地鐵信號系統(tǒng)與屏蔽門/安全門接口淺析

陳浩瑩

*深圳地鐵3號線投資有限公司 工程師，518172 深圳

深圳地鐵3號線正線信號系統(tǒng)分3個區(qū)域(塘坑、大芬、蓮花村)，對全線的信號聯(lián)鎖實行管理。在聯(lián)鎖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用龐巴迪移動閉塞信號系統(tǒng)，對列車進(jìn)行自動控制。深圳地鐵3號線采用廣州西屋有限公司屏蔽門/安全門系統(tǒng)，保障了列車、乘客進(jìn)出站時的安全，降低了列車運行噪音對車站的影響，提供了舒適的候車環(huán)境。屏蔽門/安全門與信號系統(tǒng)聯(lián)鎖后，其狀態(tài)將作為進(jìn)路排列所必須檢查的聯(lián)鎖條件之一。在CBTC及非CBTC模式下，屏蔽門/安全門未關(guān)閉或未旁路時，始端信號機將不能開放。下面針對深圳地鐵3號線信號系統(tǒng)與屏蔽門/安全門接口進(jìn)行淺析。

1 接口功能

1．信號聯(lián)鎖系統(tǒng)接收到“屏蔽門/安全門關(guān)閉并鎖閉”信號后，才讓列車進(jìn)入站臺或從站臺發(fā)車。“屏蔽門/安全門關(guān)閉并鎖閉”信息必須連續(xù)不間斷。

2．列車到達(dá)站臺準(zhǔn)確停靠，并處于安全零速度后，RATP才能通過聯(lián)鎖(EbiLock)向車站屏蔽門發(fā)出使能命令，然后打開屏蔽門/安全門。

3．打開屏蔽門/安全門指令:信號系統(tǒng)連續(xù)不間斷地發(fā)送給屏蔽門/安全門開門信息，直至開門指令中斷。

4．關(guān)閉屏蔽門/安全門指令:信號系統(tǒng)連續(xù)不間斷地發(fā)送給屏蔽門/安全門關(guān)門信息，直至收到開門信息為止。

圖1 信號系統(tǒng)與屏蔽門接口示意圖

2 接口特性

深圳地鐵龍崗線信號系統(tǒng)與屏蔽門/安全門接口具有“一使二接”特性。如圖1所示。

“一使”指當(dāng)列車處于安全零速度(零速度，牽引斷開，列車制動)時，VATP通知車載ATO(VATO)。當(dāng)列車停穩(wěn)后，VATP通過車載電纜向整列車的車門發(fā)出使能命令，同時向軌旁ATP(RATP)發(fā)出請求，讓RATP給車站屏蔽門發(fā)出使能命令;RATP通過聯(lián)鎖(EbiLock)向車站屏蔽門發(fā)出使能命令，RATP在使能命令發(fā)出后立即對車站臺區(qū)域?qū)嵤┝阆匏佟Ｔ撓匏俦粋魉偷酵Ｔ谡九_的列車和其他接近車站的列車，以此禁止列車在車站區(qū)域的移動。

“二接”指ATC系統(tǒng)到站臺門的接口分為2種:一個安全接口和一個非安全接口。安全接口是RATO和站臺門之間的，用于確定站臺門何時可以允許安全操作及站臺門是否已正確關(guān)好。非安全接口用于RATO和站臺門PLC之間通過RATP許可開關(guān)門。

3 屏蔽門/安全門開關(guān)模式

在ATO自動運行模式下，列車門、屏蔽門/安全門有3種操作模式:自動開/關(guān)(A/A模式)、自動開/人工關(guān)(A/M模式)和人工開/關(guān)(M/M模式)。

1．自動開關(guān)屏蔽門/安全門。列車車載ATP(VATP)控制列車在車站的準(zhǔn)確停靠，當(dāng)列車處于安全零速度時，RATO負(fù)責(zé)控制安全門和屏蔽門的開關(guān)。一旦開關(guān)安全門命令由RATO發(fā)出，車載ATC(VATC)將開關(guān)安全門，這樣就允許RATO來控制列車的停站時間。

2．自動開/人工關(guān)。自動開門同上述，不同的是在人工關(guān)門模式下，列車司機負(fù)責(zé)通過TOD上的人工控制按鈕關(guān)閉屏蔽門/安全門。當(dāng)RATO從列車收到關(guān)門命令后，它將發(fā)出屏蔽門關(guān)門請求。

3．人工開關(guān)屏蔽門/安全門。人工關(guān)門模式同上述，在人工開門模式下，列車司機通過安裝在TOD上的人工控制按鈕來開啟安全門。當(dāng)RATO從列車收到開門命令后，它將發(fā)出屏蔽門/安全門開門請求。

4 接口功能實現(xiàn)

信號ATC系統(tǒng)——CBTC實現(xiàn)對屏蔽門的監(jiān)控，包括列車自動防護(hù)(ATP)子系統(tǒng)和列車自動運行(ATO)子系統(tǒng)。RATP計算列車移動授權(quán)限制，并傳遞給列車，保證行車安全。ATO子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)站臺門、列車門自動打開和自動關(guān)閉，以及自動運行下的列車牽引和制動功能。屏蔽門/安全門系統(tǒng)通過屏蔽門單元(PEDC)實現(xiàn)對站臺門的控制。信號系統(tǒng)與屏蔽門/安全門系統(tǒng)有如下4個接口。

4.1 開門命令電路接口

開門命令由非安全和安全2個部分組成。其中非安全部分從RATO發(fā)出，該命令發(fā)出后傳遞到門控柜中的可編程控制器，使門控柜里的相應(yīng)輸出模塊輸出，開門安全繼電器勵磁。安全部分從RATP發(fā)出，傳送到EbiLock，通過它再傳遞給目標(biāo)控制器，相應(yīng)的輸出模塊輸出，使門控柜里的安全門使能繼電器勵磁，該過程是整個開門命令電路的一部分。開門繼電器和門使能繼電器的勵磁構(gòu)成了開門命令電路。

4.2 關(guān)門命令電路接口

關(guān)門命令是非安全命令，由RATO發(fā)出。該命令在開門命令中斷后自動發(fā)出。當(dāng)門控柜中的可編程控制器(PLC)沒有收到開門命令時，PLC就會使相應(yīng)的關(guān)門命令輸出模塊輸出，使得關(guān)門安全繼電器勵磁。

4.3 屏蔽門關(guān)門且鎖閉電路接口

站臺屏蔽門關(guān)門且鎖閉條件是一個由屏蔽門系統(tǒng)提供的安全指示。屏蔽門系統(tǒng)通過閉合一系列相關(guān)接點來閉合電路，從而使門控柜中的門關(guān)閉且鎖閉安全繼電器勵磁。該安全繼電器的閉合接點構(gòu)成目標(biāo)控制器的輸入電路。目標(biāo)控制器將該輸入信息傳遞給聯(lián)鎖計算機 EbiLock，由它繼續(xù)傳遞給RATP。RATO也會收到門控柜的PLC傳遞進(jìn)來的門關(guān)閉且鎖閉信息。

4.4 互鎖解除電路

站臺屏蔽門互鎖解除條件是一個由屏蔽門系統(tǒng)提供的安全指示。屏蔽門系統(tǒng)通過閉合一系列相關(guān)接點來閉合電路，從而使門控柜中相關(guān)聯(lián)的安全繼電器勵磁。該安全繼電器的閉合接點構(gòu)成目標(biāo)控制器的輸入電路。目標(biāo)控制器將該輸入信息傳遞給聯(lián)鎖計算機EbiLock，由它繼續(xù)傳遞給RATP。RATO也會收到門控柜的PLC傳遞進(jìn)來的輸入信息，從而實現(xiàn)屏蔽門狀態(tài)的互鎖解除功能。

5 結(jié)束語

信號系統(tǒng)是行車安全的重要保障，屏蔽門作為城市地鐵軌道交通行業(yè)的一道安全屏障，實現(xiàn)信號系統(tǒng)與屏蔽門接口設(shè)計的有效聯(lián)動機制，軟件與硬件電路接口的規(guī)范合理成為接口設(shè)計的核心。將接口設(shè)備信息傳遞和信號系統(tǒng)聯(lián)鎖關(guān)系的接口電路有效結(jié)合，為行車故障-安全原則奠定重要的基礎(chǔ)。

［1］張曉娟，張雁鵬，湯自安．城市軌道交通智能控制系統(tǒng)［M］．北京:中國鐵道出版社，2008．

［2］曾小清，王長林，張樹京．基于通信的軌道交通運行控制［M］．上海:同濟大學(xué)出版社，2007．

［3］郎中棪，曾小清．軌道交通信號控制基礎(chǔ)［M］．上海:同濟大學(xué)出版社，2006．