蘭州軌道交通1號線信號系統(tǒng)與站臺門接口方案探討

馬子云

摘 要：為了維護運營秩序，保障軌道交通運營安全，信號系統(tǒng)與站臺門采用繼電器電路聯(lián)系接口。文章闡述了聯(lián)系電路的車站信息交換、自動管理模式、降級模式、以及對PSD的輸出限制，從物理層面和應用層面對接口進行了詳細的描述，考慮到信號系統(tǒng)屬安全設備而站臺門為非安全設備，又重點對接口功能安全要求進行了說明，以做出不同應對策略。

關(guān)鍵詞：軌道交通；信號系統(tǒng)；站臺門

中圖分類號：U231+.7 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）26-0108-03

Abstract： In order to maintain the operation order and ensure the safety of rail transit， relays are used to connect the signal system and the platform gate. This paper describes the station information exchange， automatic management mode， downgrade mode and the output limit of PSD of the contact circuit， and describes in detail the interface between the physical level and the application layer. Considering that the signal system is a safe equipment and the platform door is not safe equipment， the safety requirements of the interface function are emphasized in order to make different coping strategies.

Keywords： rail transit； signal system； platform gate

1 工程概況

蘭州軌道交通1號線在全線20個地下車站設置全封閉站臺門，站臺門與信號系統(tǒng)采用繼電器電路接口，維護運營秩序，保障運營安全。

2 功能描述

2.1 車站信息交換

信號系統(tǒng)（SIG）控制站臺門（PSD）開門和關(guān)門，當列車在站臺安全停穩(wěn)且停車誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，由車載ATC子系統(tǒng)計算站臺門的開門命令。

當停站時間結(jié)束時，由車載ATC子系統(tǒng)計算站臺門關(guān)門命令。只有當站臺門關(guān)閉且鎖緊后，才允許列車離站。同樣的，如果站臺門沒有關(guān)閉且鎖緊時，列車是不能進站的。

信號系統(tǒng)與站臺門系統(tǒng)交換以下信息：

“開門控制”：輸出；

“關(guān)門控制”：輸出；

“PSD關(guān)閉且鎖緊狀態(tài)”：輸入；

“PSD互鎖解除信息”：輸入；

2.2 自動管理（正常模式）

PSD由來自列車的ATO命令或司機命令控制，該信息通過車地通信傳輸至軌旁CBI設備，再由CBI設備傳輸至PSD系統(tǒng)，這些命令是安全相關(guān)的。作為對ATO或司機開關(guān)門控制命令的反饋，PSD向信號系統(tǒng)提供PSD狀態(tài)（關(guān)閉且鎖緊）。

在CBTC-AM駕駛模式下，可由信號系統(tǒng)自動管理PSD，也可由司機通過選擇人工開/關(guān)車門和PSD，車門與PSD聯(lián)動。

在CBTC-CM駕駛模式下，信號系統(tǒng)自動開車門以及PSD或司機人工開/關(guān)車門和PSD，車門與PSD聯(lián)動。

在BM模式下，若站臺區(qū)域車地通信可用，同樣能實現(xiàn)車門-PSD聯(lián)動功能。

僅裝備列車能在自動管理（正常模式）下運營。

2.3 降級模式：人工管理

信號系統(tǒng)對于故障列車（不能發(fā)出PSD控制命令）、非裝備列車、ATP切除模式或在RM模式下的列車不進行PSD自動控制。如需開/關(guān)站臺門，必須通過工作人員的人工操作使站臺門動作。

預計的故障包括PSD系統(tǒng)故障、軌旁信號系統(tǒng)故障、車載信號系統(tǒng)故障和車地通信故障。

2.4 降級模式：旁路單個PSD和旁路所有的PSD

2.4.1 互鎖解除信息

通常，在PSL上也將設置一個互鎖解除開關(guān)旁路所有的PSD，當PSD關(guān)閉且鎖緊的狀態(tài)出現(xiàn)故障時，操作員可以通過使用在PSL上的互鎖解除開關(guān)執(zhí)行PSD旁路操作。

互鎖解除開關(guān)為自復位式，開關(guān)激活期間PSD系統(tǒng)應持續(xù)向信號系統(tǒng)發(fā)送互鎖解除信息。信號系統(tǒng)接收到互鎖解除信息后，將向ATC子系統(tǒng)發(fā)送PSD關(guān)且鎖閉信息，以允許ATO或ATP模式下的列車正常進出車站。

2.4.2 PSD旁路：取消單道PSD的監(jiān)控

PSD系統(tǒng)應能單獨隔離和人工鎖閉每道PSD門（單道PSD門旁路）。當某道門被隔離后，PSD系統(tǒng)將不考慮該道門的故障，持續(xù)給信號系統(tǒng)發(fā)送PSD關(guān)閉且鎖緊信息。

2.5 對PSD的輸出限制

如果出現(xiàn)緊急情況，PSD系統(tǒng)須允許車上乘客或車站操作員人工打開PSD。

PSD系統(tǒng)將裝備應急門，當列車在車站沒有正常停車時，用于緊急救援。

為了能實現(xiàn)PSD降級處理，每道PSD應能被隔離或人工鎖閉（每道PSD都能單獨旁路）。

PSD系統(tǒng)須提供方式允許車上乘客或車站操作員（在緊急情況發(fā)生時）人工打開屏蔽門。

3 詳細描述

3.1 物理層

3.1.1 靜態(tài)描述

信號系統(tǒng)與PSD系統(tǒng)間的外部接口通過PSD系統(tǒng)與CBI子系統(tǒng)的安全輸入/輸出實現(xiàn)的。

3.1.2 電氣接口

a.信號系統(tǒng)需要獲取的PSD信息

PSD系統(tǒng)應為每個信息提供兩個安全繼電器的干接點：PSD關(guān)閉且鎖緊；PSD互鎖解除。

信號系統(tǒng)通過24VDC電壓和PSD系統(tǒng)提供的這兩組節(jié)點來勵磁信號系統(tǒng)的接口繼電器，并通過信號系統(tǒng)的接口繼電器讀取其接點狀態(tài)。

b.PSD獲取信號系統(tǒng)信息

信號系統(tǒng)應對每個控制命令/信息提供兩個安全繼電器干接點。

開門控制；關(guān)門控制。

這些繼電器將由信號系統(tǒng)I/O設備的安全輸出管理。

PSD應能通過24VDC電壓和信號系統(tǒng)提供的這兩組節(jié)點來勵磁PSD的接口繼電器，并通過PSD的接口繼電器讀取接點狀態(tài)。當信號系統(tǒng)激活開/關(guān)門命令時，提供閉合接點。在任何故障情況下，這些接點都是斷開的。

3.1.3 接口界面

信號系統(tǒng)與PSD系統(tǒng)接口分界位于車站PSD設備室控制盤端子排外線側(cè)，雙方的分界點位于下圖的紅線處，如圖1所示。

3.1.4 接口說明

信號系統(tǒng)與PSD系統(tǒng)采用安全型繼電接口方式，繼電電路均采用雙斷電路。電路的設計須符合故障-安全原則。具體接口要求如下：

接口電路應與所選用的繼電器特性相匹配。

信號系統(tǒng)向PSD系統(tǒng)發(fā)送的開、關(guān)PSD命令必須連續(xù)不中斷。不應同時既發(fā)出開門命令，又發(fā)出關(guān)門命令，兩個命令在信號系統(tǒng)內(nèi)部應互鎖。

PSD系統(tǒng)向信號系統(tǒng)發(fā)送的“PSD關(guān)閉且鎖閉” 信號和“PSD互鎖解除”信號必須連續(xù)不中斷；開、關(guān)門命令和門表示狀態(tài)信息的傳輸通道應采用安全通道；信號系統(tǒng)與PSD系統(tǒng)之間的接口電纜原則實行上/下行分開、命令/信息分開的原則；信號系統(tǒng)應對雙方接口信息進行事件記錄。

3.2 應用層

3.2.1 靜態(tài)描述

為了確保其功能和限制條件，信號系統(tǒng)和PSD的接口將符合：正常情況下，PSD開/關(guān)門由信號系統(tǒng)自動控制；對于故障列車、未裝備列車、ATC切除列車和RM模式下的列車，能執(zhí)行PSD人工管理；當所有列車車門和PSD都關(guān)閉后，才允許列車離開車站；如果信號系統(tǒng)不能檢測到PSD關(guān)閉且鎖緊，將不允許接近列車進入/離開站臺。

3.2.2 根據(jù)信號系統(tǒng)I/O輸出控制PSD動作

在正常運營模式下，PSD系統(tǒng)將根據(jù)信號系統(tǒng)輸出執(zhí)行操作，如表1所述：

3.2.3 根據(jù)PSD輸出的URBALIS系統(tǒng)的操作

根據(jù)PSD系統(tǒng)的輸出，URBALIS系統(tǒng)執(zhí)行的操作，如表2、表3所述。

3.2.4 動態(tài)描述-時序圖

a.PSD系統(tǒng)的響應時序圖

當PSD系統(tǒng)收到信號系統(tǒng)發(fā)送開關(guān)門命令時，經(jīng)過一段時間的延時后才會被PSD系統(tǒng)判斷有效，這意味著信號系統(tǒng)所發(fā)送的命令需要持續(xù)一個最小的時間（300ms）用來激活PSD系統(tǒng)。

PSD和車門控制的同步由信號系統(tǒng)供應商、PSD供貨商以及車輛供貨商共同負責，PSD通過調(diào)節(jié)開關(guān)門動作時間進行配合。

b.站臺開關(guān)門動作時序圖

T0為信號系統(tǒng)I/O的開門命令輸出和該命令被PSD外部系統(tǒng)考慮之間的時間延遲。

T'0為信號系統(tǒng)I/O的關(guān)門命令輸出和該命令被PSD外部系統(tǒng)考慮的時間延遲。

t_PSD_activation_and_ope

ning時間和t_PSD_activation_a

nd_closing 時間應由信號系統(tǒng)用于PSD/列車車門的同步性和停站時間定義（表4）。

4 結(jié)束語

站臺門系統(tǒng)相對信號系統(tǒng)來說屬于非安全性系統(tǒng)，本聯(lián)系電路力求信號對站臺門的開關(guān)控制，還能實時知曉站臺門的各種狀態(tài)，以做出不同應對策略。

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