地鐵列車車門與站臺屏蔽門聯(lián)動方案淺談

摘 要：目前城市地鐵信號系統(tǒng)普遍采用CBTC系統(tǒng)，所謂CBTC系統(tǒng)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(xiàn)車地信息的交互，實現(xiàn)列車自動運行和自動控制。自動控制除了涉及列車車上設(shè)備和地面設(shè)備的單獨控制外，還包括車地設(shè)備的聯(lián)動控制。車地設(shè)備的聯(lián)動主要就是針對列車車門和站臺屏蔽門的同步動作。

關(guān)鍵詞：地鐵；CBTC信號系統(tǒng)；列車車門；站臺屏蔽門

1 引言

目前城市地鐵信號系統(tǒng)普遍采用CBTC系統(tǒng)，即基于車地通信的列車控制系統(tǒng)（Communication Based Train Control）。有了車地通信，就可以實現(xiàn)車地信息的交互，實現(xiàn)列車自動運行和自動控制。自動控制除了涉及列車車上設(shè)備和地面設(shè)備的獨立控制外，還包括車地設(shè)備的聯(lián)動控制。車門與屏蔽門的同步開關(guān)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(wù)人員的工作強度；減少地鐵公司人力資源的投入。聯(lián)動功能的實現(xiàn)不僅可以節(jié)省大量人力物力，也可以節(jié)省大量時間，真正體現(xiàn)了地鐵的先進技術(shù)。

2 車門和屏蔽門聯(lián)動

2.1 車門與屏蔽門聯(lián)動條件

要實現(xiàn)車門和屏蔽門的聯(lián)動，需要具備以下條件：

（1）車載設(shè)備與地面ATP/ATO軌旁設(shè)備正常通信。

（2）地面ATP/ATO（列車自動監(jiān)控、列車自動運行）軌旁設(shè)備與聯(lián)鎖設(shè)備正常通信。

（3）聯(lián)鎖設(shè)備與屏蔽門門控器正常通信。

（4）列車停在站臺區(qū)域的停車窗范圍內(nèi)。

（5）屏蔽門狀態(tài)為關(guān)閉且鎖閉。

2.2 車門與屏蔽門聯(lián)動過程

CBTC系統(tǒng)下的列車在到站停車之后，車載設(shè)備通過精確的站臺定位后，在確認列車已經(jīng)停在了站臺區(qū)域的停車窗范圍內(nèi)，且誤差范圍滿足系統(tǒng)規(guī)定值后車載設(shè)備就會給地面ATP/ATO軌旁設(shè)備發(fā)送一個列車停穩(wěn)信息。地面ATP/ATO軌旁設(shè)備接收到列車停穩(wěn)信息后，將之前由地面聯(lián)鎖設(shè)備發(fā)送來的屏蔽門關(guān)閉且鎖閉狀態(tài)信息發(fā)送給車載設(shè)備，車載設(shè)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(shè)備發(fā)出開啟屏蔽門請求。地面ATP/ATO軌旁設(shè)備將該請求發(fā)給聯(lián)鎖設(shè)備，聯(lián)鎖設(shè)備接收到該信息后，再次確認屏蔽門為關(guān)閉且鎖閉狀態(tài)，就會給屏蔽門門控器輸出屏蔽門開啟授權(quán)。聯(lián)鎖設(shè)備給屏蔽門門控器輸出開啟授權(quán)的同時也會給地面ATP/ATO軌旁設(shè)備返回一個允許開啟屏蔽門的信息，ATP/ATO軌旁設(shè)備接收到該回復(fù)信息后，就會給車載設(shè)備發(fā)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(fā)出開門指令。聯(lián)鎖設(shè)備再給屏蔽門門控器發(fā)出了開門授權(quán)之后，還會給屏蔽門門控器發(fā)送開門指令。當車門門控器接收到車載設(shè)備發(fā)來的車門開啟授權(quán)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(lián)鎖設(shè)備發(fā)來的屏蔽門開啟授權(quán)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(xiàn)車門和屏蔽門開關(guān)門時機不一致的問題。

3 實現(xiàn)車門和屏蔽門聯(lián)動原理

根據(jù)從聯(lián)鎖設(shè)備給地面ATP/ATO軌旁設(shè)備發(fā)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(lián)鎖設(shè)備給屏蔽門門控器發(fā)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(jié)合現(xiàn)場調(diào)試實際情況，調(diào)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(diào)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(diào)整屏蔽門門控器的動作時間。所謂調(diào)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(shè)備發(fā)送的開門命令之后，延時一段時間后再執(zhí)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(diào)整屏蔽門門控器執(zhí)行開門動作的時間。

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

3.1 調(diào)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(qū)動門電機開關(guān)車門、狀態(tài)監(jiān)測、安全防護、車門內(nèi)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(nèi)。

列車車門門控器根據(jù)列車的控制信號（如“開門”、“關(guān)門”，“零速”）開關(guān)門，也可以根據(jù)門驅(qū)動機構(gòu)上元件的信號（主要是緊急解鎖裝置的手柄狀態(tài)）開關(guān)門。電機驅(qū)動部門包含為門驅(qū)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(qū)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(diào)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(guān)來實現(xiàn)。當列車停站時間結(jié)束后，零速信號失電，車載設(shè)備會給門控器發(fā)送一個關(guān)門信號，門控器接收到關(guān)門信號后，車門在電機驅(qū)動下關(guān)閉，安全繼電器失磁使車門制動器鎖閉。如果要調(diào)整關(guān)門的時間，就可以通過使安全繼電器延時失磁來實現(xiàn)。

3.2 調(diào)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(tǒng)的開、關(guān)門命令，控制本單元門體開、關(guān)動作，同時向監(jiān)控系統(tǒng)反饋門內(nèi)部的狀態(tài)信息。門內(nèi)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(guān)門位置檢測開關(guān)、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(guān)動作，同時通過影線和通訊線傳遞門的狀態(tài)信號。就地控制盤LCB、開關(guān)門位置檢測開關(guān)、應(yīng)急門，端門均采用無源節(jié)點信號，經(jīng)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(yīng)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(shè)置檢測開關(guān)，電磁鐵驅(qū)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(qū)動器件根據(jù)不同的反饋信號控制相應(yīng)的開關(guān)管通斷，達到電子換向的目的。通過執(zhí)行不同時序控制達到“正轉(zhuǎn)”“反轉(zhuǎn)”的目的，從而達到開、關(guān)門的目的。

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

4 結(jié)束語

綜上所述，地鐵信號系統(tǒng)的建設(shè)可結(jié)合自身項目的特點，確定車門或屏蔽門同步聯(lián)動的方式，從而達到列車車門和站臺屏蔽門在開啟和關(guān)閉的同步動作。隨著軌道交通技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)自動控制已經(jīng)是必然趨勢，所以列車車門與站臺屏蔽門的聯(lián)動功能已經(jīng)成為新建線路的系統(tǒng)設(shè)計的一項必備功能。

參考文獻

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