城市軌道交通信號系統(tǒng)與站臺門接口分析

喬建敏

（北京中鐵建電氣化設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100043）

1 概述

傳統(tǒng)國鐵信號聯(lián)鎖系統(tǒng)，對信號機(jī)、軌道電路及道岔進(jìn)行邏輯檢查、控制及信息采集。在城市軌道交通中，聯(lián)鎖系統(tǒng)增加了與站臺門（Platform Screen Doors, PSD）的接口控制。

站臺門也稱安全門或屏蔽門，通常設(shè)置在站臺邊緣。它能將列車運(yùn)行軌行區(qū)及旅客在站臺等候區(qū)隔離，保證行車及乘客安全；又能隔離車站與區(qū)間空氣交流，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。

站臺門只在電客車許可范圍內(nèi)停車時(shí)打開車門，開門關(guān)門動(dòng)作需要與電客車車門動(dòng)作一致。站臺門確認(rèn)鎖緊后，電客車方可發(fā)車。另外，站臺門需要自動(dòng)開啟或關(guān)閉，以提高行車效率。以上這些需求都決定站臺門要納入信號系統(tǒng)的控制。

2 站臺門接口的物理連接

信號與站臺門接口為繼電接口。站臺門系統(tǒng)在車站站臺端門外設(shè)置機(jī)械室。對信號系統(tǒng)來說，站臺門機(jī)械室為室外設(shè)備。信號機(jī)械室防雷分線柜的電纜接至站臺門接口盤。物理接口如圖1所示。

信號與站臺門接口電路如圖2所示。

3 站臺門接口功能

3.1 列車自動(dòng)控制系統(tǒng)(ATC)

圖1 信號-站臺門物理接口示意圖

站臺門的接口功能包括以下幾方面：的功能就是檢測列車是否在準(zhǔn)確位置停車。

因此，當(dāng)站臺門發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)必須具有人工越行，“門關(guān)閉和鎖閉”信號功能。越行功能通過安全的越行開關(guān)實(shí)現(xiàn)。即使在激活越行開關(guān)，致使門不能關(guān)閉時(shí)， 也將提供“門關(guān)閉和鎖閉信號”。當(dāng)由于某種因素越行開關(guān)故障時(shí)，這個(gè)越行設(shè)備必須通過在每個(gè)車站設(shè)置的授權(quán)人員實(shí)行。站臺門系統(tǒng)

圖2 信號與站臺門接口電路

1）當(dāng)站臺門處于未關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，列車不能在站臺發(fā)車，不能夠進(jìn)入站臺；

2）當(dāng)列車在站臺位置準(zhǔn)確?？繒r(shí)，站臺門將打開；

3）請求關(guān)閉站臺門。

3.2 聯(lián)鎖系統(tǒng)關(guān)于PSD的接口功能

1）向ATC系統(tǒng)發(fā)送站臺門開、關(guān)指示和命令。

2）在ITC模式下，當(dāng)站臺門沒有關(guān)閉或沒有檢測到解鎖狀態(tài)時(shí)，位于站臺前、后的信號燈顯示紅燈。

只有ATC系統(tǒng)允許打開和關(guān)閉站臺門，ATC輸出的“門關(guān)閉和鎖閉信號”是一個(gè)連續(xù)的信號。

3.3 站臺門系統(tǒng)的電氣接口

為滿足這些要求，軌旁接口必須具有以下功能：

1）門關(guān)閉和鎖閉狀態(tài)的安全指示；

2）允許開門的安全命令輸出；

3）請求門關(guān)閉的安全命令輸出。

這些接口是通過若干觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的，因此每部分都需要供電以驅(qū)動(dòng)各自的接口。所使用的站臺門觸點(diǎn)必須符合開關(guān)最小5 mA的要求。通常將使用滿足以下要求的安全型繼電器：

1）接點(diǎn)容量（接點(diǎn)/觸點(diǎn)側(cè)）：1.5 A；

2）最小運(yùn)行電壓（接點(diǎn)/觸點(diǎn)側(cè)）：DC 24 V，-10%；

3）最大運(yùn)行電壓（接點(diǎn)/觸點(diǎn)側(cè)）：DC60 V+20%（假設(shè)連續(xù)參考電壓為250 V）。

正線上所有裝備聯(lián)鎖系統(tǒng)和沒有裝備聯(lián)鎖系統(tǒng)的站臺均可使用上述站臺門線路接口，為此站臺門接口需滿足以下技術(shù)條件。

繼電器和站臺門開/關(guān)電路具有最大為250 Ω的阻抗（阻抗大小取決于電纜長度）。如果檢測到繼電器接點(diǎn)與站臺門系統(tǒng)斷開，它必須能通過最大為500 Ω的阻抗接收開門和關(guān)門指令。如果屏蔽門系統(tǒng)使用一個(gè)雙斷電路，它必須能通過最大為1 000 Ω的阻抗（整個(gè)電路長度）接收開門和關(guān)門命令。以上功能可以通過繼電器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。信號系統(tǒng)的電源為“+60 V”，由電源信號設(shè)備室提供。這要求給站臺門系統(tǒng)的供電電路不再給其他電路供電。

4 站臺門系統(tǒng)狀態(tài)

站臺門系統(tǒng)提供一套節(jié)點(diǎn)用以顯示“門關(guān)閉和鎖閉”狀態(tài)。如果此節(jié)點(diǎn)處于激活狀態(tài)，站臺門系統(tǒng)將關(guān)閉，并在非等價(jià)模式下接口模塊讀取安全指示。

如果發(fā)生故障（門不能關(guān)閉），將會(huì)使用越行開關(guān)。即使門不能關(guān)閉，接口模塊也讀取安全指示。

如果站臺門系統(tǒng)、“門關(guān)閉和鎖閉”繼電器或越行開關(guān)故障，站臺門系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)將會(huì)打開。兩個(gè)安全繼電器的節(jié)點(diǎn)和越行開關(guān)的安全節(jié)點(diǎn)將提供具有故障-安全原理的“門關(guān)閉和鎖閉”信號。

當(dāng)門允許打開時(shí)，通過繼電器發(fā)出開門指令（安全指令），繼電器吸起。如果要求關(guān)閉車門，繼電器將落下。門釋放節(jié)點(diǎn)裝置允許雙斷或二選一的非等價(jià)接口電路。

如果要求門關(guān)閉，通過繼電器發(fā)出安全指令。當(dāng)門要求關(guān)閉時(shí)，將會(huì)給繼電器吸起。當(dāng)門允許打開時(shí)，兩個(gè)繼電器落下。門釋放節(jié)點(diǎn)裝置允許雙斷或二選一的非等價(jià)接口電路。?

5 聯(lián)調(diào)聯(lián)試測試

在聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中，接口的測試工作需要站臺門系統(tǒng)供貨商和信號系統(tǒng)集成商兩者相互配合完成及共同確認(rèn)。聯(lián)調(diào)聯(lián)試單位提前發(fā)布測試計(jì)劃。

接口測試的內(nèi)容如表1所示。

表1 信號-站臺門聯(lián)調(diào)聯(lián)試測試內(nèi)容

調(diào)試時(shí)，通過列車或者聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送開門命令，觀察信號系統(tǒng)工作站（HMI）上對應(yīng)站臺顯示站臺門打開狀態(tài)，另側(cè)站臺沒有顯示開門狀態(tài)。同時(shí)對應(yīng)站臺的開門繼電器（KMJ）吸起，關(guān)門繼電器（GMJ）落下；通過列車或者聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送關(guān)門命令，觀察HMI上對應(yīng)站臺顯示站臺門關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)對應(yīng)站臺的GMJ繼電器吸起，KMJ繼電器落下。

在室外，通過站臺門系統(tǒng)打開站臺門，觀察HMI上對應(yīng)站臺顯示站臺門打開狀態(tài)，其他站臺沒有顯示開門狀態(tài)，同時(shí)對應(yīng)站臺的關(guān)門鎖緊繼電器（GMSJ）落下；關(guān)閉站臺門，觀察HMI上對應(yīng)站臺顯示站臺門關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)對應(yīng)站臺的GMSJ繼電器吸起。

6 結(jié)束語

站臺門納入聯(lián)鎖系統(tǒng)，首先保障行車及乘客安全，同時(shí)提高城市軌道交通運(yùn)行效率。進(jìn)一步發(fā)展信號與站臺門接口的智能化、信息化，可以充分發(fā)揮軌道交通安全、準(zhǔn)點(diǎn)、快捷、高效的優(yōu)勢，對運(yùn)營部門提高管理水平和運(yùn)營服務(wù)水平有重要意義。

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