地鐵信號與屏蔽門聯動控制系統研究

摘要：本文對地鐵信號與屏蔽門之間的聯動原理、控制流程、監測系統等進行分析。基于此，針對常見的故障問題，提出了針對性的解決對策，以此來為地鐵信號以及屏蔽門聯動控制系統的運行效果提供保證。

關鍵詞：地鐵信號;屏蔽門;聯動控制;監測系統

中圖分類號：U231.7??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）08-0000-00

0 引言

城市化進程推進速度不斷加快，地鐵逐漸成為現代化城市居民在出行時的首選交通方式之一。能否實現地鐵各系統之間的聯動功能，使之具有非常良好的安全性和便捷性，是制約地鐵高速發展的重要因素。信號系統和屏蔽門系統能否正常聯動，直接影響行車服務質量，運營期間因接口故障導致的安全及晚點時有發生，信號系統能否實時檢測屏蔽門狀態并作出相應判斷至關重要。

1地鐵信號與屏蔽門的聯動原理

在地鐵中安裝屏蔽門系統，能夠使得地鐵運行區域與地鐵站臺區域之間有所隔斷，并且使得滑動門能夠與地鐵對應的車門一一對應。通過設置屏蔽門：首先，可以保障所有乘客的人身安全，利用屏蔽門阻斷車軌區域，使得候車乘客只能夠處于站臺區，避免因為乘客的不注意而使得其掉落在車軌區域。并且只有當地鐵到站之后才能夠開啟屏蔽門。其次，通過設置屏蔽門，能夠有效節約能源，利用屏蔽門系統的阻斷作用，能夠減少列車在隧道中運行時帶來的冷氣流與地鐵站臺里面的熱氣流之間的交換，從而能夠節約地鐵車站內部的能源。再次，通過設置屏蔽門，能夠有效降低噪聲，進而提高乘客的候車舒適度，使得候車環境更加舒適。最后，能夠有效減少人力資源。由于屏蔽門能夠將乘客阻斷在站臺區域，進而能夠使得車站的工作人員工作壓力減少，不需要安排諸多的工作人員能夠有效節約人力資源。

聯動系統邏輯嚴謹，一般會以相對比較復雜的程序，同時要保證設備能夠處于正常的運行狀態，以此來實現與屏蔽門相互之間的聯動處理。除此之外，一旦出現嚴重的緊急情況或者其他問題時，也可以直接將屏蔽門進行鎖定，這樣有利于為乘客以及地鐵的安全性、穩定性提供保證。聯動系統一般是以2.4GHZ無線傳輸系統作為其中的基礎組成部分，以此來實現車與地面雙向傳導之間的有效連接。以定位識別器，實現對列車精準定位以及識別，將其與屏蔽門進行連接，避免其出現嚴重的失靈等問題。

聯動系統構建以車載的系統為主，與軌道移動系統之間基本上都是由站臺終端對應的通信源來進行有效控制。以該技術為基礎，車站情況能夠直接體現在電腦前，相關工作人員可以在電腦前對整個車站運行信號進行正確有效的監督和管理，一旦列車駛入到站臺時，軌道定位可以對列車進入信號進行正確有效的改制，同時將該信號直接傳輸給電腦。電腦可以實現自動化操作，經過一系列處理之后能夠直接上傳給屏蔽門，通過這種傳通訊方式在其中的合理利用，能夠實現信號的屏蔽處理，盡可能避免受到無線電干擾等因素的影響。

2地鐵信號與屏蔽門的控制流程

列車在進入車站時，并沒有停在停車區，可以以無線傳輸方式對安全防護接端進行有效開啟，對屏蔽門準備以及車門對直接進行有效控制。列車在進入站臺之后會直接停到預定停車區域范圍內，在系統構建以及具體應用時，對前方屏蔽門是否處于嚴重關閉狀態進行準確有效的判斷，一旦沒有呈現出關閉狀態，那么列車并不會進站。列車通常是以撤回信號傳遞方式為基礎，對屏蔽門是否關閉進行直接有效的確認，如果屏蔽門并沒有關緊，那么列車并不會啟動。傳輸系統將會直接關閉，并不會自己鎖屏閉門相關信息，無形當中促使列車從進站一直到出站為止，可以實現對屏蔽門有針對性的控制，同時對屏蔽門的情況進行實時有效的監督和管理，為列車在運行時的安全性、穩定性提供保證。

3地鐵信號對屏蔽門的監測系統

地鐵信號與屏蔽門均采用繼電器接口方式，兩系統間通過接口電路讀取對方接口繼電器的接點狀態，目前國內絕大部分地鐵線路微機監測及信號維護子系統均不具備對屏蔽門接口進行監測和管理的功能，導致對產生的故障無法及時準確地作出分析和判斷。個別信號集成商研發通過增加硬線的方式，在站臺門側的分線盤處并聯接線采集屏蔽門開門繼電器、關門繼電器、互鎖解除繼電器、門關閉且鎖閉繼電器的電壓變化，站臺門電壓智能采集單元采用高阻隔離和電壓互感器隔離的方式，對采樣后的信號進行調理，將模擬信號高速采樣后進行數據處理運算。智能采集單元使用RS485總線方式，將采集結果發送給CPU板。CPU板通過RS485線獲取智能采集單元采集結果，通過CAN總線將采集結果發送給站機。

以門關閉且鎖閉繼電器監測原理為例，abcd為站臺門側信號專業接入的分線盤接線端子，使用站臺門電壓采集器分別采集ab，cd處的實時電壓，當站臺門的接口電路發生故障時：（1）當電路中某處發生開路，此時信號側MGJ無法勵磁吸起前接點斷開：1）若ab端子的采集電壓為0，cd端子的采集電壓為24V，可以判斷開路位置在站臺門側。2）若ab端子的采集電壓為24v，cd端子的采集電壓為24V，可以判斷開故障位置在信號側，開路的位置在分線盤ab端子到MGJ繼電器之間。3）若ab端子的采集電壓為0，cd端子的采集電壓為0，可以判斷故障的位置在信號側，開路的位置在分線盤cd端子到電壓輸入端之間。（2）當電路中某處發生短路時，在短路的瞬間斷路器會由于過載防護斷開，此時信號側MGJ無法勵磁吸起，前接點斷開，此時ab端子的采集電壓為0，cd端子的采集電壓為24V，此時由于斷路器斷開無法通過數據顯示來判斷短路的位置，維護人員可依照配線圖逐一排查短路位置。

4聯動系統的安全性、可靠性分析

根據目前實際情況展開身份分析時發現，在現階段根據特定的乘務組報告內容，可以對信號開關進行正確有效的管理和控制。乘務組發出一系列指令之后，能夠實現對信號開關的有效控制。以聯鎖模塊為基礎，將信號直接發送給對應的評定的系統或者以車軌系統為基礎，將信號傳輸給電腦，由電腦來對屏蔽門的開合問題進行有效控制。屏蔽門通常在車頭或者車尾為主出，其半徑約為0.5m左右的范圍內進行感應，列車如果其自身呈現出緊急制動，那么速度通常在一定時間范圍內，需要控制在零，開門命令則會觸發。關門命令通常是指車受到關門命令之后，會出送一條關門命令直接到對應的屏蔽門中，促使屏蔽門與車門可以實現同時有效關閉，保證兩者在同一信號頻率范圍之內，以此來為列車的安全性提供保證。在屏蔽門閉鎖方面，要盡可能保證全部屏蔽門在閉鎖完成后才能夠進行有效推進。對于相關屏蔽門而言，在整個信號程序中，要保證其自身程序有非常高電平的狀態，一直到可以獲取到對應質量為止。屏蔽門閉鎖解除后，當屏蔽門鎖定時，屏蔽門可以直接以接觸部位為基礎，相互之間發送對應的基礎信號給系統，這樣能夠盡可能避免對車出現無法進站等一系列問題。

5 屏蔽車門常見問題及解決對策

5.1常見故障

對站臺是否觸發緊急停車停閉門，是否觸發緊急停車等相關問題進行準確有效的檢查，以此來實現對各類故障問題等原因查找。屏蔽門如果無法實現自動打開，導致該問題出現的主要原因是由于車軌通訊呈現出中斷狀態，信號很難實現有效傳達。基于此要對鐵軌旁的系統數據進一步展開準確有效的查看，對故障問題進行客觀合理的判斷。屏蔽門無法實現自動化關閉，導致該問題出現的原因是由于通信中斷，信號很難實現有效傳達，以此為基礎，可以對故障原因進行判斷。如果車門、停閉門可以實現正常運行，但是車輛很無法啟動，很有可能是車門電路呈現出故障的問題。基于此，可以強行開門進行處理。針對跳過故障車載聯動系統繼電器故障問題在處理時，可以以屏蔽門對門控制方式來實現強行發車。列車與屏蔽門如果相互之間無法實現聯動，那么很有可能是列車信號自身的發出頻率相對比較低，無法保證與車軌系統之間建立密切聯系，最終導致該系統出現嚴重中斷或者CPU故障問題。

5.2列車出站控制

列車在出站的時候，由于受到各種因素的影響，可能會出現一定程度的故障，如果列車在出站的時候出現故障，可能會導致后續的列車的到站時間受到影響，進而影響到乘客的正常運行，因此相關人員需要重點考慮列車出站故障的問題。一般列車駛出車站，同時離開車站系統現有的控制區域，那么此時系統無法繼續獲取對應的屏蔽門相關開啟、關閉等狀態信息。但是此時，通過聯動系統的合理利用，可以直接向信號聯鎖系統中，提供相對比較可靠的輸出條件作為支持，同時還可以將其直接納入到對應的車站聯鎖、自動閉塞系統控制邏輯中。以此為基礎，有利于對屏蔽門展開有針對性的管理和控制，促使列車從入站開始，一直到出站都可以實現全方位有效的管理和控制。

5.3安全回路故障

地鐵在運行過程中，如果安全回路出現故障，會使得地鐵的正常運行受到一定程度的影響。地鐵的屏蔽門系統中的安全回路是由許多種行程開關以及繼電器單元里面的安全繼電器線圈，經過串聯組成的一種環形電路。行程開關是一種機械式行程開關，相較于目前其他的非接觸式行程開關來說，其出現故障的幾率要更高。地鐵屏蔽門系統的安全回路故障的發生，主要是因為行程開關以及其相關的連接器以及端子等共同引起的。在地鐵正常運營過程中，由于行程開關的觸點遭受到震動而中斷，但是卻沒有監視進入行程開關觸點的相關功能。一旦安全回路出現故障，只能夠進行手動關門。由于安全回路故障的發生幾率處于隨機狀態，所以難以迅速使得行程開關觸點恢復正常。加上在地鐵運營高峰的時候，由于行車之間的間隔時間較短，檢查時間不夠，進而難以保障地鐵的正常運營。所以目前針對安全回路故障需要相關人員引起高度重視。

5.4屏蔽門絕緣故障

地鐵的屏蔽門也有可能會出現絕緣故障。由于在一般的地鐵屏蔽門的設計之中，都采用絕緣安裝的方式，并且會通過在地鐵站臺的裝修層下面鋪設一層絕緣帶，使得地鐵車門與地面之間形成絕緣，避免因為跨步電壓對乘客造成安全威脅。但是由于裝修時，吊頂燈帶會接觸到地鐵屏蔽門的上蓋板，進而使得屏蔽門會出現絕緣故障。在故障發生的時候，要求相關人員需要根據行車規則，遵循保障人身安全的原則，站臺相關的工作人員需要做好應急處理措施，包括清除障礙物、現場安全防護以及其他措施。當采用應急措施時不能夠解決問題時，需要及時通知維修人員過來搶修。在任何搶修的時候，都需要保障乘客的安全以及周圍其他工作人員的安全。如果需要在地鐵軌道內進行搶修，則需要在地鐵停運之后然后進行。此外，為了不讓地鐵屏蔽門的絕緣故障影響到地鐵的正常運行，可以通過在屏蔽門的門體金屬部位貼上一層絕緣膜，進而能夠保障乘客的上下車安全，避免乘客在接觸到屏蔽門帶電外殼時而發生觸電事故。所以相關人員在設計地鐵屏蔽門的時候，需要采用絕緣膜材料，并且選擇合適的安裝位置，防止在施工過程中因為人員操作不當，導致氣泡膜出現翹邊，褶皺等情況。在完成絕緣膜的貼膜工作之后，需要及時進行絕緣測試，如果絕緣值不符合標準，則需要根據實際情況分析原因，安排人員重新貼膜。在地鐵日常運行過程中，需要定期檢查屏蔽門的絕緣值，避免因為地鐵屏蔽門的故障影響到地鐵的正常運行。

6 結語

地鐵屏蔽門可以被看作是地鐵與乘客相互之間非常有利的屏障，地鐵控制系統在構建和具體應用時，要對其進行不斷完善和優化，這樣才能夠為乘客自身的生命財產安全提供保障。以地鐵信號與屏蔽門聯動控制系統為基礎，能夠為人們在乘坐地鐵時的人身安全提供保證。由此可以看出，在實踐中要保證地鐵信號與屏蔽門之間的聯動控制系統能夠得到有效推進，對其進行不斷完善和優化，以此來為人們出行安全問題提供保護措施，促使該系統在實踐中的應用范圍得到不斷擴大，為地鐵交通運輸行業的發展，打下良好基礎。

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收稿日期：2021-07-06

作者簡介：李有（1995—），男，甘肅鎮原人，本科，研究方向：地鐵施工管理。

Research on the Linkage Control System of Metro Signal and Platform Screen Door

LI You

（Zhongjiao South Branch of Mechanical and Electrical Engineering Bureau Co.， Ltd.， Wuhan Hubei? 430056）

Abstract：This paper analyzes the linkage principle， control process and monitoring system between subway signal and PSD. Based on this， for common fault problems， put forward targeted countermeasures， so as to provide guarantee for the operation effect of Metro signal and PSD linkage control system.

Keywords：Subway signal; Shielding door; Linkage control; Monitoring system