状态显示。

10、作为优选的技术方案，所述站台门控制前置机与信号智能运维系统iom进行通信，将站台门控制前置机接收的站台门设备状态、门控单元状态、设备告警信息发送至iom系统，用于实现站台门设备维护信息的集中管理。

11、作为优选的技术方案，所述站台门控制前置机与综合监控系统iscs连接，将站台门相关状态、开关门操作状态指示以及站台门故障告警信息发送至综合监控系统，进行相关设备的远程控制和监督。

12、作为优选的技术方案，所述间隙探测设备包括激光雷达探测单元，按照每道站台滑动门配置一套激光雷达探测单元，用于实现车门与站台门之间夹人夹物间隙探测。

13、作为优选的技术方案，所述间隙探测设备对车门与站台门之间的间隙进行实时探测，当探测到障碍物时，输出“无障碍物”信息给站台门控制前置机；

14、所述间隙探测设备接收由站台门控制前置机传递的信号车载设备cc发出的启动和停止间隙探测命令，控制间隙探测设备启动和停止探测；

15、所述间隙探测设备检测到有异物时发生报警信号并输出给站台门门控单元，由站台门门控单元控制门体上设置的报警灯位发出声光报警。

16、作为优选的技术方案，所述间隙探测设备将间隙探测的结果“无障碍物”信息、间隙探测旁路信息、间隙探测设备故障状态信息发送至联锁设备和信号ats设备，实现间隙探测设备相关状态显示，便于调度人员及时查看间隙探测结果和设备状态。

17、作为优选的技术方案，所述站台门控制前置机实时监督车站每侧站台每道站台门的状态，并将站台门状态信息和对位隔离信息送给信号车载设备；

18、所述信号车载设备分别与站台门控制前置机、车辆进行通信，接收站台门控制前置机发送的站台门故障对位隔离信息，并将该信息转发给车辆，以实现站台门故障对位隔离车门；

19、所述信号车载设备分别与站台门控制前置机、车辆进行通信，接收车辆发送的车门故障对位隔离信息，并将该信息转发给站台门控制前置机，以实现车门故障对位隔离站台门。

20、作为优选的技术方案，所述信号车载设备与车辆通信中断时，信号车载设备发送无需对位隔离的默认信息给站台门控制前置机，所述站台门控制前置机根据接收到的无对位隔离信息执行站台门联动控制；所述信号车载设备与车辆通信中断后，车辆判断通信中断，不再执行站台门故障对位隔离车门的信息；

21、所述信号车载设备与站台门控制前置机通信中断时，所述信号车载设备发送无需对位隔离的默认信息给车辆，车辆根据接收到的无对位隔离信息执行车门联动控制；所述信号车载设备与站台门控制前置机通信中断后，站台门控制前置机判断通信中断，不再执行车门故障对位隔离站台门的信息。

22、根据本发明的第二方面，提供了一种采用所述车载站台门一体化智能控制系统的控制方法，包括：

23、信号车载设备对站台门开关门的直接控制过程；

24、信号车载设备对间隙探测启动和停止探测的直接控制过程；

25、以及车门与站台门故障对位隔离信息的直接交互过程。

26、作为优选的技术方案，所述信号车载设备对站台门开关门的直接控制过程具体包括以下步骤：

27、步骤s11，站台门控制前置机与信号车载设备采用冗余的安全通信通道直接通信，两者通信信息包括：站台门控制前置机向信号车载设备发送站台门关闭且锁紧信息，信号车载设备向站台门控制前置机发送站台门开门命令和站台门关门命令；

28、步骤s12，当列车进站停车后，并确认列车停车位置在站台精确停车窗内，信号车载设备发出站台门开门命令至站台门控制前置机，站台门控制前置机接收到信号车载设备发送的站台门开门命令后，经过逻辑运算，将开门控制指令发送至站台门门控单元，控制站台门开启，并将站台门状态发送至信号车载设备；

29、步骤s13，列车停站结束，信号车载设备发出站台门关门命令至站台门控制前置机，站台门控制前置机接收到信号车载设备发送的站台门关门命令后，经过逻辑运算，将关门控制指令发送至站台门门控单元，控制站台门关闭；

30、步骤s14，在所有站台门关闭后，站台门控制前置机通过安全回路接收所有站台门关闭且锁紧信息，并发送至信号车载设备和联锁设备，信号车载设备收到站台门关闭且锁紧信息后，结合其他行车条件满足后，允许列车发车离站；

31、步骤s15，列车离站后，站台门控制前置机持续将站台门关闭且锁紧状态发送至信号车载设备和联锁设备。

32、作为优选的技术方案，所述信号车载设备对间隙探测启动和停止探测的直接控制过程具体包括以下步骤：

33、步骤s21，列车进站过程中，信号车载设备发送的启动间隙探测信息为0，停止间隙探测信息为0，间隙探测设备保持待机状态；

34、步骤s22，列车在站台停稳后，信号车载设备发送站台门开门联动命令，乘客换乘期间，间隙探测设备保持待机状态，当完成乘客换乘停站结束后，信号车载设备发送站台关门联动命令，同时，信号车载设备通过站台门控制前置机向间隙探测设备发送启动间隙探测信息为1，停止间隙探测信息为0信息；

35、步骤s23，站台门控制前置机接收到信号车载设备发送的关门命令，转发至站台门门控单元执行站台门关门操作，站台门关闭后，输出站台门关闭锁紧信息给信号车载设备和间隙探测设备；

36、步骤s24，间隙探测设备接收到站台门控制前置机输出的站台门关闭且锁紧信息，结合信号车载设备发送的启动间隙探测信息同时有效，启动间隙探测设备进行间隙探测，并将间隙探测结果“无障碍物”信息发送至站台门控制前置机和联锁设备，站台门控制前置机将该信号传送至信号车载设备；

37、步骤s25，信号车载设备接收到站台门控制前置机发送的站台门关闭且锁紧信息和间隙探测设备的无障碍物信息同时有效，信号车载设备结合其他发车条件允许时，启动列车离站；

38、步骤s26，列车启动离站至列车完全离开站台区域的过程中，间隙探测设备持续进行间隙探测，并持续输出间隙探测无障碍物信息；信号车载设备在离站过程中，持续输出启动间隙探测信息为1，停止间隙探测信息为0信息，并接收站台门控制前置机发送的站台门关闭且锁紧信息和间隙探测设备的无障碍物信息，对站台门状态和间隙探测结果实时监督；

39、步骤s27，列车完全离开站台区域后，信号车载设备发送启动间隙探测信息为0，停止间隙探测信息为1，间隙探测设备在接收到站台门控制前置机传输的停止间隙探测信息后，停止间隙探测，间隙探测设备进入待机状态；

40、步骤s28，间隙探测设备在待机状态下，持续输出无障碍物有效信息。

41、作为优选的技术方案，所述车门与站台门故障对位隔离信息的直接交互过程具体包括以下步骤：

42、步骤s31，当进站列车压入站台轨时，信号车载设备转发站台门对位隔离信息给车辆，并转发车辆的对位隔离信息给站台门控制前置机，由车辆和站台门控制前置机在列车停站后执行对位隔离操作；

43、步骤s32，列车停站期间，保持进站前的对位隔离信息；

44、步骤s33，列车离站当列车车头出站直到列车全部出站以后，信号车载设备发送清空对位隔离消息同时给到站台门控制前置机和车辆；

45、步骤s34，当信号车载设备与车辆通信中断时，信号车载设备发送无需对位隔离的默认信息给站台门控制前置机，站台门控制前置机根据接收到的无对位隔离信息执行站台门联动控制；

46、步骤s35，当信号车载设备与站台门控制前置机通信中断时，信号车载设备发送无需对位隔离的默认信息给车辆，车辆根据接收到的无对位隔离信息执行车门联动控制。

47、根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。

48、根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。

49、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

50、1)本发明高度集成了信号车载设备对站台门开关门的直接控制，信号车载设备对间隙探测启动和停止探测的直接控制，同时实现车门与站台门对位隔离信息的直接交互，该系统相比传统系统，具有显著的先进性。

51、2)接口方式简单；本发明可实现车载开关门控制命令直接发送至站台门控制器，不再经过传统的联锁逻辑运算及硬线接口，站台门控制器接收信号车载控制命令执行对站台门的灵活控制，并将站台门状态信息直接发送给信号车载，在提高系统控制效率的同时，可大幅度减少接口设备，减少系统的故障点和维护工作量。

52、3)集成度高；本发明在实现车门和站台门开关门控制的同时，也可同步实现间隙探测一体化控制，根据列车运行需求启动和停止间隙探测。以及多种编组车型混合运行时，自适应开门控制。

53、4)应用面广，本发明适用于存在不同编组列车混合运营新项目建设和后期增加为多编组混合运营需求的老项目改造，应用面较广。

54、5)安全性高，本发明集成了信号车载系统和站台门控制系统，通过安全网路协议直接实现安全接口,在安全处理部分采用安全性的输入输出和处理单元，相较于现有的站台门方案提高了安全性，降低因为安全性较低导致故障产生社会影响的可能性。

55、6)效能提升，本发明节约了开关门的时间，可以提升运营的效率，主要体现在同等运力水平下，需要的列车数量会减少，运营旅行速度提高，项目的建设投资得到节约，减少相应的操作和维护人员。

56、7)投资和建设成本节约，本发明对传统的信号与站台门接口继电设备、电缆，集中站到非集中站的联系电缆，站台门设备房等均可以不再需要，可大幅节约建设成本。

57、8)运营的多场景适配性，本发明在混合运营以及运营中针对不同车门采用不同开度的情况具有更好的适用性。

58、9)本发明解决了不同系统之间在信息传递以及站台门安全等级不高的“卡脖子”问题。

59、10)本发明面对集成度越来越高，效率要求越来越苛刻的运营需求，除了完全满足以上需求外，还带来了投资和运营的投入减少，也更好适配运营的多场景，具有良好的市场前景；本发明通过信号车载设备转发车辆和站台门对位隔离信息，从而实现对位隔离功能，接口方式简单，对位隔离效率更加高效、可靠。