信號與屏蔽門聯動系統在地鐵中的應用

朱衛斌

摘要：隨著城市交通壓力的增大，地鐵成為上班族首選的交通工具，而地鐵信號與屏蔽門聯動控制系統系統的出現則成為地鐵安全運行的保護屏障，降低了地鐵運行的故障率。文章主要就信號與屏蔽門聯動系統在地鐵中的應用進行了分析，以供參考。

關鍵詞：地鐵信號;屏蔽門;聯動控制系統

目前，地鐵信號與屏蔽門聯動控制系統已成為現代地鐵軌道系統當中不可或缺的部分，具有重要的作用和意義。

一、地鐵信號與屏蔽門聯動控制系統的優勢

（一） 提高工作效率

使用該系統能夠自動化操作復雜且難以通過人力調控的地鐵系統，使得反應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，該聯動系統能夠壓減開門、關門等產生的時間。

（二） 提高安全系數

通過屏蔽門和ATP、信號系統的相互協作，能夠更有效發揮屏蔽門的保護作用，起到實時監控和處理的作用，防止乘客在列車門關門的瞬間被夾傷。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生的安全隱患。

二、地鐵信號與屏蔽門聯動控制系統功能與原理

聯動系統運用于實際的列車運營模式，通過制定嚴格的控制邏輯，可以實現在正常情況下的屏蔽門的聯動開關，還可以實現在緊急情況下的故障-安全防護功能。

聯動系統建立車-地雙向無線數據通信的基礎是專用2.4 GHz無線傳輸技術。通過查詢應答器系統進行列車的精確定位和識別，基于軌旁子系統與信號系統接口，確保列車在屏蔽門出現故障時仍能運行安全。車載子系統與門控電路接口，負責采集車門的實際開關狀態，與此同時將屏蔽門的實際狀態與門控電路結合起來，實現車門與屏蔽門接口的安全控制。系統向司機及車站控制人員提供友好的人機接口，采用多種措施冗余化設計，確保系統的安全、可靠和可用。

聯動系統可分為車載子系統與軌旁子系統二大部分。系統與外界的接口有以下幾種：系統與列車門控電路的接口、與站屏蔽門控制系統的接口、與信號系統的接口和人機接口等。

系統采用微功率無線擴頻通信技術，通過設置在站臺終端適當位置的車-地通信單元，實現站臺局部區域性覆蓋，并且覆蓋范圍可以通過軟件進行靈活調整。列車一旦進入覆蓋區域（站臺長度范圍），立刻被軌旁子系統獲知，進而建立以軌旁系統為主的主從式半雙工高速數據通信鏈路交換信息。基于軟件無線通信可配置的2.4 GHz 頻帶擴頻通信技術，采用雙通道并行通信方式，可以有效避免可能出現的無線干擾，確保系統車-地信息交互的穩定、可靠。

軌旁查詢應答器安裝于道床中心線上在站臺區域對稱位置，列車底部對應位置吊裝固定信息有源應答器，其中預先存儲車輛類型、列車ID以及其他必要信息，并可對功能擴展預留一定的數據容量。軌旁查詢應答器實時發送無線查詢信號，相當于開放了2個對應的對位停車“窗口”，通過該“窗口”捕獲列車的作用范圍一般可以限定在±50cm內，滿足系統對停車精度的要求。

當列車在ATP（ATO）系統控制下駛入站臺并且按照設置在站臺的停車標對位停車后，當列車準確停靠在查詢應答器設置的“停車窗”內時，軌旁系統會實時獲取存儲車載應答器內的相關信息。如果該讀取過程在整個列車停站時間內如都保持車速連續恒定，就可以得出列車已經精確停車到位的結論。通過車載門控接口，系統同時判定當前列車車速為零，并且施加了防溜制動，則表明列車具備了開、關車門及站臺屏蔽門的條件，反之不允許開放車門及屏蔽門。

總的來說，地鐵信號與屏蔽門系統根據車載部分采集到的車輛運行信息、屏蔽門控制系統傳遞的屏蔽門狀態信息和人機接口選用的控制模式進行邏輯運算，并將運算結果分別下傳至站臺屏蔽門系統，控制對應側屏蔽門的聯動開啟和關閉;下傳至信號系統，實施必要條件下的安全防護;下傳至車載系統，向司機提供必要的站臺屏蔽門狀態顯示，以及為列車運行提供依據并可以實施必要的安全防護。

三、地鐵信號和屏蔽門聯動控制系統的控制流程分析

（一）第一個階段

地鐵接近各站點，但未進入規定的停車地點，該系統即利用接口開啟防護功能，當系統確定好屏蔽門的狀態為關閉時，地鐵才能進入規定的停車地點。

（二）第二個階段

當地鐵進入到站點之后，如果列車進入到此前設定的“緊急停車區域”，該系統將利用“系統信號接口”來開啟相關安全保護功能。如果系統發現這個時候屏蔽門依舊處在開啟的情況時，它就會發出速度要求，地鐵收到這一命令后，就會馬上進行剎車。實際上，地鐵是利用“車-地通信系統”來采集地鐵屏蔽門狀態的實時信息的。

（三）第三個階段

當地鐵進入到相應的停車區域，地鐵的頭部和尾部也都完全進入到站點之后，該聯動系統就將產生一定的感應。之后，該系統將利用“信號接口”的辦法，來實現自己的安全防護功能。而地鐵本身，正如前文所述是利用“車地通信渠道”采集屏蔽門所處狀態的信息的。如果前面的屏蔽門尚且處于開啟狀態時，系統是不可能放行該列地鐵的。

（四）第四個階段

當地鐵離開站點之后，它還是處在緊急停車的范圍之內，當系統檢測發現站點的屏蔽門還是開啟的情況時，它就會利用信號系統接口來進行下一步的安全防護。這個時候，地鐵還是會利用“車地通信渠道”進一步采集屏蔽門狀態的相關信息。

（五）第五個階段

地鐵離駛站點，雖然會離開該系統的控制范圍，但該聯動系統依舊會發出相應的信號，告知其它系統進行安全控制所必須的條件，從而使屏蔽門始終處于完備的監控系統中，并將檢測到的信息實時的發送給中央行車指揮人員。

四、屏蔽門的常見故障及處理方法

屏蔽門的運行始終需要信號控制，這就會引發許多連鎖問題。當列車在站外自動停車時，通常是因為屏蔽門與信號系統之間數據傳輸或通信異常，這時列車就會因為接觸不良等原因而驟停，維修人員在檢修時可檢查屏蔽門系統是否觸發了緊急停車，屏蔽門系統與信號系統之間的接口繼電器是否正常，以及地-車無線數據通信情況等，從而對故障原因進行一一排查。

另外，若出現屏蔽門無法自動打開或關閉的故障時，維修人員可檢查車地的通信是否中斷，并檢查軌道旁的系統數據記錄來排查故障，進而確認是屏蔽門系統故障還是信號系統故障;若屏蔽門和地鐵車門均關好，但車輛依舊無法正常啟動開門指令，這有可能是車門電路故障，可以利用強行開門的按鈕強制開門;若車載聯動系統的繼電器發生故障，則可通過對屏蔽門的控制進行強制發車;其次，若地鐵和聯動門沒辦法實現聯動，這有可能是因為信號強度過低或者信號受到干擾導致系統無法與列車通過信號聯系，從而造成系統中斷，這種情況也有可能是車載ATP故障。因此故障出現后，維修人員要通過監視器的計入等方式逐步找到故障點并排除故障，盡全力減輕故障帶來的不良影響，另外地鐵體系內部要提前做好故障預警工作，這樣才能在故障發生時能夠及時進行維修和故障排除工作，從而為廣大群眾的出行保駕護航。

五、結語：

總之，地鐵信號與屏蔽門聯動控制系統在顯著地提高了地鐵的工作效率和水平的同時，也能夠有效地保證列車和乘客們的安全，因此，需要我們正確對待和認真重視。

參考文獻：

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