城市軌道交通列車車門與站臺屏蔽門對位隔離技術

丁忠鋒 劉 波

(交控科技股份有限公司，100070，北京//第一作者，工程師)

為保證列車運行和旅客人身安全，列車進入站臺停穩后，車門與屏蔽門聯動控制，實現了車門與屏蔽門自動同時開啟和關閉。信號系統與站臺屏蔽門(PSD)系統聯動控制技術是指車載信號設備與地面信號設備建立車地無線通信，在判斷列車進入停車區域且停穩、車門和屏蔽門正常、聯鎖關系正確等條件滿足后，指令發送給車門控制系統，同時發送給車站計算機聯鎖(CI)系統；CI系統收到該指令后驅動屏蔽門開門或關門繼電器，屏蔽門系統根據采集到的繼電器狀態控制屏蔽門開關，從而實現車門與屏蔽門開關門聯動作業。然而，當有部分車門或屏蔽門故障時，全部車門和屏蔽門無法開關，聯動作業失效，延誤乘客乘車，影響列車運行效率。隨著全自動無人駕駛技術的推廣，這種聯動控制技術問題顯得尤為突出，甚至存在安全隱患。

1 系統設計

針對現有技術中存在的缺陷，車載信號設備(VOBC)通過與列車監控管理系統(TCMS)接口獲取每個車門狀態信息，以及CI系統通過與PSD系統通信獲取每個屏蔽門狀態。當某個車門或屏蔽門出現故障時，隔離故障點，使其余車門和屏蔽門正常開啟和關閉。同時，結合車內廣播、站臺報警等方式及時提示乘客，減少乘客延誤時間，從而提高列車運行效率，保障乘客乘車安全。圖1為信號系統與屏蔽門系統故障對位隔離設計示意圖。

圖1 信號系統與屏蔽門系統故障對位隔離設計示意圖

具體設計如下：

(1)當車門發生故障時，VOBC接收TCMS發送的車門故障信息，根據車門故障信息確定對應需要隔離的屏蔽門，并經過待進站所屬CI系統轉發，向PSD系統發送隔離屏蔽門信息；在列車進站后，PSD系統根據隔離屏蔽門信息不開放與列車故障車門對應的屏蔽門，以實現列車某個車門故障時，將其對位的那個屏蔽門隔離。

(2)在屏蔽門發生故障時，PSD系統經過本站臺CI系統轉發，向待進站的VOBC發送屏蔽門故障信息，VOBC根據屏蔽門故障信息確定隔離車門信息，并將隔離車門信息發送至TCMS;在列車進站后，TCMS根據隔離車門信息控制與故障屏蔽門對應的車門不開放，以實現具體某個屏蔽門故障時，將其對位的那個車門隔離。

(3)為使乘客有序上下車，當車門故障時，TCMS點亮故障車門的故障指示燈，并通過車內廣播通知乘客，PSD系統點亮與列車故障車門對應的屏蔽門的故障指示燈，并通過站臺廣播通知乘客。

(4)VOBC在接收車門故障信息時，向調度中心行車綜合自動化系統(TIAS)發送故障報警，PSD系統在將屏蔽門故障信息發送至本站所屬CI時，向調度中心TIAS發送故障報警。

2 系統實現

2.1 VOBC對外接口實現

在既有車門與屏蔽門聯動控制基礎上，TCMS向VOBC發送信息中增加每個車門狀態信息，CI向VOBC發送信息中增加屏蔽門狀態信息，VOBC向TCMS和CI發送的信息中增加對位隔離指令，VOBC向TIAS發送的信息中增加車門故障隔離信息，CI向TIAS發送的信息中增加屏蔽門故障隔離信息。

系統為每個VOBC分配全局惟一的ID(標識)，為每個CI分配全局惟一的ID。每個CI根據聯鎖集中站的管轄區域規定管理幾個站臺，以側式站臺和島式站臺為例定義屏蔽門編號，如圖2和圖3所示。

圖2 側式站臺屏蔽門編號方式示意圖

圖3 島式站臺屏蔽門編號方式示意圖

列車出清上一個站臺且移動授權滿足進站時，VOBC與下一個聯鎖集中站建立通信，并把當前CI注銷，將下一站車門隔離信息發送給CI，同時向CI查詢屏蔽門隔離信息。

2.2 CI系統與PSD接口實現

CI與PSD除硬線接口外，增加以太網通信接口。CI向PSD發送車門隔離信息，PSD向CI發送屏蔽門狀態信息。為PSD接入信號系統安全網增設網關計算機FEP(前端處理器)，FEP雙機熱備，主機發送數據。FEP與PSD相互之間發送主備狀態信息，如圖4所示。

圖4 CI與PSD系統連接示意圖

CI系統周期性每隔300 ms，向PSD發送車門信息，PSD系統如果連續2.4 s都接收不到CI的車門信息，則認為PSD與CI通信中斷。PSD系統周期性每隔500 ms向CI系統發送屏蔽門的狀態信息，如果CI系統連續4 s沒有收到PSD的屏蔽門信息，則認為CI系統與PSD通信中斷。

CI系統與PSD系統通信故障后，CI認為屏蔽門全部故障，將故障狀態發送至VOBC;同理,PSD認為車門信息全部故障。

信息傳遞異常處理：如果PSD收到硬線開門指令有效，而網絡通信收到對應車門故障隔離信息，執行開門指令；如果PSD收到硬線關門指令有效，網絡通信收到對應車門故障隔離信息，不執行關門指令。應用層采用RSSP-1(Railway Signaling Safety Protocol-Ⅰ)安全通信協議，以確保系統間信息傳輸安全可靠。

此方案已成功應用在北京市燕房線全自動無人駕駛系統中，具有推廣意義。