CBTC 信號系統(tǒng)與屏蔽門聯(lián)動(dòng)關(guān)系的研究

張 寧

屏蔽門系統(tǒng)是安裝于地鐵站臺邊緣的一道屏障，由固定門和一系列自動(dòng)控制的滑動(dòng)門構(gòu)成，是軌道區(qū)域與站臺公共區(qū)域之間的安全隔離。其中，滑動(dòng)門的開啟和關(guān)閉是在信號系統(tǒng)的控制下自動(dòng)運(yùn)行的，與列車車門同步動(dòng)作。同時(shí)，屏蔽門系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控也通過信號系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，只允許乘客在確定安全的情況下出、入列車。

信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的控制接口，成為繼信號系統(tǒng)與客車的控制接口之后的第二大接口。現(xiàn)結(jié)合西安地鐵2號線實(shí)際運(yùn)用情況，從CBTC信號系統(tǒng)對屏蔽門的控制方式、控制過程、接口邏輯關(guān)系、控制時(shí)序等方面，進(jìn)行詳細(xì)研究。

1 信號系統(tǒng)對屏蔽門的控制方式

西安地鐵2號線各車站的屏蔽門系統(tǒng)在每側(cè)站臺設(shè)有30扇滑動(dòng)門，含28扇對稱門和2扇不對稱門。在每兩扇滑動(dòng)門之間安裝2扇固定門，還有6個(gè)位置裝有12扇應(yīng)急門，作為緊急情況時(shí)的通道。站臺的封閉是由站臺兩側(cè)轉(zhuǎn)角處的端門來實(shí)現(xiàn)的。

CBTC信號系統(tǒng)通過位于設(shè)備集中站的聯(lián)鎖控制器，與屏蔽門系統(tǒng)位于站臺邊緣的門控制器接口，以安全方式控制站臺屏蔽門的開啟。同時(shí)，聯(lián)鎖控制器輸出屏蔽門“打開”和“關(guān)閉”命令，實(shí)現(xiàn)對屏蔽門的控制。

當(dāng)從信號系統(tǒng)接收到必要的信號 (即“允許”和“開門/關(guān)門”)后，屏蔽門系統(tǒng)的門控制器PEDC向各門控制單元 (DCU)發(fā)出信號，從而控制門的運(yùn)行。

2 信號系統(tǒng)對屏蔽門的控制過程

2.1 信號系統(tǒng)輸出至屏蔽門系統(tǒng)的信號

信號系統(tǒng)聯(lián)鎖控制器通過干接點(diǎn)提供“安全/非安全輸出”信號，干接點(diǎn)通過“雙斷”電路輸出至屏蔽門系統(tǒng)，其接口電路如圖1所示。

圖1 信號系統(tǒng)輸出至屏蔽門系統(tǒng)的雙斷信號

信號系統(tǒng)在收到站臺屏蔽門“關(guān)閉且鎖閉”信號前，不允許列車進(jìn)入(或駛離)站臺。列車在區(qū)間運(yùn)行時(shí)，屏蔽門保持關(guān)閉狀態(tài)，直至列車完全停靠在站臺。當(dāng)列車正確停在預(yù)先指定的位置時(shí)，在列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)的監(jiān)控下，信號系統(tǒng)的車載控制器通過位于軌旁的區(qū)域控制器，指揮相應(yīng)的聯(lián)鎖控制器向相應(yīng)屏蔽門系統(tǒng)的門控制器，發(fā)送正確一側(cè)站臺的屏蔽門“打開允許”命令。隨后，車載控制器請求聯(lián)鎖控制器打開站臺屏蔽門，“開門”命令輸出，并經(jīng)過“雙斷”電路與屏蔽門的門控制器接口，該命令高電平有效，門控制器繼電器吸起，向屏蔽門系統(tǒng)表明“屏蔽門要被打開”。門打開后保持打開狀態(tài)直到信號系統(tǒng)撤除“開門”命令，期間“開門”命令一直保持高電平。站停結(jié)束時(shí)，車載控制器請求聯(lián)鎖控制器關(guān)閉站臺屏蔽門，聯(lián)鎖控制器輸出“關(guān)門”命令，至“雙斷”電路與屏蔽門系統(tǒng)的門控制器接口，此命令高電平有效，門控制器繼電器吸起，表明“屏蔽門將被關(guān)閉”。

2.2 屏蔽門系統(tǒng)反饋至信號系統(tǒng)的信號

1.當(dāng)所有的屏蔽門都達(dá)到“關(guān)閉且鎖閉”狀態(tài)時(shí)，門控制單元反饋一個(gè)門狀態(tài)信號給聯(lián)鎖控制器。屏蔽門系統(tǒng)的“關(guān)閉且鎖閉”狀態(tài)，通過雙斷電路驅(qū)動(dòng)信號系統(tǒng)的安全繼電器，其接點(diǎn)狀態(tài)由安全通道輸入到聯(lián)鎖控制器，接口如圖2所示。繼電器前接點(diǎn)的閉合表明屏蔽門系統(tǒng)所有門“關(guān)閉且鎖閉”的條件滿足，信號系統(tǒng)才允許列車離開站臺。

圖2 屏蔽門系統(tǒng)反饋至信號系統(tǒng)的門狀態(tài)信號

2.屏蔽門系統(tǒng)通過給出“互鎖解除”命令來解除信號系統(tǒng)對屏蔽門的控制關(guān)系。當(dāng)操作門控制器上的“互鎖解除”鑰匙開關(guān)時(shí)，門控制單元反饋一個(gè)互鎖解除信號給聯(lián)鎖控制器。屏蔽門系統(tǒng)的“互鎖解除”信號通過雙斷電路驅(qū)動(dòng)安全繼電器，繼電器的接點(diǎn)狀態(tài)由安全通道輸入到聯(lián)鎖控制器，如圖3所示，其前接點(diǎn)的閉合表明屏蔽門系統(tǒng)“互鎖解除”的條件滿足，信號系統(tǒng)允許列車離開。

圖3 屏蔽門系統(tǒng)反饋至信號系統(tǒng)的“互鎖解除”信號

必須指出的是，在該情況下，信號系統(tǒng)車載設(shè)備將持續(xù)地檢查“互鎖解除”信號的高電平，直至列車發(fā)車并且離開站臺區(qū)域，一旦“互鎖解除”信號變?yōu)榈碗娖剑熊噷?shí)行緊急制動(dòng)。

信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的接口邏輯關(guān)系如表1所示。

3 信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的控制時(shí)序

一個(gè)完整的信號系統(tǒng)聯(lián)鎖控制器，與屏蔽門系統(tǒng)門控制器之間控制信號的時(shí)序關(guān)系，以及門開啟和門關(guān)閉的操作次序情況，如圖4所示。

1.列車進(jìn)站。T0時(shí)刻，列車即將駛?cè)胝九_區(qū)域，屏蔽門系統(tǒng)所有門的“門狀態(tài)”處于低電平 (關(guān)門狀態(tài))， “開門命令”為低電平， “關(guān)門命令”為低電平，“關(guān)閉且鎖閉”信號保持高電平。

2.打開屏蔽門。T1時(shí)刻，信號系統(tǒng)發(fā)出高電平的“開門命令”，“關(guān)門命令”保持低電平， “門狀態(tài)”保持低電平，“關(guān)閉且鎖緊”狀態(tài)保持高電平。經(jīng)過T1—T2的延時(shí)，到T2時(shí)刻，屏蔽門系統(tǒng)收到信號系統(tǒng)的開門命令開始開門，“開門命令”保持高電平，“關(guān)門命令”保持低電平，“關(guān)閉且鎖閉”信號改變?yōu)榈碗娖健＝?jīng)T2—T3的延時(shí)，到T3時(shí)刻，屏蔽門“門狀態(tài)”解鎖完畢，開始打開門。到T4時(shí)刻，屏蔽門系統(tǒng)所有門完全打開，“開門命令”保持高電平，“關(guān)門命令”保持低電平，“門狀態(tài)”為高電平 (開門狀態(tài))，“關(guān)閉且鎖閉”狀態(tài)保持低電平。

表1 信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的接口邏輯關(guān)系

圖4 門控制時(shí)序圖

3.保持屏蔽門開門。到T5時(shí)刻，“開門命令”繼續(xù)保持高電平，“關(guān)門命令”繼續(xù)保持低電平，“門狀態(tài)”保持高電平，“關(guān)閉且鎖閉”狀態(tài)保持低電平。

4.關(guān)閉屏蔽門。到T6時(shí)刻，信號系統(tǒng)發(fā)出高電平的“關(guān)門命令”， “開門命令”降為低電平，“門狀態(tài)”保持高電平 (開門狀態(tài))， “關(guān)閉且鎖緊”狀態(tài)保持低電平。經(jīng)過T6—T7的延時(shí)，到T7時(shí)刻，屏蔽門系統(tǒng)收到信號系統(tǒng)的關(guān)門命令開始關(guān)門，“關(guān)門命令”保持高電平，“開門命令”保持低電平，“關(guān)閉且鎖閉”狀態(tài)保持低電平。經(jīng)過T7到T8的延時(shí)，到T8時(shí)刻，屏蔽門系統(tǒng)門系統(tǒng)所有門完全關(guān)閉，開始鎖閉， “開門命令”保持低電平，“關(guān)門命令”保持高電平，“門狀態(tài)”為低電平 (關(guān)門狀態(tài))，“關(guān)閉且鎖閉”狀態(tài)保持低電平。

5.屏蔽門關(guān)閉且鎖閉。經(jīng)過T8—T9的延時(shí)，到T9時(shí)刻，屏蔽門鎖閉完成，“開門命令”保持低電平， “關(guān)門命令”保持高電平，“門狀態(tài)”為低電平 (關(guān)門狀態(tài))， “關(guān)閉且鎖閉”信號改變?yōu)楦唠娖健?/p>

6.列車出站。經(jīng)過T9—T10的延時(shí)，屏蔽門系統(tǒng)向信號系統(tǒng)反饋所有門關(guān)閉且鎖閉狀態(tài)，“開門命令”保持低電平，“關(guān)門命令”保持高電平，“門狀態(tài)”為低電平 (關(guān)門狀態(tài))，“關(guān)閉并鎖閉”狀態(tài)保持高電平。到T10時(shí)刻，列車準(zhǔn)備發(fā)車，屏蔽門系統(tǒng)收到信號系統(tǒng)的關(guān)門命令開始關(guān)門，“開門命令”保持低電平，“關(guān)門命令”變?yōu)榈碗娖剑伴T狀態(tài)”為低電平 (關(guān)門狀態(tài))，“關(guān)閉且鎖閉”狀態(tài)保持高電平。至此，一個(gè)完整開關(guān)門周期動(dòng)作結(jié)束，所有信息恢復(fù)為T0的狀態(tài)。

4 結(jié)束語

信號系統(tǒng)對屏蔽門的控制關(guān)系是影響地鐵列車到站停車、下客上客、發(fā)車離站的重要因素，相關(guān)的信號專業(yè)、屏蔽門專業(yè)、乘務(wù)人員和站務(wù)人員都必須明確這一關(guān)系。在明確這2個(gè)系統(tǒng)接口關(guān)系的基礎(chǔ)上，相互之間還需要充分了解各自相關(guān)的工作程序及具體操作，及早制定因設(shè)備故障、人員操作、乘客影響等因素對行車造成影響時(shí)的應(yīng)急處理程序，以進(jìn)一步提高運(yùn)營服務(wù)水平。

［1］ 浙江浙大網(wǎng)新集團(tuán)有限公司．西安地鐵二號線一期工程正線信號系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格書［R］．2009，7．