地鐵信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門/安全門接口淺析

陳浩瑩

*深圳地鐵3號(hào)線投資有限公司 工程師，518172 深圳

深圳地鐵3號(hào)線正線信號(hào)系統(tǒng)分3個(gè)區(qū)域(塘坑、大芬、蓮花村)，對(duì)全線的信號(hào)聯(lián)鎖實(shí)行管理。在聯(lián)鎖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用龐巴迪移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)，對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制。深圳地鐵3號(hào)線采用廣州西屋有限公司屏蔽門/安全門系統(tǒng)，保障了列車、乘客進(jìn)出站時(shí)的安全，降低了列車運(yùn)行噪音對(duì)車站的影響，提供了舒適的候車環(huán)境。屏蔽門/安全門與信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)鎖后，其狀態(tài)將作為進(jìn)路排列所必須檢查的聯(lián)鎖條件之一。在CBTC及非CBTC模式下，屏蔽門/安全門未關(guān)閉或未旁路時(shí)，始端信號(hào)機(jī)將不能開(kāi)放。下面針對(duì)深圳地鐵3號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門/安全門接口進(jìn)行淺析。

1 接口功能

1．信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)接收到“屏蔽門/安全門關(guān)閉并鎖閉”信號(hào)后，才讓列車進(jìn)入站臺(tái)或從站臺(tái)發(fā)車。“屏蔽門/安全門關(guān)閉并鎖閉”信息必須連續(xù)不間斷。

2．列車到達(dá)站臺(tái)準(zhǔn)確停靠，并處于安全零速度后，RATP才能通過(guò)聯(lián)鎖(EbiLock)向車站屏蔽門發(fā)出使能命令，然后打開(kāi)屏蔽門/安全門。

3．打開(kāi)屏蔽門/安全門指令:信號(hào)系統(tǒng)連續(xù)不間斷地發(fā)送給屏蔽門/安全門開(kāi)門信息，直至開(kāi)門指令中斷。

4．關(guān)閉屏蔽門/安全門指令:信號(hào)系統(tǒng)連續(xù)不間斷地發(fā)送給屏蔽門/安全門關(guān)門信息，直至收到開(kāi)門信息為止。

圖1 信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門接口示意圖

2 接口特性

深圳地鐵龍崗線信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門/安全門接口具有“一使二接”特性。如圖1所示。

“一使”指當(dāng)列車處于安全零速度(零速度，牽引斷開(kāi)，列車制動(dòng))時(shí)，VATP通知車載ATO(VATO)。當(dāng)列車停穩(wěn)后，VATP通過(guò)車載電纜向整列車的車門發(fā)出使能命令，同時(shí)向軌旁ATP(RATP)發(fā)出請(qǐng)求，讓RATP給車站屏蔽門發(fā)出使能命令;RATP通過(guò)聯(lián)鎖(EbiLock)向車站屏蔽門發(fā)出使能命令，RATP在使能命令發(fā)出后立即對(duì)車站臺(tái)區(qū)域?qū)嵤┝阆匏佟Ｔ撓匏俦粋魉偷酵Ｔ谡九_(tái)的列車和其他接近車站的列車，以此禁止列車在車站區(qū)域的移動(dòng)。

“二接”指ATC系統(tǒng)到站臺(tái)門的接口分為2種:一個(gè)安全接口和一個(gè)非安全接口。安全接口是RATO和站臺(tái)門之間的，用于確定站臺(tái)門何時(shí)可以允許安全操作及站臺(tái)門是否已正確關(guān)好。非安全接口用于RATO和站臺(tái)門PLC之間通過(guò)RATP許可開(kāi)關(guān)門。

3 屏蔽門/安全門開(kāi)關(guān)模式

在ATO自動(dòng)運(yùn)行模式下，列車門、屏蔽門/安全門有3種操作模式:自動(dòng)開(kāi)/關(guān)(A/A模式)、自動(dòng)開(kāi)/人工關(guān)(A/M模式)和人工開(kāi)/關(guān)(M/M模式)。

1．自動(dòng)開(kāi)關(guān)屏蔽門/安全門。列車車載ATP(VATP)控制列車在車站的準(zhǔn)確停靠，當(dāng)列車處于安全零速度時(shí)，RATO負(fù)責(zé)控制安全門和屏蔽門的開(kāi)關(guān)。一旦開(kāi)關(guān)安全門命令由RATO發(fā)出，車載ATC(VATC)將開(kāi)關(guān)安全門，這樣就允許RATO來(lái)控制列車的停站時(shí)間。

2．自動(dòng)開(kāi)/人工關(guān)。自動(dòng)開(kāi)門同上述，不同的是在人工關(guān)門模式下，列車司機(jī)負(fù)責(zé)通過(guò)TOD上的人工控制按鈕關(guān)閉屏蔽門/安全門。當(dāng)RATO從列車收到關(guān)門命令后，它將發(fā)出屏蔽門關(guān)門請(qǐng)求。

3．人工開(kāi)關(guān)屏蔽門/安全門。人工關(guān)門模式同上述，在人工開(kāi)門模式下，列車司機(jī)通過(guò)安裝在TOD上的人工控制按鈕來(lái)開(kāi)啟安全門。當(dāng)RATO從列車收到開(kāi)門命令后，它將發(fā)出屏蔽門/安全門開(kāi)門請(qǐng)求。

4 接口功能實(shí)現(xiàn)

信號(hào)ATC系統(tǒng)——CBTC實(shí)現(xiàn)對(duì)屏蔽門的監(jiān)控，包括列車自動(dòng)防護(hù)(ATP)子系統(tǒng)和列車自動(dòng)運(yùn)行(ATO)子系統(tǒng)。RATP計(jì)算列車移動(dòng)授權(quán)限制，并傳遞給列車，保證行車安全。ATO子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)站臺(tái)門、列車門自動(dòng)打開(kāi)和自動(dòng)關(guān)閉，以及自動(dòng)運(yùn)行下的列車牽引和制動(dòng)功能。屏蔽門/安全門系統(tǒng)通過(guò)屏蔽門單元(PEDC)實(shí)現(xiàn)對(duì)站臺(tái)門的控制。信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門/安全門系統(tǒng)有如下4個(gè)接口。

4.1 開(kāi)門命令電路接口

開(kāi)門命令由非安全和安全2個(gè)部分組成。其中非安全部分從RATO發(fā)出，該命令發(fā)出后傳遞到門控柜中的可編程控制器，使門控柜里的相應(yīng)輸出模塊輸出，開(kāi)門安全繼電器勵(lì)磁。安全部分從RATP發(fā)出，傳送到EbiLock，通過(guò)它再傳遞給目標(biāo)控制器，相應(yīng)的輸出模塊輸出，使門控柜里的安全門使能繼電器勵(lì)磁，該過(guò)程是整個(gè)開(kāi)門命令電路的一部分。開(kāi)門繼電器和門使能繼電器的勵(lì)磁構(gòu)成了開(kāi)門命令電路。

4.2 關(guān)門命令電路接口

關(guān)門命令是非安全命令，由RATO發(fā)出。該命令在開(kāi)門命令中斷后自動(dòng)發(fā)出。當(dāng)門控柜中的可編程控制器(PLC)沒(méi)有收到開(kāi)門命令時(shí)，PLC就會(huì)使相應(yīng)的關(guān)門命令輸出模塊輸出，使得關(guān)門安全繼電器勵(lì)磁。

4.3 屏蔽門關(guān)門且鎖閉電路接口

站臺(tái)屏蔽門關(guān)門且鎖閉條件是一個(gè)由屏蔽門系統(tǒng)提供的安全指示。屏蔽門系統(tǒng)通過(guò)閉合一系列相關(guān)接點(diǎn)來(lái)閉合電路，從而使門控柜中的門關(guān)閉且鎖閉安全繼電器勵(lì)磁。該安全繼電器的閉合接點(diǎn)構(gòu)成目標(biāo)控制器的輸入電路。目標(biāo)控制器將該輸入信息傳遞給聯(lián)鎖計(jì)算機(jī) EbiLock，由它繼續(xù)傳遞給RATP。RATO也會(huì)收到門控柜的PLC傳遞進(jìn)來(lái)的門關(guān)閉且鎖閉信息。

4.4 互鎖解除電路

站臺(tái)屏蔽門互鎖解除條件是一個(gè)由屏蔽門系統(tǒng)提供的安全指示。屏蔽門系統(tǒng)通過(guò)閉合一系列相關(guān)接點(diǎn)來(lái)閉合電路，從而使門控柜中相關(guān)聯(lián)的安全繼電器勵(lì)磁。該安全繼電器的閉合接點(diǎn)構(gòu)成目標(biāo)控制器的輸入電路。目標(biāo)控制器將該輸入信息傳遞給聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)EbiLock，由它繼續(xù)傳遞給RATP。RATO也會(huì)收到門控柜的PLC傳遞進(jìn)來(lái)的輸入信息，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽門狀態(tài)的互鎖解除功能。

5 結(jié)束語(yǔ)

信號(hào)系統(tǒng)是行車安全的重要保障，屏蔽門作為城市地鐵軌道交通行業(yè)的一道安全屏障，實(shí)現(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門接口設(shè)計(jì)的有效聯(lián)動(dòng)機(jī)制，軟件與硬件電路接口的規(guī)范合理成為接口設(shè)計(jì)的核心。將接口設(shè)備信息傳遞和信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)鎖關(guān)系的接口電路有效結(jié)合，為行車故障-安全原則奠定重要的基礎(chǔ)。

［1］張曉娟，張雁鵬，湯自安．城市軌道交通智能控制系統(tǒng)［M］．北京:中國(guó)鐵道出版社，2008．

［2］曾小清，王長(zhǎng)林，張樹(shù)京．基于通信的軌道交通運(yùn)行控制［M］．上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2007．

［3］郎中棪，曾小清．軌道交通信號(hào)控制基礎(chǔ)［M］．上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2006．