專利名稱：高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自動化控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于控制高架微型軌道列車車廂的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的城市公共交通運輸工具主要是公共汽車和公共電車，以及大城市中少量的輕軌、地鐵。公共汽、電車雖然造價低，有靈活性，易廣泛使用，但速度慢，搭乘不舒服，污染環(huán)境；輕軌、地鐵雖然速度快，搭乘舒服，沒有環(huán)境污染，但因車體過大而無法使用于普通道路，而且造價高昂。因此，尋找城市新空間，設(shè)計一種在吸收二者長處的同時，又能超越其運輸質(zhì)量的新的交通方式，作為現(xiàn)代城市運輸工具，尤其是常規(guī)公共交通運輸工具的補充，有著十分深遠的意義。
軌道列車的微型化，即高架微型軌道列車，尤其是單人座的高架微型軌道列車，即單廂列車，是一種可以實現(xiàn)上述目的的方案之一。微型軌道列車有若干個相連接的車廂，行駛于街道的人行道邊沿或綠化樹之上，它能夠利用原有道路的空間，開辟出新的運輸途徑。公共汽車和公共電車在使用時會出現(xiàn)堵塞和紅綠燈的問題，地鐵和輕軌的建造城市人口數(shù)量一般要達到百萬以上，客流量不夠，運營成本就會過高。此軌道列車既能解決堵塞和紅綠燈的問題，又不會受到人口數(shù)量的制約，有著兩者不可替代的優(yōu)勢。它的功能定位主要在城市的公共交通，尤其是無法建造地鐵、輕軌的中小城市，還有城市中繁華的商業(yè)街道；同時它也可以使用于風(fēng)景旅游區(qū)、機場與交通樞紐點的連接等等。
高架微型軌道列車中每個車廂坐1人或者數(shù)人，每個車廂各有自己的車門。這種結(jié)構(gòu)形式必須具有智能上下車技術(shù)的支持，才能解決乘客上下車的“方便、快捷”問題，符合高架微型軌道列車的設(shè)計思想，使列車能夠正常、高效地運行。
列車的智能上下車技術(shù)要達到兩個目的1、軌道列車到站前站臺屏幕顯示有人要下車的車廂和空車廂，以便站臺上候車的乘客預(yù)先做好上車準(zhǔn)備；2、軌道列車到站后自動打開有人要下車的車門和空車廂的車門，以便乘客方便、放心、準(zhǔn)確地上下車。通常，智能上下車技術(shù)主要由三部分組成列車上的車廂控制系統(tǒng)，站臺上的站牌系統(tǒng)，控制中心的中央控制系統(tǒng)。車廂控制系統(tǒng)和站牌系統(tǒng)通過中央控制系統(tǒng)相互聯(lián)接，其中車廂控制系統(tǒng)包括各個車廂的車廂控制子系統(tǒng)和各個子系統(tǒng)的總控制器。
為了實現(xiàn)列車的智能上下車，車廂控制子系統(tǒng)需要實現(xiàn)以下功能1、把乘客的到站信息發(fā)送到車廂總控制器；2、接收車廂總控制器的開門指令，打開車廂的車門；3、接收車廂總控制器的關(guān)門指令，安全地關(guān)閉車廂的車門；4、把車門開合的信息發(fā)送給車廂總控制器；5、穩(wěn)定、及時發(fā)送、接收信息；6、直觀顯示信息。
為了便于對車廂進行控制，人們進行了長期的探索，提出了多種多樣的實施方案。由于微型化的軌道列車的每個車廂設(shè)計的乘客數(shù)量較少，這就為乘客的舒適便捷操作和乘車提供了可能性。一個設(shè)計合理的車廂控制子系統(tǒng)是有效提高高架微型軌道列車正常、高效運行的重要條件。目前，現(xiàn)有的車廂控制方式有多種方案，但對高架微型軌道列車來說有些不適用，存在著一定的缺陷例如，設(shè)備成本較高，運作費用大，經(jīng)濟性較差；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修難度較大；數(shù)據(jù)傳輸速度較慢，容易導(dǎo)致系統(tǒng)混亂；乘客難以根據(jù)自己的需要方便地自主控制實現(xiàn)上下車；操作步驟較為煩瑣；安全性能難以得到保障。而目前還沒有一個針對高架微型軌道列車實現(xiàn)車廂控制子系統(tǒng)功能的技術(shù)方案。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，易于實施，且成本低廉的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)；解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)備價格較高，運行費用較高，難以實現(xiàn)推廣等技術(shù)問題。
本實用新型的另一目的是針對上述問題，提供一種信號傳輸穩(wěn)定，傳輸速度快，信號延時短，系統(tǒng)運行平穩(wěn)的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)；解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的信號傳輸不大穩(wěn)定，速度較慢，延時較長，容易導(dǎo)致系統(tǒng)混亂等技術(shù)問題。
本實用新型還有一目的是針對上述問題，提供一種車廂門的開合安全可靠，不會夾傷乘客，各個車廂控制子系統(tǒng)能相互協(xié)調(diào)合作有序運作，確保列車安全運行的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)；解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的安全性較差，控制系統(tǒng)整體難以協(xié)調(diào)等技術(shù)問題。
本實用新型再有一目的是針對上述問題，提供一種乘客操作方便，信息直觀，能根據(jù)自己的需要自主地控制實現(xiàn)上下車的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)；解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的乘客無法自主操作或操作步驟較為煩瑣，乘客難以根據(jù)自己的需要方便地控制實現(xiàn)上下車等技術(shù)問題。
為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術(shù)方案本高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，包括車輛總線，與車輛總線相連的對應(yīng)于各個車廂的若干個單片機系統(tǒng)，每個單片機系統(tǒng)分別連接有與其車廂相對應(yīng)的顯示裝置，以及用于輸入所對應(yīng)車廂的控制信號的輸入裝置，其特征在于，所述的各個單片機系統(tǒng)分別連接有電動門驅(qū)動裝置，電動門驅(qū)動裝置與控制車廂門開合的電動機相連接；所述的車輛總線是通過通信模塊分別與各個單片機系統(tǒng)進行信息交換的。
本實用新型的核心工作部分是一個單片機系統(tǒng)，創(chuàng)造性地與整車車廂的總控制器通過總線方式進行通信和信息交互。整個車輛構(gòu)成了一個多機系統(tǒng)，工作在主從方式，整車車廂的總控制器相當(dāng)于主控設(shè)備，而車廂控制子系統(tǒng)相當(dāng)于從設(shè)備。其中的通信模塊是一個總線接口電路，主要實現(xiàn)的是信號電平的轉(zhuǎn)換與收發(fā)的控制等，是車廂單片機系統(tǒng)與總線之間的橋梁。電動門驅(qū)動裝置受控于單片機系統(tǒng)，其輸出信號提供車廂門的電動機，以達到開門和關(guān)門的功能，并且把車門的開閉信息傳輸給總控制器。
在上述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)中，所述的車輛總線通過全雙工方式進行信息交換。當(dāng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分流，分別由不同的傳輸線傳送時，通信雙方都能在同一時刻進行發(fā)送和接收操作。在全雙工方式下，通信系統(tǒng)的每一端都設(shè)置了發(fā)送器和接收器，因此能控制數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳送。全雙工方式無需進行方向的切換。因此，沒有切換操作所產(chǎn)生的時間延遲，這對那些不能有時間延誤的交互式應(yīng)用(例如遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng))十分有利。這種方式要求通訊雙方均有發(fā)送器和接收器，同時，需不同數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)信號。
作為另一種實施方案，在上述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)中，所述的車輛總線通過半雙工方式進行信息交換。這種方式使用同一傳輸線既作接收又作發(fā)送，雖然數(shù)據(jù)可以在兩個方向上傳送，但通信雙方不能同時收發(fā)數(shù)據(jù)。采用半雙工方式時，通信系統(tǒng)每一端的發(fā)送器和接收器，通過收/發(fā)開關(guān)轉(zhuǎn)接到通信線上，進行方向的切換。因此，會產(chǎn)生時間延遲，收/發(fā)開關(guān)實際上是由軟件控制的電子開關(guān)。
在上述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)中，所述的車輛總線采用RS485總線方式。RS485總線方式可以實行多機通信，解決總控制器與多個單片機系統(tǒng)的連接問題。RS485一般采用兩線制接線方式。這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)，在同一總線上最多可以掛接32個結(jié)點。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用主從通信方式，即一個主機帶多個從機。很多情況下，連接RS485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來，而忽略信號地的連接。RS485電纜在一般場合采用普通的雙絞線就可以，在要求比較高的環(huán)境下可以采用帶屏蔽層的同軸電纜。
在上述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)中，所述的全雙工方式采用4線制，收發(fā)各占一對線。連接在車輛總線上的總控制器通過一對線向各單片機系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)和命令，各個單片機系統(tǒng)共用一對線向總控制器發(fā)送信息。但同一時刻只能有一臺單片機系統(tǒng)向該總線發(fā)送數(shù)據(jù)，某單片機系統(tǒng)何時發(fā)送受控于總控制器。
在上述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)中，所述的半雙工方式采用一對雙絞線，收發(fā)共用這對線。此時，整個車輛系統(tǒng)采用輪詢方式，即由總控制器一個一個的發(fā)起查詢，當(dāng)各單片機系統(tǒng)收到查詢命令后，才將自己收到的信息發(fā)送給總控制器。
在上述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)中，所述的總控制器向各個單片機系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)和命令，各個單片機系統(tǒng)向總控制器發(fā)送從輸入裝置輸入的控制信號和電動門開閉的信息。
在上述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)中，所述的輸入裝置為鍵盤、觸摸屏、語音識別裝置中的任意一種或其組合。它用于乘客輸入到站信息，可以來選擇在那個車站下車。
在上述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)中，所述的車廂門上安裝有與電動門驅(qū)動裝置連接的光電檢測裝置，所述的光電檢測裝置包括相互對應(yīng)設(shè)置的一組或若干組光發(fā)射接收對管。在車門打開后的等待時間內(nèi)，若有人由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測裝置時，電動門驅(qū)動裝置立即停止關(guān)門，并自動進入開門程序，待人員進出完畢重新關(guān)門，從而提高了安全性能，防止夾傷乘客。
在上述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)中，所述的顯示裝置為液晶屏、數(shù)碼管、發(fā)光二極管中的任意一種或者其組合。顯示裝置用于顯示乘客的輸入信息，也可顯示車輛的運行情況，如車輛到達的位置、各車廂的乘坐情況等，這些信息可由總控制器通過車輛總線傳輸。
在上述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)中，所述的單片機系統(tǒng)包括單片機，以及與單片機相連的復(fù)位電路和時鐘電路。它將總線傳來的總控制器的控制信號進行處理后輸出到電動門驅(qū)動裝置或送顯示裝置；也對輸入裝置輸入的控制信號和電動門驅(qū)動裝置輸出的車門已開閉的信息進行處理后送顯示裝置和傳輸給總控制器。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)的優(yōu)點在于1、設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，易于實施，且成本低廉；2、信號傳輸穩(wěn)定，傳輸速度快，延時短，系統(tǒng)運行平穩(wěn)；3、安全可靠車廂門開合不會夾傷乘客；各個車廂控制子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)合作有序運作；4、乘客操作方便，能根據(jù)自己的需要自主地控制實現(xiàn)上下車，且信息直觀。
附圖是本實用新型提供的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖中，車輛總線1、單片機系統(tǒng)2、顯示裝置3、輸入裝置4、電動門驅(qū)動裝置5、通信模塊6、總控制器7、光電檢測裝置8。
具體實施方式
如圖所示，高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)包括車輛總線1，與車輛總線1相連的與各個車廂相對應(yīng)的若干個單片機系統(tǒng)2，各個單片機系統(tǒng)2分別連接有與其車廂相對應(yīng)的顯示裝置3，以及用于輸入所對應(yīng)車廂的控制信號的輸入裝置4。各個單片機系統(tǒng)2分別連接有電動門驅(qū)動裝置5，電動門驅(qū)動裝置5與控制車廂門開合的電動機相連接；車輛總線1是通過通信模塊6分別與各個單片機系統(tǒng)2進行信息交換的。
車廂控制子系統(tǒng)是整個高架微型軌道列車智能上下車控制系統(tǒng)的一部分。整個系統(tǒng)主要包含三個部分列車上的車廂控制系統(tǒng)，站臺上的站牌系統(tǒng)，控制中心的中央控制系統(tǒng)。車廂控制系統(tǒng)和站牌系統(tǒng)通過中央控制系統(tǒng)相互聯(lián)接，其中車廂控制系統(tǒng)包括各個車廂的車廂控制子系統(tǒng)和各個子系統(tǒng)的總控制器。
高架微型軌道列車及其網(wǎng)絡(luò)交通由架設(shè)于地面的小高架、聯(lián)接地面與軌道平面的小型站臺、行駛在高架上的高架微型軌道列車以及控制中心等組成。高架微型軌道列車系統(tǒng)的制造技術(shù)，與現(xiàn)有軌道列車基本相同。其車體可使用鋁合金型材或薄型不銹鋼；傳動系統(tǒng)采用動力轉(zhuǎn)向架或動力轉(zhuǎn)向架和非動力轉(zhuǎn)向架的結(jié)合；車輪使用橡膠輪胎；微型列車的電源可以來自于接觸網(wǎng)，如果技術(shù)上可行，也可以使用高性能的電池；列車自動運行控制系統(tǒng)和電信系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)很成熟，可以采用。微型列車可以采用跨座的走行方式，也可采用兩軌或其它方式。高架的立柱可用鋼筋混凝土制成，軌道一般可用預(yù)應(yīng)力混凝土，也可使用鋼材或其它特殊材料；小型站臺是鋼筋混凝土和鋼材的結(jié)合體?，F(xiàn)有軌道列車的制造技術(shù)涉及面廣而復(fù)雜，很多現(xiàn)成的技術(shù)可以應(yīng)用在高架微型軌道列車系統(tǒng)。
本實施例中，車輛總線1通過全雙工方式進行信息交換。全雙工方式采用4線制，連接在車輛總線上的總控制器7通過一對線向各單片機系統(tǒng)2發(fā)送數(shù)據(jù)和命令，各個單片機系統(tǒng)2共用一對線依次向總控制器7發(fā)送信息?？偪刂破?向各個單片機系統(tǒng)2發(fā)送數(shù)據(jù)和命令，各個單片機系統(tǒng)2向總控制器7和顯示裝置3發(fā)送輸入裝置4所輸入的控制信號和從電動門處檢測到的車門開閉信息。輸入裝置4為鍵盤，車廂門上安裝有與電動門驅(qū)動裝置5連接的光電檢測裝置8。光電檢測裝置8包括相互對應(yīng)設(shè)置的一組或若干組光發(fā)射接收對管。通過該裝置還可提高安全性能，防止關(guān)門時夾傷乘客。顯示裝置3為液晶屏。單片機系統(tǒng)2包括單片機，以及與單片機相連的復(fù)位電路和時鐘電路。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
盡管本文較多地使用了車輛總線1、單片機系統(tǒng)2、顯示裝置3、輸入裝置4、電動門驅(qū)動裝置5、通信模塊6、總控制器7、光電檢測裝置8等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，它包括車輛總線(1)，與車輛總線(1)相連的對應(yīng)于各個車廂的若干個單片機系統(tǒng)(2)，每個單片機系統(tǒng)(2)分別連接有與其車廂相對應(yīng)的顯示裝置(3)，以及用于輸入所對應(yīng)車廂的控制信號的輸入裝置(4)，其特征在于，所述的各個單片機系統(tǒng)(2)分別連接有電動門驅(qū)動裝置(5)，電動門驅(qū)動裝置(5)與控制車廂門開合的電動機相連接；所述的車輛總線(1)是通過通信模塊(6)分別與各個單片機系統(tǒng)(2)進行信息交換的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，其特征在于，所述的車輛總線(1)通過全雙工方式進行信息交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，其特征在于，所述的車輛總線(1)通過半雙工方式進行信息交換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，其特征在于，所述的車輛總線(1)采用RS485總線方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，其特征在于，所述的全雙工方式采用4線制，收發(fā)各占一對線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，其特征在于，所述的總控制器(7)向各個單片機系統(tǒng)(2)發(fā)送數(shù)據(jù)和命令，各個單片機系統(tǒng)(2)向總控制器(7)發(fā)送從輸入裝置(4)輸入的控制信號和電動門開閉的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5或6所述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸入裝置(4)為鍵盤、觸摸屏、語音識別裝置中的任意一種或其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5或6所述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，其特征在于，所述的車廂門上安裝有與電動門驅(qū)動裝置(5)連接的光電檢測裝置(8)，所述的光電檢測裝置(8)包括相互對應(yīng)設(shè)置的一組或若干組光發(fā)射接收對管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5或6所述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，其特征在于，所述的顯示裝置(3)為液晶屏、數(shù)碼管、發(fā)光二極管中的任意一種或者其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5或6所述的高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，其特征在于，所述的單片機系統(tǒng)(2)包括單片機，以及與單片機相連的復(fù)位電路和時鐘電路。
專利摘要本實用新型提供了一種高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)，涉及自動化控制領(lǐng)域，它解決了現(xiàn)有技術(shù)存在著設(shè)備價格較高，運行費用較高，信號傳輸不大穩(wěn)定、延時較長等技術(shù)問題。本高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)包括車輛總線，與車輛總線相連的對應(yīng)于各個車廂的若干個單片機系統(tǒng)，每個單片機系統(tǒng)分別連接有與其車廂相對應(yīng)的顯示裝置，以及用于輸入所對應(yīng)車廂的控制信號的輸入裝置，所述的各個單片機系統(tǒng)分別連接有電動門驅(qū)動裝置，電動門驅(qū)動裝置與控制車廂門開合的電動機相連接；所述的車輛總線是通過通信模塊分別與各個單片機系統(tǒng)進行信息交換的。本高架微型軌道列車的車廂控制子系統(tǒng)具有設(shè)計合理、易于實施、信號傳輸穩(wěn)定、安全可靠的優(yōu)點。
文檔編號E05F15/20GK2839517SQ200520116380
公開日2006年11月22日 申請日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者楊宗林 申請人:楊宗林