地鐵信號與屏蔽門聯動控制系統研究

王 強

（中鐵電氣化局集團西安電氣化工程有限公司，陜西 西安 710000）

1 工程概況

西安北至機場城際軌道項目南起北客站，北至機場西站，其整體長度為29.31km，該線信號系統工程將正線劃分為6個控制區域，設置5個一級設備集中站（北客站、秦文化公園站、秦漢新城站、藝術中心站、機場西站），在一級的設備集中站點中進行聯鎖以及ATS等各類設備的設置。同時還要考慮控制的距離，把聯鎖目標相關的控制器等設備設置在機場集中站。

2 信號與屏蔽門聯動系統功能

站臺輸入、輸出時序如圖1所示。

圖1 屏蔽門與信號系統接口電路圖

2.1 監督PSD狀態

軌旁ATP通過故障-安全輸入繼電器來接收PSD狀態信號，也能夠借此給列車發送開關的信息。然而站前、站臺、站后這三個不同的地理區段在對列車進行信息發送時，又會對列車下達一定的動作指令。在列車只有接收到PSD處于關閉狀態的信息時，列車才能進行ATO或者SM的行駛模式。反之，軌道旁邊的ATP會在對應的位置進行安全的停車點設置，或者會直接使列車進入緊急剎車的狀態，從而確保列車及站臺的安全。

（1）如果列車正處于站前區段，軌道旁邊的ATP會借助無線的信息傳輸方式，對列車的制動進行合理的安全防護，假如發現站臺的屏蔽門處于打開的狀態，那么列車會按常規的方式停車。

（2）一旦列車處于站臺前面位置準備進入站點，又或者列車已然進入站臺的區段還未停車時，那么系統就會借助接口的信號功能對列車進行防護，從而判斷前面的屏蔽門是否處于關閉狀態，若不是關閉狀態則列車不會進站，并且列車會借助軌道的信號傳輸確認屏蔽門是否關緊，倘若沒有關緊則列車會停止啟動。

（3）列車完全駛入車站，進入對標停車區域準備離站時，軌道旁邊的ATP則會在此設立一個安全的停車地點，并開展制動的安全保護，列車借此來接收站臺屏蔽門發送的開關信息，屏蔽門沒有完全關閉，列車就不能發車。

（4）假如列車離開站臺到達站臺后面的區段，然而列車尾部還沒有成功離開站臺所處區段時，則軌道旁邊的ATP會使列車緊急剎車，讓列車在最短時間內停車。此時，系統無法繼續接收屏蔽門發出的開關信號，然而聯動系統則會給聯鎖體系發出安全控制的相關條件，同時把車站的聯鎖和自動閉塞的系統納入車站的整體控制邏輯，并讓屏蔽門在列車進入站臺的階段內提供安全防護。

聯動體系給信號聯鎖體系發送安全的控制條件，并把其直接引入車站的聯鎖還有自動閉塞控制中，也以此保證屏蔽門出現故障時，列車在站臺區段能夠得到全程的安全防護，并綜合考慮屏蔽門具體的狀態和車輛的控制體系，從而對列車進行發車保護。另外，借助列車和地面的通信系統，可實現屏蔽門和列車車門之間的聯動控制，對當前有線的設備進行的改動不大，并且能夠較好地把控控制流程。在其他情況下，軌道旁邊的ATP會給列車發送屏蔽門的開啟指令，這時列車就會依照ATO等模式啟動。

假如出現上面的情況，要讓列車能夠合理地運行，可以采用兩種解決方式：第一，使軌道旁邊的ATP獲取到關閉屏蔽門的信息，此時可使列車正常行駛。第二，列車可借助故障RM限速形式運行，從而離開相應的區段。

2.2 控制PSD開關

如列車占用站臺區段，則車載ATP直接切斷PTI通道。假如列車處于ATP所指定的停車點沒有停車，那么車載的ATP會直接連接PTI通道，并且給對應的屏蔽門發送信號，車門允許被打開，PSD也允許被打開。

（1）PSD開控制。如果列車的車門打開之后，車載的ATO獲取到一個車門的信息，那么在經過處理之后，可以直接給屏蔽門控制管理系統發送開門的指令，之后PSD直接自動開啟。

（2）PSD關控制。假如列車的車門關合情況下，車載的ATO獲取到車門關閉的信息，那么在系統化的處理以后，則會直接給PSD管理體系發送關門后的指令，之后其自動關閉。

3 相關系統接口

3.1 接口性能概要

對于列車自動管理系統而言，信號控制設備是其最重要的一項，兩者之間的信號傳遞過程如圖2所示。

圖2 信號傳遞過程

3.2 車站信號控制器

所有車站都有一套屬于自己的管理設備，不管是驅動還是接口，都由ATC來控制，其最關鍵的部分即聯鎖控制和監視設備。列車的控制中心也可以和聯鎖控制設備實現通信聯系，并進行信息傳遞。

ATC電子設備其機架上面搭配了列車定整體系統的接口，能夠給ATC在列車的裝備上進行定位器安裝的接口，并且借助多列車的精確定位，來讓其車載信號系統與車站各類設備進行直接通信，并且能夠有效且同步管理站臺屏蔽門具體開關的信息。

車站控制管理設備還能夠獲取屏蔽門系統所傳輸的狀態信號，同時將這個信號直接發送給列車車載系統，一旦列車車載系統獲取到這個信號，就會直接確認屏蔽門關閉與否，并且將其信息上報到車輛控制管理中心。

任何一個時間段內，假如VCC獲取到全新的路線安排并且確定這個路線沒有問題時，則直接轉移目標點。假如列車車載信號系統發現列車車門及站臺屏蔽門均為關閉時，此時列車可正常駛離車站；而當其中任何一個車門出現狀況時，則站臺的屏蔽門一直重復操作，列車無法駛離車站，假如無法接收到該信息，VOBC則會借助ATC朝著PSD系統發出相應的指令，并且讓其重復關門。假如沒有成功操作，那么屏蔽門則一直會打開，并且會直接上報到控制管理中心。

3.3 接口信號描述

（1）開門命令。三節車廂和六節車廂的編組列車比較適合該方法。開門命令發送條件：當ATC系統收到VOBC開啟屏蔽門的信息之后，則ATC會直接命令其開門。VOBC需滿足下面條件之后，方可繼續操作屏蔽門：①其方向和位置需和站臺保持一致。②接近傳感器須檢測到機車已經在站臺上準確定位。③成功進行停車的制動。④當列車整體處于停止狀態時，正好停在其站內。⑤牽引系統執行對列車停止牽引這一命令。信號持續時間。如輸入電平高于輸入高電壓時，則信號一直開啟，直到可以獲取ATC對其發出關門的指令。

（2）關門命令。發送條件：在VOBC對屏蔽門發出關閉命令時，信號先傳輸至ATC，然后由ATC將信號傳送給PSD系統，再執行關門的命令。

（3）屏蔽門鎖閉信息。發送條件：如全部屏蔽門均已鎖閉，則PSD系統將所收到的信號直接傳遞給ATC。信號持續時間：如輸入電平高于輸入高電壓時，則信號一直開啟，直到PSD收到開門的命令。

（4）緊急逃生門、自動屏蔽門狀態信息。發送條件：PSD系統能夠借助這個信息顯示其工作的狀態，一旦PSD系統出現問題，則信號顯示為故障。當輸入電平低于輸入低電壓且信號且保持在這一狀態時，則說明PSD處于正常工作狀態，在ATC收到鎖閉信號后可使列車駛離車站。當輸入電平高于輸入高電壓時且信號且保持在這一狀態時，則說明PSD不用收到鎖閉信號依然可駛離車站。信號持續時間：該信號在低電平和高電平之間不斷切換。

互鎖解除信息可由下面兩種方式傳輸至信號系統：

方案1：信號系統采集屏蔽門關閉且鎖緊信息及屏蔽門互鎖解除信息。屏蔽門的兩個安全相關信息通過安全繼電器傳遞給信號系統處理邏輯，當消除互鎖狀態之后繼電器吸起，此時聯鎖會將PSD關閉且使其處于鎖緊狀態，并將信號發送至軌旁ATC和車載ATC。

方案2：對屏蔽門系統電路要求，將互鎖解除的節點并聯入其關閉且鎖閉的回路中，信號系統采集屏蔽門關閉且鎖緊信息。屏蔽門為PSD關閉且鎖緊信息通過安全性繼電器傳遞給信號系統。信號系統通過安全型繼電器進行采集。信號系統處理邏輯是當鎖閉繼電器處于吸起狀態時，聯鎖會迅速響應關閉PSD，同時將這一狀態發送至列車ATC，使其收到信息。

4 結束語

綜上，對地鐵的信號系統和屏蔽門系統之間進行聯動控制，是當前地鐵安全管理的重要屏障。文章分析了地鐵信號與屏蔽門聯動控制系統，在實際工程設計、建設時，需要充分重視應用該系統，在把握設計重點的同時通過科學設計的方式來提升地鐵運行的安全層次。