一种用于高速列车车门系统的双安全互锁回路的制作方法

1.本发明涉及一种安全互锁回路，尤其涉及一种用于高速列车车门系统的安全互锁回路。


背景技术：

2.当前列车车门系统处于安全考虑设置了安全互锁回路信号，用于确保仅在列车车门系统全部处于关锁到位状态时可以牵引行车的安全信号；或，在行车过程中，安全互锁回路断开时列车能够自动丢失牵引或采取制动措施的安全信号。
3.目前，大多数采用单安全互锁回路设计的方案，即在表征列车可靠关闭、锁闭等状态的关键位置设置开关，将开关的相应触点串联成回路，接入整车牵引控制系统。鉴于安全互锁回路对于行车安全的重要性，安全回路的设计及对其状态检测及故障定位的功能设计，直接影响到列车运营的安全性。
4.单安全互锁回路设计的方案中每套门系统都设置有一条安全互锁回路：单门的安全互锁回路由锁到位开关的一组触点串联关到位开关的一组触点组成。当车门关闭且锁闭到位后，安全互锁回路闭合接通。全列车的安全互锁回路由每套门的安全互锁回路串联组成，全列车的安全互锁回路闭合接通后，再去点亮和激活司机室的车门安全回路指示灯和列车安全互锁回路监控继电器，作为司机行车的判断条件。单门的安全互锁回路串联组成整车的安全互锁回路，整车的安全互锁回路闭合后，激活列车安全互锁回路监控继电器。该继电器激活后，列车牵引系统才具备工作的条件，即：整车的安全互锁回路闭合后才能牵引行车，如果行车过程中安全互锁回路断开，则车辆丢失牵引或施加制动。
5.高速列车运行的速度非常快，当有车门因开关异常或开关布线故障等原因导致安全互锁回路异常断开后，车辆会丢失牵引或可直接施加紧急制动，这种情况如果发生在运行速度较低的列车上，能耗以及对运行秩序以及对安全性的影响相对较小。但对于运行速度较快的列车来说，如果继续采用相同的设计方案，任意一个开关的异常或者线路的异常，将会导致车辆无法牵引或行车过程中丢失牵引甚至紧急制动，不仅能耗巨大且严重影响运行秩序，对安全性影响较大。


技术实现要素：

6.发明目的：本发明旨在提供一种用于高速列车车门系统的安全互锁回路，解决因单个开关故障或线路异常引起车门安全互锁回路断开故障从而造成高速列车在正线运行过程中无法牵引，以及行车过程中丢失牵引甚至紧急制动的问题。同时增加对每条安全互锁回路的智能诊断监控功能，能够对安全互锁回路故障点位进行智能诊断定位，并上报至司机室屏幕或运控中心进行信息提示，以便工作人员迅速处理，降低故障的影响。安全回路之间以及安全回路与车体之间电气隔离，任一安全回路的任一节点出现故障，不影响其他列车电路；任一安全回路任一节点与车体短路，不影响该安全回路的工作，提升列车运营可靠性。
7.技术方案：本发明所述的用于高速列车车门系统的安全互锁回路，包括车门系统的安全互锁回路和电子门控器；实现对每条安全互锁回路的智能诊断监控功能，能够快速智能诊断定位故障的安全互锁回路，并上报至司机室屏幕或运控中心进行信息提示，以便工作人员迅速处理，降低故障的影响。每条安全互锁回路之间以及与门系统其他部件之间实现电气隔离，提升可靠性。
8.所述每个车门系统包括n条安全互锁回路,n≥2，第k个车门的第i条安全互锁回路的进线和出线分别接入电子门控器的输入口a
ki
和b
ki
,1≦i≦n；每个车门对应的每条安全互锁回路依次串联；串联以后整车的车门系统的安全互锁回路的进线和出线分别接入列车安全互锁回路继电器；
9.组成车门的每条安全互锁回路的开关的另一组触点分别接入电子门控器输入口；
10.车辆控器根据n条安全互锁回路的状态决定列车的运行状态。
11.所述每个车门的每条安全互锁回路包括锁到位开关的一组触点和关到位开关的第一组触点；两组触点串联。
12.所述每个车门的每条安全互锁回路还包括辅助锁开关的一组触点，与锁到位开关的一组触点和关到位开关的一组触点串联。
13.所述第k个车门的第i条安全回路的辅助锁开关的另一组触点接入电子门控器输入口c
ki
；所述第k个车门的第i条安全回路的关到位开关的另一组触点接入电子门控器输入口d
ki
；所述第k个车门的第i条安全回路的锁到位开关的另一组触点接入电子门控器输入口e
ki
。
14.所述a
kibkickidkieki
端口的电平为00000，则第k个车门的第i条互锁回路正常；所述a
kibkickidkieki
端口的电平为10000，则第k个车门的第i条安全互锁回路导通异常；所述a
kibkickidkieki
端口的电平为11000，则第k个车门的第i条安全互锁回路导通正常；所述a
kibkickidkieki
端口的电平为01000，则第k个车门的第i条安全互锁回路导通异常。
15.整车车门系统的的第i条安全互锁回路闭合后，激活列车安全互锁回路监控第i个继电器；车辆根据继电器状态，决定列车运行工作状态：当所有安全互锁回路均闭合的状态下，列车牵引发车；当行车过程中任意一条安全互锁回路断开，车辆可继续高速行驶；当行车过程中每条安全互锁回路均断开，车辆丢失牵引、实施降速或制动的操作；当任意一条安全互锁回路出现异常，电子门控器能实现智能诊断定位、实时上报功能。
16.每条安全互锁回路的电源输入和除了安全互锁回路其他部件的电源输入均来自实现电气隔离的不同的电源端口，在车辆级别实现电气隔离，安全回路之间以及安全回路与车体之间电气隔离，任一安全回路的任一节点出现故障，不影响其他列车电路；任一安全回路任一节点与车体短路，不影响该安全回路的工作，提升列车运营可靠性。
17.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
18.(1)在表征车门可靠关锁到位状态位置的检测开关触发后，如关到位开关、锁到位开关、辅助锁到位开关等，可提供多条独立的安全互锁回路给列车控制系统，实现安全互锁回路的冗余，避免某单个开关或线路单点故障导致列车丢失牵引，影响运行秩序的事件发生，提升了高速列车运行的可靠性和安全性，可使列车运行秩序更稳定，降低列车运行能耗。
19.(2)每条安全互锁回路采用独立隔离的电源供电，在车辆级别实现安全回路之间
以及安全回路与车体之间电气隔离，任一安全回路的任一节点出现故障，不影响其他列车电路；任一安全回路任一节点与车体短路，不影响该安全回路的工作，提高运营可靠性。
20.(3)具备针对每套车门的任意一条安全互锁回路状态的监控及智能诊断功能，当任意一条安全互锁回路发生故障时，门控器能实现智能诊断，快速定位故障车门的故障安全互锁回路、并上报给车辆运控系统以在司机室屏幕或者运控中心显示，以便司乘人员或地面运控中心人员及时指挥处理故障，提升列车运营可靠性。
附图说明
21.图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
23.本实施例中，以两条安全互锁回路为例对本发明的技术方案进行原理说明，实际中安全互锁回路可以为2条以上。
24.由图1可知，本发明所述的用于高速列车车门系统的双安全互锁回路。在车门系统上，设置两个关到位开关(s4.1/s4.2)和两个锁到位开关(s1.1/s1.2)，必要时可以再在辅助锁闭装置上设置两个开关(s5.1/s5.2)或在其他关键部位设置更多的开关。当第一条安全互锁回路的第一辅助锁开关(s5.1)且第一锁到位开关(s1.1)且第一关到位开关(s4.1)全部到位后第一条安全互锁回路导通，当第二条安全互锁回路的第二辅助锁开关(s5.2)且第二锁到位开关(s1.2)且第二关到位开关(s4.2)全部到位后第二条安全互锁回路导通。两条安全互锁回路，在电气上完全隔离独立。
25.每套门系统都设置有两条安全互锁回路：第一条安全互锁回路由第一辅助锁开关的一组触点与第一锁到位开关的一组触点以及第一关到位开关的一组触点串联组成；第二条安全互锁回路由第二辅助锁开关的一组触点与第二锁到位开关的一组触点以及第二关到位开关的一组触点串联组成。还可根据需求增加安全互锁回路中开关的数量。
26.当车门关锁到位且辅助锁闭系统到位后，第一条安全互锁回路和第二条安全互锁回路同时闭合接通。全列车的第一条安全互锁回路由单门的第一条安全互锁回路串联组成，全列车的第一条安全互锁回路闭合接通后，再去点亮和激活司机室的车门第一安全回路指示灯和列车安全互锁回路监控第一继电器；全列车的第二条安全互锁回路由单门的第二条安全互锁回路串联组成，全列车的第二条安全互锁回路闭合接通后，再去点亮和激活司机室的车门第二安全回路指示灯和列车安全互锁回路监控第二继电器。安全回路之间以及安全回路与车体之间电气隔离，任一安全回路的任一节点出现故障，不影响其他列车电路；任一安全回路任一节点与车体短路，不影响该安全回路的工作，提高运营可靠性。
27.一、安全互锁回路智能诊断功能
28.(1)第一条安全互锁回路的智能诊断功能：
29.第一条安全互锁回路的辅助锁开关的另一组触点接入电子门控器输入口(i7)进行监控，第一条安全互锁回路的关到位开关的另一组触点接入输入口(i4)进行监控，第一条安全互锁回路的锁到位开关的另一组触点接入输入口(i1)进行监控，当车门关锁到位且辅助锁闭装置到位后，电子门控器接收到开关触点信号，判定车门关锁到位正常。同时第一
条安全互锁回路的进线端和出线端分别接入输入口(i3和i5)进行监控，通过比较i3和i5的电平状态是否一致来判定第一条安全互锁回路的状态，如表1所述的诊断逻辑可以定位到具体哪个车门的安全互锁回路1出现异常，门控器通过网络信号将发生故障的车门上传tcms系统，并在司机室hmi屏上或运控中心显示，以便司乘人员在发生故障后迅速定位车门，处理故障。(表中输入口的状态1表示高电平，0表示低电平)
30.表1
[0031][0032]
(2)第二条安全互锁回路的智能诊断功能：
[0033]
第二条安全互锁回路的辅助锁开关的另一组触点接入电子门控器输入口(i17)进行监控，第二条安全互锁回路的关到位开关的另一组触点接入输入口(i14)进行监控，第二条安全互锁回路的锁到位开关的另一组触点接入输入口(i11)进行监控，当车门关锁到位且辅助锁闭装置到位后，门控器接收到开关触点信号，判定车门关锁到位正常。同时第二条安全互锁回路的进线端和出线端分别接入输入口(i13和1i5)进行监控，通过比较i13和i15的电平状态是否一致来判定安全互锁回路2的状态，如下表2所述的诊断逻辑可以定位到具体哪个车门的第二条安全互锁回路的出现异常，门控器通过网络信号将发生故障的车门上传tcms系统，并在司机室hmi屏上或运控中心显示，以便司乘人员在发生故障后迅速定位车门，处理故障。表中输入口的状态1表示高电平，0表示低电平。
[0034]
表2
[0035]
[0036][0037]
二、安全互锁回路与列车牵引联锁过程
[0038]
整车的第一条安全互锁回路闭合后，激活列车安全互锁回路监控第一继电器；整车的第二条安全互锁回路闭合后，激活列车安全互锁回路监控第二继电器。列车运控系统根据监控到的安全互锁回路第一继电器和第二继电器的状态，决定列车运行工作状态：
[0039]
(1)当且仅当两条安全互锁回路均闭合的状态下，列车才能牵引发车；
[0040]
(2)行车过程中任意一条安全互锁回路断开，不影响车辆运行，车辆可继续高速行驶；
[0041]
(3)行车过程中两条安全互锁回路断开，车辆丢失牵引、实施降速或制动的操作；
[0042]
(4)任意一条安全互锁回路出现异常，门控器均能进行智能诊断，并实时上报给车辆运控系统以在司机室屏幕或者地面运控中心屏幕显示，以便司乘人员或地面运控中心人员指挥处理故障。
[0043]
通过在表征车门处于关锁到位状态的位置，设置冗余的检测开关，设计出一种双安全互锁回路，本实施例中为两条安全互锁回路，再结合车辆运控系统的设计，实现如下功能：列车静止时，两条安全互锁回路均闭合状态下才能牵引发车；行车过程中任意一条安全互锁回路断开，不影响车辆运行；行车过程中两条安全互锁回路全部断开，车辆实施丢牵引或者紧急制动的操作。同时，门控器监控安全互锁回路状态，实时上报给车辆运控系统以在司机室屏幕或者地面运控中心屏幕显示，以便司乘人员或地面运控中心人员指挥处理故障。
[0044]
还可以根据实际情况，设计安全互锁回路为3条或3条以上，增加系统的冗余度。
[0045]
三、安全互锁回路的电气隔离
[0046]
安全互锁回路1的电源输入端口p1,安全互锁回路2的电源输入端口p2，列车其他控制系统和车门内部其他部件的电源输入为p。p1、p2、pq来自车辆不同的电源端口，在车辆级别实现电气隔离，安全回路之间以及安全回路与车体之间电气隔离，任一安全回路的任一节点出现故障，不影响其他列车电路；任一安全回路任一节点与车体短路，不影响该安全回路的工作，提升列车运营可靠性。