专利名称：高架微型轨道列车的车厢控制子系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动化控制领域，尤其是涉及一种用于控制高架微型轨道列车车厢的控制系统。
背景技术：
现有的城市公共交通运输工具主要是公共汽车和公共电车，以及大城市中少量的轻轨、地铁。公共汽、电车虽然造价低，有灵活性，易广泛使用，但速度慢，搭乘不舒服，污染环境；轻轨、地铁虽然速度快，搭乘舒服，没有环境污染，但因车体过大而无法使用于普通道路，而且造价高昂。因此，寻找城市新空间，设计一种在吸收二者长处的同时，又能超越其运输质量的新的交通方式，作为现代城市运输工具，尤其是常规公共交通运输工具的补充，有着十分深远的意义。
轨道列车的微型化，即高架微型轨道列车，尤其是单人座的高架微型轨道列车，即单厢列车，是一种可以实现上述目的的方案之一。微型轨道列车有若干个相连接的车厢，行驶于街道的人行道边沿或绿化树之上，它能够利用原有道路的空间，开辟出新的运输途径。公共汽车和公共电车在使用时会出现堵塞和红绿灯的问题，地铁和轻轨的建造城市人口数量一般要达到百万以上，客流量不够，运营成本就会过高。此轨道列车既能解决堵塞和红绿灯的问题，又不会受到人口数量的制约，有着两者不可替代的优势。它的功能定位主要在城市的公共交通，尤其是无法建造地铁、轻轨的中小城市，还有城市中繁华的商业街道；同时它也可以使用于风景旅游区、机场与交通枢纽点的连接等等。
高架微型轨道列车中每个车厢坐1人或者数人，每个车厢各有自己的车门。这种结构形式必须具有智能上下车技术的支持，才能解决乘客上下车的“方便、快捷”问题，符合高架微型轨道列车的设计思想，使列车能够正常、高效地运行。
列车的智能上下车技术要达到两个目的1、轨道列车到站前站台屏幕显示有人要下车的车厢和空车厢，以便站台上候车的乘客预先做好上车准备；2、轨道列车到站后自动打开有人要下车的车门和空车厢的车门，以便乘客方便、放心、准确地上下车。通常，智能上下车技术主要由三部分组成列车上的车厢控制系统，站台上的站牌系统，控制中心的中央控制系统。车厢控制系统和站牌系统通过中央控制系统相互联接，其中车厢控制系统包括各个车厢的车厢控制子系统和各个子系统的总控制器。
为了实现列车的智能上下车，车厢控制子系统需要实现以下功能1、把乘客的到站信息发送到车厢总控制器；2、接收车厢总控制器的开门指令，打开车厢的车门；3、接收车厢总控制器的关门指令，安全地关闭车厢的车门；4、把车门开合的信息发送给车厢总控制器；5、稳定、及时发送、接收信息；6、直观显示信息。
为了便于对车厢进行控制，人们进行了长期的探索，提出了多种多样的实施方案。由于微型化的轨道列车的每个车厢设计的乘客数量较少，这就为乘客的舒适便捷操作和乘车提供了可能性。一个设计合理的车厢控制子系统是有效提高高架微型轨道列车正常、高效运行的重要条件。目前，现有的车厢控制方式有多种方案，但对高架微型轨道列车来说有些不适用，存在着一定的缺陷例如，设备成本较高，运作费用大，经济性较差；结构复杂，维修难度较大；数据传输速度较慢，容易导致系统混乱；乘客难以根据自己的需要方便地自主控制实现上下车；操作步骤较为烦琐；安全性能难以得到保障。而目前还没有一个针对高架微型轨道列车实现车厢控制子系统功能的技术方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，易于实施，且成本低廉的高架微型轨道列车的车厢控制子系统；解决现有技术所存在的结构较为复杂，设备价格较高，运行费用较高，难以实现推广等技术问题。
本实用新型的另一目的是针对上述问题，提供一种信号传输稳定，传输速度快，信号延时短，系统运行平稳的高架微型轨道列车的车厢控制子系统；解决现有技术所存在的信号传输不大稳定，速度较慢，延时较长，容易导致系统混乱等技术问题。
本实用新型还有一目的是针对上述问题，提供一种车厢门的开合安全可靠，不会夹伤乘客，各个车厢控制子系统能相互协调合作有序运作，确保列车安全运行的高架微型轨道列车的车厢控制子系统；解决现有技术所存在的安全性较差，控制系统整体难以协调等技术问题。
本实用新型再有一目的是针对上述问题，提供一种乘客操作方便，信息直观，能根据自己的需要自主地控制实现上下车的高架微型轨道列车的车厢控制子系统；解决现有技术所存在的乘客无法自主操作或操作步骤较为烦琐，乘客难以根据自己的需要方便地控制实现上下车等技术问题。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案本高架微型轨道列车的车厢控制子系统，包括车辆总线，与车辆总线相连的对应于各个车厢的若干个单片机系统，每个单片机系统分别连接有与其车厢相对应的显示装置，以及用于输入所对应车厢的控制信号的输入装置，其特征在于，所述的各个单片机系统分别连接有电动门驱动装置，电动门驱动装置与控制车厢门开合的电动机相连接；所述的车辆总线是通过通信模块分别与各个单片机系统进行信息交换的。
本实用新型的核心工作部分是一个单片机系统，创造性地与整车车厢的总控制器通过总线方式进行通信和信息交互。整个车辆构成了一个多机系统，工作在主从方式，整车车厢的总控制器相当于主控设备，而车厢控制子系统相当于从设备。其中的通信模块是一个总线接口电路，主要实现的是信号电平的转换与收发的控制等，是车厢单片机系统与总线之间的桥梁。电动门驱动装置受控于单片机系统，其输出信号提供车厢门的电动机，以达到开门和关门的功能，并且把车门的开闭信息传输给总控制器。
在上述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统中，所述的车辆总线通过全双工方式进行信息交换。当数据的发送和接收分流，分别由不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作。在全双工方式下，通信系统的每一端都设置了发送器和接收器，因此能控制数据同时在两个方向上传送。全双工方式无需进行方向的切换。因此，没有切换操作所产生的时间延迟，这对那些不能有时间延误的交互式应用(例如远程监测和控制系统)十分有利。这种方式要求通讯双方均有发送器和接收器，同时，需不同数据线传送数据信号。
作为另一种实施方案，在上述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统中，所述的车辆总线通过半双工方式进行信息交换。这种方式使用同一传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据。采用半双工方式时，通信系统每一端的发送器和接收器，通过收/发开关转接到通信线上，进行方向的切换。因此，会产生时间延迟，收/发开关实际上是由软件控制的电子开关。
在上述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统中，所述的车辆总线采用RS485总线方式。RS485总线方式可以实行多机通信，解决总控制器与多个单片机系统的连接问题。RS485一般采用两线制接线方式。这种接线方式为总线式拓朴结构，在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来，而忽略信号地的连接。RS485电缆在一般场合采用普通的双绞线就可以，在要求比较高的环境下可以采用带屏蔽层的同轴电缆。
在上述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统中，所述的全双工方式采用4线制，收发各占一对线。连接在车辆总线上的总控制器通过一对线向各单片机系统发送数据和命令，各个单片机系统共用一对线向总控制器发送信息。但同一时刻只能有一台单片机系统向该总线发送数据，某单片机系统何时发送受控于总控制器。
在上述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统中，所述的半双工方式采用一对双绞线，收发共用这对线。此时，整个车辆系统采用轮询方式，即由总控制器一个一个的发起查询，当各单片机系统收到查询命令后，才将自己收到的信息发送给总控制器。
在上述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统中，所述的总控制器向各个单片机系统发送数据和命令，各个单片机系统向总控制器发送从输入装置输入的控制信号和电动门开闭的信息。
在上述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统中，所述的输入装置为键盘、触摸屏、语音识别装置中的任意一种或其组合。它用于乘客输入到站信息，可以来选择在那个车站下车。
在上述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统中，所述的车厢门上安装有与电动门驱动装置连接的光电检测装置，所述的光电检测装置包括相互对应设置的一组或若干组光发射接收对管。在车门打开后的等待时间内，若有人由外至内或由内至外通过光电检测装置时，电动门驱动装置立即停止关门，并自动进入开门程序，待人员进出完毕重新关门，从而提高了安全性能，防止夹伤乘客。
在上述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统中，所述的显示装置为液晶屏、数码管、发光二极管中的任意一种或者其组合。显示装置用于显示乘客的输入信息，也可显示车辆的运行情况，如车辆到达的位置、各车厢的乘坐情况等，这些信息可由总控制器通过车辆总线传输。
在上述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统中，所述的单片机系统包括单片机，以及与单片机相连的复位电路和时钟电路。它将总线传来的总控制器的控制信号进行处理后输出到电动门驱动装置或送显示装置；也对输入装置输入的控制信号和电动门驱动装置输出的车门已开闭的信息进行处理后送显示装置和传输给总控制器。
与现有的技术相比，本高架微型轨道列车的车厢控制子系统的优点在于1、设计合理，结构简单，易于实施，且成本低廉；2、信号传输稳定，传输速度快，延时短，系统运行平稳；3、安全可靠车厢门开合不会夹伤乘客；各个车厢控制子系统相互协调合作有序运作；4、乘客操作方便，能根据自己的需要自主地控制实现上下车，且信息直观。
附图是本实用新型提供的高架微型轨道列车的车厢控制子系统的结构框图。
图中，车辆总线1、单片机系统2、显示装置3、输入装置4、电动门驱动装置5、通信模块6、总控制器7、光电检测装置8。
具体实施方式
如图所示，高架微型轨道列车的车厢控制子系统包括车辆总线1，与车辆总线1相连的与各个车厢相对应的若干个单片机系统2，各个单片机系统2分别连接有与其车厢相对应的显示装置3，以及用于输入所对应车厢的控制信号的输入装置4。各个单片机系统2分别连接有电动门驱动装置5，电动门驱动装置5与控制车厢门开合的电动机相连接；车辆总线1是通过通信模块6分别与各个单片机系统2进行信息交换的。
车厢控制子系统是整个高架微型轨道列车智能上下车控制系统的一部分。整个系统主要包含三个部分列车上的车厢控制系统，站台上的站牌系统，控制中心的中央控制系统。车厢控制系统和站牌系统通过中央控制系统相互联接，其中车厢控制系统包括各个车厢的车厢控制子系统和各个子系统的总控制器。
高架微型轨道列车及其网络交通由架设于地面的小高架、联接地面与轨道平面的小型站台、行驶在高架上的高架微型轨道列车以及控制中心等组成。高架微型轨道列车系统的制造技术，与现有轨道列车基本相同。其车体可使用铝合金型材或薄型不锈钢；传动系统采用动力转向架或动力转向架和非动力转向架的结合；车轮使用橡胶轮胎；微型列车的电源可以来自于接触网，如果技术上可行，也可以使用高性能的电池；列车自动运行控制系统和电信系统在技术上已经很成熟，可以采用。微型列车可以采用跨座的走行方式，也可采用两轨或其它方式。高架的立柱可用钢筋混凝土制成，轨道一般可用预应力混凝土，也可使用钢材或其它特殊材料；小型站台是钢筋混凝土和钢材的结合体。现有轨道列车的制造技术涉及面广而复杂，很多现成的技术可以应用在高架微型轨道列车系统。
本实施例中，车辆总线1通过全双工方式进行信息交换。全双工方式采用4线制，连接在车辆总线上的总控制器7通过一对线向各单片机系统2发送数据和命令，各个单片机系统2共用一对线依次向总控制器7发送信息。总控制器7向各个单片机系统2发送数据和命令，各个单片机系统2向总控制器7和显示装置3发送输入装置4所输入的控制信号和从电动门处检测到的车门开闭信息。输入装置4为键盘，车厢门上安装有与电动门驱动装置5连接的光电检测装置8。光电检测装置8包括相互对应设置的一组或若干组光发射接收对管。通过该装置还可提高安全性能，防止关门时夹伤乘客。显示装置3为液晶屏。单片机系统2包括单片机，以及与单片机相连的复位电路和时钟电路。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了车辆总线1、单片机系统2、显示装置3、输入装置4、电动门驱动装置5、通信模块6、总控制器7、光电检测装置8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.一种高架微型轨道列车的车厢控制子系统，它包括车辆总线(1)，与车辆总线(1)相连的对应于各个车厢的若干个单片机系统(2)，每个单片机系统(2)分别连接有与其车厢相对应的显示装置(3)，以及用于输入所对应车厢的控制信号的输入装置(4)，其特征在于，所述的各个单片机系统(2)分别连接有电动门驱动装置(5)，电动门驱动装置(5)与控制车厢门开合的电动机相连接；所述的车辆总线(1)是通过通信模块(6)分别与各个单片机系统(2)进行信息交换的。
2.根据权利要求1所述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统，其特征在于，所述的车辆总线(1)通过全双工方式进行信息交换。
3.根据权利要求1所述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统，其特征在于，所述的车辆总线(1)通过半双工方式进行信息交换。
4.根据权利要求1或2或3所述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统，其特征在于，所述的车辆总线(1)采用RS485总线方式。
5.根据权利要求2所述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统，其特征在于，所述的全双工方式采用4线制，收发各占一对线。
6.根据权利要求5所述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统，其特征在于，所述的总控制器(7)向各个单片机系统(2)发送数据和命令，各个单片机系统(2)向总控制器(7)发送从输入装置(4)输入的控制信号和电动门开闭的信息。
7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统，其特征在于，所述的输入装置(4)为键盘、触摸屏、语音识别装置中的任意一种或其组合。
8.根据权利要求1或2或3或5或6所述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统，其特征在于，所述的车厢门上安装有与电动门驱动装置(5)连接的光电检测装置(8)，所述的光电检测装置(8)包括相互对应设置的一组或若干组光发射接收对管。
9.根据权利要求1或2或3或5或6所述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统，其特征在于，所述的显示装置(3)为液晶屏、数码管、发光二极管中的任意一种或者其组合。
10.根据权利要求1或2或3或5或6所述的高架微型轨道列车的车厢控制子系统，其特征在于，所述的单片机系统(2)包括单片机，以及与单片机相连的复位电路和时钟电路。
专利摘要本实用新型提供了一种高架微型轨道列车的车厢控制子系统，涉及自动化控制领域，它解决了现有技术存在着设备价格较高，运行费用较高，信号传输不大稳定、延时较长等技术问题。本高架微型轨道列车的车厢控制子系统包括车辆总线，与车辆总线相连的对应于各个车厢的若干个单片机系统，每个单片机系统分别连接有与其车厢相对应的显示装置，以及用于输入所对应车厢的控制信号的输入装置，所述的各个单片机系统分别连接有电动门驱动装置，电动门驱动装置与控制车厢门开合的电动机相连接；所述的车辆总线是通过通信模块分别与各个单片机系统进行信息交换的。本高架微型轨道列车的车厢控制子系统具有设计合理、易于实施、信号传输稳定、安全可靠的优点。
文档编号E05F15/20GK2839517SQ200520116380
公开日2006年11月22日 申请日期2005年11月14日 优先权日2005年11月14日
发明者杨宗林 申请人:杨宗林