地鐵列車車門與站臺屏蔽門聯動方案淺談

摘 要：目前城市地鐵信號系統普遍采用CBTC系統，所謂CBTC系統就是基于車地通信的列車控制（Communication Based Train Control）。有了車地通信，就可以實現車地信息的交互，實現列車自動運行和自動控制。自動控制除了涉及列車車上設備和地面設備的單獨控制外，還包括車地設備的聯動控制。車地設備的聯動主要就是針對列車車門和站臺屏蔽門的同步動作。

關鍵詞：地鐵；CBTC信號系統；列車車門；站臺屏蔽門

1 引言

目前城市地鐵信號系統普遍采用CBTC系統，即基于車地通信的列車控制系統（Communication Based Train Control）。有了車地通信，就可以實現車地信息的交互，實現列車自動運行和自動控制。自動控制除了涉及列車車上設備和地面設備的獨立控制外，還包括車地設備的聯動控制。車門與屏蔽門的同步開關可以有效的降低乘客被夾在車門和屏蔽門間隙的風險；減輕司機和站務人員的工作強度；減少地鐵公司人力資源的投入。聯動功能的實現不僅可以節省大量人力物力，也可以節省大量時間，真正體現了地鐵的先進技術。

2 車門和屏蔽門聯動

2.1 車門與屏蔽門聯動條件

要實現車門和屏蔽門的聯動，需要具備以下條件：

（1）車載設備與地面ATP/ATO軌旁設備正常通信。

（2）地面ATP/ATO（列車自動監控、列車自動運行）軌旁設備與聯鎖設備正常通信。

（3）聯鎖設備與屏蔽門門控器正常通信。

（4）列車停在站臺區域的停車窗范圍內。

（5）屏蔽門狀態為關閉且鎖閉。

2.2 車門與屏蔽門聯動過程

CBTC系統下的列車在到站停車之后，車載設備通過精確的站臺定位后，在確認列車已經停在了站臺區域的停車窗范圍內，且誤差范圍滿足系統規定值后車載設備就會給地面ATP/ATO軌旁設備發送一個列車停穩信息。地面ATP/ATO軌旁設備接收到列車停穩信息后，將之前由地面聯鎖設備發送來的屏蔽門關閉且鎖閉狀態信息發送給車載設備，車載設備接收到該信息后，認為具備開車門和屏蔽門的條件后，向地面ATP/ATO軌旁設備發出開啟屏蔽門請求。地面ATP/ATO軌旁設備將該請求發給聯鎖設備，聯鎖設備接收到該信息后，再次確認屏蔽門為關閉且鎖閉狀態，就會給屏蔽門門控器輸出屏蔽門開啟授權。聯鎖設備給屏蔽門門控器輸出開啟授權的同時也會給地面ATP/ATO軌旁設備返回一個允許開啟屏蔽門的信息，ATP/ATO軌旁設備接收到該回復信息后，就會給車載設備發送一個允許開啟車門和屏蔽門的信息。車載控制器接收到該信息后，就會給車門門控器發出開門指令。聯鎖設備再給屏蔽門門控器發出了開門授權之后，還會給屏蔽門門控器發送開門指令。當車門門控器接收到車載設備發來的車門開啟授權和車門開門命令之后，便會打開車門；當屏蔽門門控器接收到聯鎖設備發來的屏蔽門開啟授權和屏蔽門開門命令之后，便會打開屏蔽門。由于車門和屏蔽門是由不同的門控器控制的，就會出現車門和屏蔽門開關門時機不一致的問題。

3 實現車門和屏蔽門聯動原理

根據從聯鎖設備給地面ATP/ATO軌旁設備發送允許開啟站臺屏蔽門的信息到列車車門打開這段時間的時間值，以及從聯鎖設備給屏蔽門門控器發送開門指令到屏蔽門打開這段時間的時間值，得出這兩個時間差值，結合現場調試實際情況，調整車門門控器或屏蔽門門控器動作時間。如果車門先于屏蔽門打開，就需要調整車門門控器的動作時間；如果屏蔽門先于車門打開，就需要調整屏蔽門門控器的動作時間。所謂調整門控器的時間，就是對門控器的開門時間進行延時處理，如果車門先于屏蔽門打開，就需要在車門門控器接收到車載設備發送的開門命令之后，延時一段時間后再執行開門動作，而這段延時的時間就是前面提到的時間差值。同理，如果屏蔽門先于車門打開，就需要調整屏蔽門門控器執行開門動作的時間。

調整列車車門門控器或站臺屏蔽門門控器開關門的時間，可以通過在門控器的控制回路中增加延時開關或延時繼電器，具體根據各門控器廠家的實際配置而選擇。要確定將延時開關或延時繼電器放置在門控器控制回路的哪個環節，就需要了解門控器的控制原理。

3.1 調整車門門控器

列車車門門控器是電動式客室車門的核心，擔負著驅動門電機開關車門、狀態監測、安全防護、車門內外部指示燈顯示控制等功能。每個車門配置一個門控器，安裝在門體上部的頂箱內。

列車車門門控器根據列車的控制信號（如“開門”、“關門”，“零速”）開關門，也可以根據門驅動機構上元件的信號（主要是緊急解鎖裝置的手柄狀態）開關門。電機驅動部門包含為門驅動電機供電所必需的功率電子電路。當列車進站停車后，零速信號得電，安全繼電器輸出使車門制動器解鎖，在開門信號到達后，車門在電機驅動下打開。圖1是開門邏輯框圖。

圖1 開門邏輯圖

從開門邏輯可以看出，如果要調整開門的時間，就可以通過使安全繼電器延時勵磁，或者在電機與車門打開之間增加一個延時開關來實現。當列車停站時間結束后，零速信號失電，車載設備會給門控器發送一個關門信號，門控器接收到關門信號后，車門在電機驅動下關閉，安全繼電器失磁使車門制動器鎖閉。如果要調整關門的時間，就可以通過使安全繼電器延時失磁來實現。

3.2 調整屏蔽門門控器

門控器的主要作用就是接收中央接口盤PSC系統的開、關門命令，控制本單元門體開、關動作，同時向監控系統反饋門內部的狀態信息。門內的主要控制部件有就地控制盤LCB、電磁鎖、直流無刷電機、開關門位置檢測開關、指示燈等。

屏蔽門門控器接收中央接口盤PSC的命令控制滑動門的開關動作，同時通過影線和通訊線傳遞門的狀態信號。就地控制盤LCB、開關門位置檢測開關、應急門，端門均采用無源節點信號，經過光耦隔離后輸入到單片機，單片機檢測到信號后進行相應控制。電磁鎖通過電磁鐵鐵芯帶動鎖桿達到“鎖緊”和“解鎖”目的，在“鎖緊”和“解鎖”的位置設置檢測開關，電磁鐵驅動采用繼電器控制，當門需要“鎖緊”時，單片機通過繼電器將電磁鐵斷電，電磁鐵鐵芯由于重力作用落下達到鎖緊目的。驅動器件根據不同的反饋信號控制相應的開關管通斷，達到電子換向的目的。通過執行不同時序控制達到“正轉”“反轉”的目的，從而達到開、關門的目的。

如果要調整屏蔽門門控器的開門或關門的時間，可以在軟件主程序的電機驅動模塊的控制模塊中加入一個延時執行的指令，或者在電機驅動器件的控制電路之前增加一個延時開關或延時繼電器來實現延時開啟和關閉屏蔽門。

4 結束語

綜上所述，地鐵信號系統的建設可結合自身項目的特點，確定車門或屏蔽門同步聯動的方式，從而達到列車車門和站臺屏蔽門在開啟和關閉的同步動作。隨著軌道交通技術的發展，實現自動控制已經是必然趨勢，所以列車車門與站臺屏蔽門的聯動功能已經成為新建線路的系統設計的一項必備功能。

參考文獻

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[2]朱士友，胡文偉.廣州地鐵車輛車門結構、控制原理及改進意見[J].鐵道車輛，2000，38（12）：60～63.

作者簡介：唐娟（1982，3-），女，蘭州交通大學本科畢業，研究方向：地鐵信號工程。