地鐵信號與屏蔽門控制接口的研究

鄧小珍

（南昌軌道交通集團有限公司運營分公司）

摘 要： 隨著城市化進程的加快，交通擁堵問題日益凸顯，特別是大城市的擁堵問題嚴(yán)重影響著人們生產(chǎn)、生活。在此背景下，地鐵作為新型交通得到了大眾的認可。在現(xiàn)代城市軌道設(shè)計中，十分重視地鐵信號與屏蔽門控制接口的設(shè)計，其與安全乘車存在密切關(guān)系。本文筆者將結(jié)合我國地鐵信號維護系統(tǒng)現(xiàn)狀，簡述接口功能需求，分析地鐵信號與屏蔽門控制接口，僅供參考。

關(guān)鍵詞： 地鐵信號；屏蔽門；接口

1.控制接口的作用及原理

1.1地鐵屏蔽門的組成及作用

地鐵的屏蔽門一般設(shè)置在地鐵站臺的邊緣位置，與軌道區(qū)相鄰，同時將二者隔離開，既能對候車的顧客起到安全防護作用，又能減少地鐵運行與停站的過程中的能源消耗，還能給顧客一個安逸，舒適的候車環(huán)境。地鐵屏蔽門的機械組成部分包括門體和門機傳動兩大類，門體結(jié)構(gòu)又可細分為滑動門、固定們、應(yīng)急門；門機傳動系統(tǒng)又可分為傳動設(shè)備、驅(qū)動設(shè)備以及門機梁。地鐵屏蔽門的電氣組成部分包括供電裝置和控制裝置兩大類，供電裝置又可分為傳動設(shè)備、驅(qū)動設(shè)備以及門機梁。地鐵屏蔽門的電氣組成部分包括供電裝置和控制裝置兩大類，供電裝置又包括電源的模塊、驅(qū)動以及控制；控制裝置又包括控制設(shè)備、接口、網(wǎng)絡(luò)總線以及其他作用裝置。

1.2 地鐵信號與屏蔽門控制接口的工作原理

地鐵屏蔽門的工作原理首先是開門命令，在地鐵進站并完全停止在屏蔽門的后方時，車上安裝的車載控制器會執(zhí)行開門的命令，并利用繼電器所建立的傳輸通道將命令傳遞到地面信號設(shè)備，最終將信號傳遞給屏蔽門，屏蔽門按此信號進行規(guī)定操作。其次是關(guān)門命令，地鐵在站臺停站有一定的時間限制，當(dāng)停站到達規(guī)定時間的時候，地鐵司機就會按下關(guān)門鍵，這時車載控制器就會將關(guān)門命令傳遞到地面，由地面信號設(shè)備傳遞給屏蔽門，屏蔽門就此關(guān)閉。

2.地鐵信號與屏蔽門系統(tǒng)接口描述

2.1 接口功能綜述

車站信號控制器被視為機車自動控制系統(tǒng)最為重要的子系統(tǒng)。圖1顯示了屏蔽門控制信息及狀態(tài)信息在車站信號控制器和屏蔽門系統(tǒng)的傳遞狀況。

2.2 車站信號控制器

每個車站都配置了一套車站控制器，車站所有的自動機車控制系統(tǒng)的驅(qū)動以及各種接口都由STO電子設(shè)備機架提供。STC內(nèi)部的主要單元是聯(lián)鎖控制器，它能夠控制、監(jiān)視外接設(shè)備。車輛控制中心同時也保持著與聯(lián)鎖控制器間的通信，從而傳遞其它重要信息。

STO電子設(shè)備的機架上配備了機車精確定位裝置系統(tǒng)接口，它能夠提供STC和裝備在站臺機車精確定位器的接口。通過機車精確定位器來實現(xiàn)機車信號車載系統(tǒng)和車站設(shè)備的直接通信，并同步站臺屏蔽門的開關(guān)信息。由STC接收來自機車信號車載系統(tǒng)的相關(guān)指令，進而將其轉(zhuǎn)達至屏蔽門系統(tǒng)。

車站控制器還接收來自屏蔽門系統(tǒng)的站臺屏蔽門開關(guān)狀態(tài)信息，并將其轉(zhuǎn)發(fā)至機車信號車載系統(tǒng)中。當(dāng)機車信號車載系統(tǒng)接收到車門和站臺門已閉合的信息，就會確認屏蔽門已關(guān)閉，同時將該狀態(tài)上報給車輛控制中心。

任意時刻，當(dāng)VCC接收到新的進路安排并確定無障礙后，就會前移目標(biāo)點。當(dāng)機車信號車載系統(tǒng)檢測到所有的機車門和站臺屏蔽門已經(jīng)關(guān)閉后，機車便駛離車站；當(dāng)一個或多個站臺門出現(xiàn)故障不能關(guān)閉時，該站臺屏蔽門裝置會進行重復(fù)操作，其操作是由VOBC操控的。若在VOBC發(fā)出關(guān)門指令后，在限定時間內(nèi)沒能收到門已關(guān)閉的信息，VOBC便會通過STC向PSD系統(tǒng)發(fā)出命令，進行重復(fù)關(guān)門的操作。若重復(fù)操作依舊失敗，則此屏蔽門會一直保持打開的狀態(tài)，該狀態(tài)會上報至運行控制中心。

2.3 接口信號概述

地鐵信號和屏蔽門控制接口是通過信號控制電纜連接實現(xiàn)的，并使用不同的方式對兩個系統(tǒng)進行連接。常規(guī)狀態(tài)下，該信號有四種 硬線連接的、連貫的命令指向，具體說明如下：（1）開門命令 開門命令通過信號系統(tǒng)傳輸?shù)狡帘伍T系統(tǒng)。當(dāng)列車停到指定的位 置時，信號系統(tǒng)發(fā)出命令打開屏蔽門直到列車車門關(guān)閉；（2）關(guān)門命令 關(guān)門命令和開門命令的傳輸方式類似，按要求輸出屏蔽門關(guān)門的 指示到屏蔽門系統(tǒng)；（3）關(guān)閉及鎖定狀態(tài)信號關(guān)閉及鎖定狀態(tài)吸信號由屏蔽門控制系統(tǒng)發(fā)送到信號系統(tǒng)，當(dāng)車門和屏蔽門均正常關(guān)閉，且atp系統(tǒng)也接收到該信號時，列車才被允許正常啟動；（4）互鎖系統(tǒng)信號 互鎖系統(tǒng)信號同樣是由屏蔽門控制系統(tǒng)發(fā)送到信號系統(tǒng)，系統(tǒng) atp 會接觸與信號系統(tǒng)、屏蔽門系統(tǒng)的連接，從而使得列車順利開出。

3. 地鐵信號與屏蔽門控制聯(lián)動系統(tǒng)運作過程

地鐵信號與屏蔽門的聯(lián)動控制系統(tǒng)涉及到了連續(xù)式列車自動控制系統(tǒng)（atc）、車載列車自動防護子系統(tǒng)（atp）、列車自動駕駛子系統(tǒng) （ato）、站臺屏蔽門（psd）系統(tǒng)等共同協(xié)作操作的，過程非常復(fù)雜而精密。

3.1 地鐵信號維護支持系統(tǒng)應(yīng)用

軌道交通的快速發(fā)展，地鐵發(fā)展規(guī)模越來越大。在線路維修中心或是車輛段設(shè)置獨立的地鐵信號維護支持系統(tǒng)，對列車的運行進行監(jiān)視，對整個信號系統(tǒng)的所有設(shè)備進行集中報警、集中控制，并能夠?qū)υ诰€的信號設(shè)備進行遠程維護和管理。在信號維護支持系統(tǒng)中，維護中心設(shè)備系統(tǒng)配置工作站、維護工作站、維護支持服務(wù)器；控制中心設(shè)置維護工作站和信息打印機；在主干網(wǎng)上設(shè)置信號工區(qū)維護終端、車站維護終端、車輛段維護終端、停車場維護終端、便攜維護終端；由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、軌旁設(shè)備、車載設(shè)備、計算機設(shè)備和基礎(chǔ)信號設(shè)備、微機監(jiān)測系統(tǒng)組成信號設(shè)備。

3.2 列車的關(guān)門

內(nèi)的停車時間大致是一定的，在時間到了的時候，車內(nèi)會發(fā)出關(guān)門命令指示并傳輸給ATO系統(tǒng)并傳向地面系統(tǒng)。地面接收器可以將指示發(fā)送給設(shè)備信號房進行解釋和中轉(zhuǎn)，而后最終由屏蔽門控制器最終執(zhí)行關(guān)閉屏蔽門的操作步驟。

事實上，信號系統(tǒng)不但操作做著常規(guī)的屏蔽門開關(guān)系統(tǒng)，也會時刻監(jiān)視著屏蔽門的狀態(tài)。屏蔽門控制系統(tǒng)會在一系列的信號傳輸后最終將屏蔽門的狀態(tài)在最短的時間內(nèi)傳輸?shù)紸TP系統(tǒng)，從而幫助列車在能夠即時對不同的狀況進行反應(yīng)和處理。

4.地鐵信號與屏蔽門聯(lián)動控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

地鐵信號與屏蔽門聯(lián)動控制系統(tǒng)已成為現(xiàn)代地鐵軌道系統(tǒng)當(dāng)中不可或缺的部分，具有重要的作用和意義。

（1）提高工作效率

使用該系統(tǒng)能夠自動化操作復(fù)雜且難以通過人力調(diào)控的地鐵系統(tǒng)，使得反應(yīng)時間和處理時間能縮減到最低，有效提高列車的運作效率。尤其在上下班高峰期，該聯(lián)動系統(tǒng)能夠壓減開門、關(guān)門等產(chǎn)生的時間。

（2）提高安全系數(shù)

通過屏蔽門和ATP、信號系統(tǒng)的相互協(xié)作，能夠更有效發(fā)揮屏蔽門的保護作用，起到實時監(jiān)控和處理的作用，防止乘客在列車門關(guān)門的瞬間被夾傷。對于某些線路較老的地鐵站，還能夠有效阻隔較大的空隙產(chǎn)生的安全隱患。

（3）提高地鐵企業(yè)運營水平

使用自動化、程序化的聯(lián)動系統(tǒng)，能夠顯著減少地鐵所需的操作人手，并提高工作水平和工作能力。同時，有效控制列車門和屏蔽門的開關(guān)，也能夠很好的降低冷氣的流失，并通過提高安全系數(shù)而提高運營管理水平。

5.結(jié)語

綜上所述，要提高地鐵的自動化運行程度，避免因人為不當(dāng)操作引起的停車延誤，保障乘客的個人安全和行車安全，就需要一套有效的信號系統(tǒng)來控制地鐵屏蔽門的運行，在地鐵信號與屏蔽門的控制接口處安裝聯(lián)動系統(tǒng)，加強屏蔽門的安全維護與監(jiān)控。這不僅能夠減少大量人力、物力的消耗，還能節(jié)約成本，并將安全系數(shù)提升至一個新的層次，真正達到地鐵的安全、方便、高效運行。

參考文獻

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