全自动轨道交通停车位置及障碍物探测研究

龙源期刊网全自动轨道交通停车位置及障碍物探测研究作者：何贤超王鹏博来源：《中国科技博览》2018年第20期[摘要]通过对轨道交通发展趋势的介绍，提出轨道交通全自动运营的发展模式，引出了全自动运营中所存在的并亟待克服解决的问题，并针对其中的两点问题进行技术研究。[关键词]轨道交通；全自动运营；停车检测；障碍物检测中图分类号：S571文献标识码：A文章编号：1009-914X（2018）20-0115-011概述近年来，随着城市人口的迅速膨胀，轨道交通也在快速发展，轨道交通控制模式也进行着从人工驾驶到半自动驾驶再到全自动驾驶模式的转变。全自动驾驶模式是指完全没有司机和乘务人员参与，车辆在控制中心的统一控制下实现全自动运营，自动实现列车的休眠、唤醒、准备、自检、自动运行、停车和开关车门等动作，以及在故障情况下实现自动恢复等功能。全自动运行可有效解决轨道交通网络饱和的问题，有效提高城市运输能力，可进一步提高轨道交通的运营安全，节约资源等。但在列车实现全自动运营的同时，一系列涉及运营安全且亟待克服解决的问题也应运而生，其中就有：如何能自动辨别列车是否停到预设的停车位置？如何有效检测列车与站台门之间是否存在障碍物？针对上述两点问题，根据轨道交通全自动运行的要求，提供了有效解决的技术方案。2技术目标目标一：当列车进站停稳后，系统能够通过预设的检测装置来自动辨别列车在停车精度±Amm允许的范围内是否停到预设的停车位置，并及时将检测信息技术反馈给相应的控制系统。目标二：车门关闭后进行站台门关闭，站台门完全关闭后，系统能够通过预设的检测装置来自动检测列车与站台门间是否存在影响安全行车的障碍物，并及时将检测结果反馈给相应的控制系统。3技术原理本技术方案是对光伏效应原理技术的应用。龙源期刊网光伏效应：指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。4技术方案1）列车停车自动检测方案：在首节列车车厢左右两侧外表面层各安装一个激光发射器组，发射器呈竖直排列，每组至少2个发射器，在站台始发端端门门体上安装激光受光带，保证在正常停车精度范围内，发射器组发射的激光能被受光带进行接收。受光带外连站台门控制回路及报警回路。工作过程：列车接收控制中心给予的停车信号后进行停车，车辆停稳后，立即给一反馈信号至激光发射器组连接的控制系统，该系统控制靠近站台门一侧的激光发射器组进行激光的发射。（1）若列车停到正确的停车位置时，受光带能接收激光，产生电路控制信号，使得站台门控制回路接通，站台门开门。（2）若列车未停到正确的停车位置时，受光带接收不到激光，将不产生电路控制信号，站台门控制回路不接通，保持关闭状态，此时报警回路接通，警报响起，列车在控制系统的控制下启动驶往下一站进行停车，该站不停车。列车自动检测装置工作流程如图1。2）列车与站台门之间障碍物自动检测方案：在站台始发端端门处安装一个可伸缩的一体型激光发射器组，在末尾端端门处安装一个可伸缩的一体型激光接收器组，保证发射器组与接收器组伸出后，发射器的发射出来的激光会被对应的接收器一一接收。激光光幕扫射区域占站台门与列车间隙的80%以上，两相邻激光线间距按预设检测的最小障碍物尺寸值进行设置。在每个发射器与对应的接收器间连接一个电路，并将这些电路一一串联起来形成总电路，该总电路连接一个控制回路及一个报警回路。工作过程：站台门关门完成信号传至控制系统后，控制系统输出一个控制信号至始发端端门处的激光发射器组的控制系统和末尾端端门处的激光接收器组的控制系统，控制发射器组及接收器组进行伸出动作，伸出动作完成后，发射器组开始发射激光。龙源期刊网（1）若列车与站台门之间无障碍物时，接收器组能完全接收到发射器组发射来的激光，并通过光伏效应产生电信号，使得总电路及控制回路接通，并传递状态信息给控制中心，列车可以启动，此时报警回路不工作。（2）若列车与站台门之间有障碍物时，发射器组发射出来的激光部分会被障碍物阻挡，导致接收器组不能接收全部的激光，能接收激光的单一电路会被接通，而不能接收激光的单一电路不会接通，这使得总电路及控制回路没接通，列车不能启动，与此同时，报警回路会被接通，进行报警工作。列车与站台门之间障碍物自动检测工作流程如图2。5结论通过光伏效应原理的应用，能有效实现控制系统对列车停车的自动检测及列车与站台门间障碍物的自动检测，替代了司机操作，实现了全自动驾驶，提高了运营安全及运营效率。6参考文献[1]黄良骥，唐涛.地铁列车自动驾驶系统分析与设计[J].北方交通大学学报，2002，26（3）：36-39.[2]朱沪生.全自动列车运行系统在上海城市轨道交通工程中的应用[J].城市轨道交通研究，2006，（4）：1-3.[3]张海涛，梁汝军.地铁列车全自动无人驾驶系统方案[J].城市轨道交通研究.2015，（5）：33-37.[4]张程贻.卡斯柯技术专家解读地铁列车无人驾驶技术[J].城市轨道交通研究.2012，（7）：27-28.7作者简介：何贤超（1988年7月生），男，汉族，湖北省黄冈市蕲春县人，2011年毕业于安徽理工大学机械设计制造及其自动化专业，现主要从事城市轨道交通电扶梯、站台门及车辆基地相关设计研究.