信號系統與屏蔽門(mén)系統接口控制的設計分析

摘要：基于廣州地鐵1、2號線(xiàn)屏蔽門(mén)系統工程,分析、介紹了由車(chē)載和軌旁設備支持實(shí)施的ＬＺＢ連續自動(dòng)列車(chē)控制系統的控制和監督功能,從安全、合理的角度綜述了信號系統與屏蔽門(mén)系統之間的接口控制關(guān)系。

　　屏蔽門(mén)(Ｐｌａｔｆｏｒｍｓｃｒｅｅｎｄｏｏｒｓ,簡(jiǎn)稱(chēng)ＰＳＤ)系統是現代化軌道交通工程的必備設施,它沿軌道交通站臺邊緣設置,將軌道區與站臺候車(chē)區隔離,具有節能、環(huán)保和安全等功能。安裝屏蔽門(mén)系統后,不僅可以防止乘客跌落軌道而發(fā)生危險,確保乘客安全,減少人為引起的停車(chē)延誤,提高列車(chē)準點(diǎn)率,而且可以減少站臺區與軌道區之間冷熱氣流的交換,從而降低環(huán)控系統的運營(yíng)能耗,節約運營(yíng)成本。
　　信號系統與屏蔽門(mén)系統相結合是屏蔽門(mén)系統工程的重要環(huán)節。此外,要更好地確保乘客的安全以及奠定無(wú)人駕駛的技術(shù)基礎,就必須實(shí)現屏蔽門(mén)與列車(chē)車(chē)門(mén)的連動(dòng),并確保屏蔽門(mén)系統與信號系統的列車(chē)自動(dòng)防護(ＡＴＰ)之間建立聯(lián)鎖關(guān)系。根據世界各城市軌道交通工程的成功先例,屏蔽門(mén)普遍由信號系統進(jìn)行控制。廣州于2004年10月開(kāi)始對正在運營(yíng)的地鐵1號線(xiàn)加裝屏蔽門(mén)系統。該項工程預計總投資金額為1.484億元人民幣,是目前我國最大的一項軌道交通屏蔽門(mén)系統工程。本文主要對廣州地鐵2號線(xiàn)及1號線(xiàn)加裝屏蔽門(mén)系統工程中的西門(mén)子信號系統與屏蔽門(mén)系統的接口進(jìn)行分析。

nbsp; 1　屏蔽門(mén)系統所需信號系統的條件及功能
　　(1) 信號系統與屏蔽門(mén)系統的接口僅考慮線(xiàn)路上的列車(chē)的正向運行,但要滿(mǎn)足屏蔽門(mén)對停車(chē)精度的要求。只有停車(chē)精度要求被滿(mǎn)足,信號系統才允許自動(dòng)或人工向列車(chē)和站臺屏蔽門(mén)系統發(fā)送開(kāi)門(mén)命令。目前,用于廣州地鐵2號線(xiàn)的ＬＺＢ700Ｍ型中,ＡＴＰ和ＡＴＯ(列車(chē)自動(dòng)運行)系統是由德國西門(mén)子公司提供的,其列車(chē)定點(diǎn)停車(chē)的精度ＡＴＯ系統為±0.3ｍ,成功率99.99%,ＡＴＰ系統為±0.5ｍ,已滿(mǎn)足屏蔽門(mén)對停車(chē)精度的要求。廣州地鐵1號線(xiàn)同樣采用ＬＺＢ700Ｍ型ＡＴＰ、ＡＴＯ,目前列車(chē)停車(chē)的精度ＡＴＯ系統為±0.5ｍ,成功率99.5%,ＡＴＰ系統為±1ｍ。由此可見(jiàn),要安裝屏蔽門(mén)首先必須改善列車(chē)的停車(chē)狀況,停車(chē)精度至少要達到ＡＴＯ系統為±0.4ｍ,成功率99.5%,ＡＴＰ系統為±0.5ｍ的要求;并要保證在列車(chē)停車(chē)精度為±400ｍｍ情況下,列車(chē)乘客門(mén)凈開(kāi)度≥1200ｍｍ(屏蔽門(mén)門(mén)開(kāi)寬度為2000ｍｍ)。
　　(2)只有屏蔽門(mén)關(guān)閉的情況下列車(chē)才能運行。ＡＴＰ軌旁單元通過(guò)故障安全型繼電器輸入接點(diǎn)接收當前屏蔽門(mén)的狀態(tài)(ＰＳＤ開(kāi)門(mén)或ＰＳＤ關(guān)門(mén))。如果屏蔽門(mén)是開(kāi)門(mén)狀態(tài),ＡＴＰ軌旁單元會(huì )設置一個(gè)安全停車(chē)點(diǎn),不讓任何列車(chē)駛入相應的車(chē)站站臺。
　　(3)ＰＳＤ的狀態(tài)通過(guò)ＡＴＰ報文傳輸給列車(chē)。當列車(chē)接近運營(yíng)停車(chē)點(diǎn),且屏蔽門(mén)的狀態(tài)由“ＰＳＤ關(guān)閉”變化為“ＰＳＤ開(kāi)門(mén)”時(shí),ＡＴＰ軌旁單元會(huì )產(chǎn)生緊急制動(dòng)讓列車(chē)停車(chē)。
　　(4)確保當列車(chē)停在停車(chē)窗位置范圍內時(shí)才連通列車(chē)到軌旁的通信通道。當列車(chē)在站臺范圍內移動(dòng)時(shí),ＡＴＰ通過(guò)不激活“ＰＴＩ(ｐｏｓｉｔｉｖｅｔｒａｉｎｉｄｅｎｔｉｆｉ
　?。悖幔簦椋铮?有車(chē)標志)釋放”切斷ＰＴＩ通道。如果列車(chē)停到指定的ＡＴＰ停車(chē)窗位置時(shí),則通過(guò)ＡＴＰ激活“ＰＴＩ釋放”讓?zhuān)校裕赏ǖ肋B通。當列車(chē)車(chē)門(mén)打開(kāi)時(shí),這些報文會(huì )通過(guò)ＰＴＩ通道傳輸到軌旁單元,屏蔽門(mén)會(huì )隨之而打開(kāi)。
　　(5)屏蔽門(mén)控制系統向信號系統提供全部門(mén)“關(guān)閉及鎖定”和“互鎖解除”信息,接口采用安全型干接點(diǎn)雙斷硬線(xiàn)連接,接口分界點(diǎn)在屏蔽門(mén)控制設備外的線(xiàn)端子排。
　　(6)列車(chē)在ＡＴＰ停車(chē)窗范圍內停穩后,ＡＴＰ車(chē)載單元會(huì )發(fā)出打開(kāi)列車(chē)車(chē)門(mén)的信號。當列車(chē)車(chē)門(mén)打開(kāi),ＡＴＰ車(chē)載單元一個(gè)持續的故障安全輸出則會(huì )切斷列車(chē)的牽引系統。這是為了防止列車(chē)在車(chē)門(mén)開(kāi)啟的情況下人為地啟動(dòng)列車(chē)。
　　(7)ＰＴＩ ＭＵＸ(ＰＴＩｔｒａｃｋｓｉｄｅｕｎｉｔ)根據接收來(lái)的2個(gè)不同的ＰＳＤ編碼(對應ＰＳＤ開(kāi)門(mén)的編碼)驅動(dòng)2個(gè)繼電器輸出,它們是表示“ＰＳＤ開(kāi)門(mén)”命令的接口。為了產(chǎn)生一個(gè)持續的控制信號,ＡＴＯ需不斷發(fā)送“ＰＳＤ開(kāi)門(mén)”命令,直到屏蔽門(mén)被請求關(guān)閉為止。
　　(8)如果列車(chē)車(chē)門(mén)關(guān)閉(人工或自動(dòng)),屏蔽門(mén)也隨之關(guān)閉,這些報文會(huì )通過(guò)ＰＴＩ通道傳輸到軌旁單元。目前廣州1、2號線(xiàn)列車(chē)只有人工關(guān)閉車(chē)門(mén)功能。
　　(9)ＡＴＰ車(chē)載單元在關(guān)閉車(chē)門(mén)的同時(shí),輸出關(guān)閉屏蔽門(mén)命令。只有收到列車(chē)車(chē)門(mén)關(guān)閉好,且通過(guò)ＡＴＰ報文接收到屏蔽門(mén)的“關(guān)閉及鎖定狀態(tài)”信息后,列車(chē)牽引系統才被釋放,ＡＴＰ才允許啟動(dòng)列車(chē)。
　　(10)開(kāi)左門(mén)或開(kāi)右門(mén)應與站臺的位置和列車(chē)運行方向相符合。如在換乘站(如公園前站),屏蔽門(mén)的開(kāi)關(guān)要根據有利于乘客導向的原則來(lái)進(jìn)行設計:先開(kāi)下客側的屏蔽門(mén),后開(kāi)上客側的屏蔽門(mén)。