關于地鐵信號系統站臺門與車門對位隔離的分析

申龍龍

（天津軌道交通運營集團有限公司，天津 300384）

1 系統概述

隨著城市軌道交通的發展，城市軌道交通已實現了CBTC（Communication Based Train Control）下車門與站臺門的聯動技術，然而當車門或站臺門一方出現故障時，另一方仍將全部打開或關閉，從而存在嚴重的安全隱患，同時也會影響運營效率。近年來國內越來越多的城市軌道交通線路設計采用全自動運行系統，FAO（Fully Automatic Operation）模式下站臺門與車門之間對位隔離功能的實現顯得越發重要。

站臺門與車門對位隔離功能是在車門或站臺門發生故障時，通過車輛信息管理系統與信號系統、信號系統與站臺門系統之間互相傳輸車門與站臺門的故障信息，實現列車進站后故障列車門對應的站臺門或故障站臺門對應的列車門不進行聯動開關的功能[1]。本文將從信號角度，分析幾種站臺門與車門對位隔離實現的方法。

2 基本功能

2.1 站臺門故障隔離車門

當車站站臺門故障或被人工鎖閉隔離后，列車進入站臺后，該側站臺的所有列車相對應的車門保持關閉且鎖閉狀態，不參與停站的開門作業。整個流程如下：

（1）站臺門發生故障時，站臺門上的故障指示燈點亮，提醒站臺乘客該站臺門本次停站不會打開。

（2）站臺門系統將被隔離的站臺門信息發送給地面信號系統。

（3）地面信號系統將本站臺的站臺門隔離狀態信息發送給即將進站列車的車載 VOBC（Vehicle On-Board Controller）。

（4）信號車載VOBC將對應站臺被隔離站臺門信息轉發給車輛 TCMS（Train Control and Monitor System）。

（5）車輛通過車載PA（PublicAddress）系統觸發對應的隔離車門上方的LCD顯示器顯示此門不打開的信息。

（6）列車進站停穩后，車載VOBC自動打開車門，隔離站臺門對應的車門由車輛控制不打開，被隔離的站臺門由站臺門系統控制不打開。

（7）列車駛離站臺一定距離后，車載VOBC不再向車輛TCMS發送本站臺的站臺門隔離狀態。

（8）列車進入下一站前，車載VOBC根據地面信號系統發來的下一站站臺對應的站臺門隔離狀態信息，向車輛TCMS發送新的站臺門隔離信息。

2.2 車門故障隔離站臺門

當列車車門故障隔離后，本列車停站時對應的站臺門應能保持關閉且鎖閉狀態，不參與停站的開門作業。整個流程如下：

（1）當車門發生故障時，車輛通過車載PA系統觸發對應的隔離車門上方的LCD顯示器顯示此門不打開的信息。

（2）車輛TCMS向車載VOBC發送車門故障和隔離信息，車載VOBC向地面信號系統轉發該故障報警。

（3）車載VOBC根據指定的車門側向地面信號系統發送車門故障信息和對應的站臺門ID。

（4）信號系統將隔離的站臺門信息發送給站臺門系統。

（5）站臺門系統點亮故障車門對應的站臺門故障指示燈，提醒站臺乘客該站臺門本次停站不打開。

（6）列車進站停穩后，車載VOBC自動打開車門，故障車門由車輛控制不打開，故障車門對應的站臺門由站臺門系統控制不打開。

（7）列車駛離站臺一定距離后，不再向地面信號系統發送車門故障隔離站臺門信息，信號系統不再向站臺門發送該車門故障隔離站臺門信息，站臺門系統關閉故障車門對應的站臺門故障指示燈。

（8）當下一列車進站時，地面站臺門系統根據下一列車的車門故障隔離情況點亮需要隔離的站臺門故障指示燈。

3 技術分析

站臺門與車門對位隔離功能實現的關鍵點在于如何傳遞車地之間對位隔離信息，目前國內城市建設、開通的全自動線路，實現站臺門與車門對位隔離功能有以下幾種技術方案。

3.1 通過信號聯鎖直接與站臺門接口

傳統城軌信號系統系統架構中，聯鎖系統與車載系統直接通信，城軌信號系統與站臺門接口設計中，由聯鎖系統通過繼電接口與站臺門設備進行接口，傳輸開關門、關門鎖緊等相關指令[2]。

通過信號聯鎖直接與站臺門接口這種方案采用聯鎖系統進行車地之間車輛設備與站臺門設備的隔離信息中轉，車輛的TCMS系統將車門故障信息發送給信號系統的車載VOBC，車載VOBC通過車地無線通信系統將信息發送給地面聯鎖系統，聯鎖系統直接轉發給站臺門系統，最終實現站臺門系統控制與故障車門對位的站臺門不開放。

VOBC與TCMS接口方式采用網口、串口等多種方式，實現對位隔離功能需在互傳的接口信息中增加本車故障車門的ID信息以及停靠車站的故障站臺門的ID信息等。

聯鎖與站臺門接口傳統多采用繼電接口，主要傳遞開關門命令和門狀態信息。為保證接口的安全可靠，雙方既有的繼電接口保持不變，額外增加聯鎖與站臺門的接口，傳遞停靠列車的故障車門的ID信息等，采用FEP設備網絡信息格林，保證接口信息安全。

信號系統內部VOBC與所停靠車站所屬聯鎖控制區的聯鎖設備通過軌旁無線系統進行車地通信，需要將停靠列車的故障車門的ID信息添加到車地通信信息中。

3.2 通過信號ATS與站臺門接口

本方案中地面采用信號ATS系統與站臺門進行接口，聯鎖與站臺門的既有接口保持不變，其他設備的接口與3.1方案相同。

此方案ATS來實現站臺門與車門的故障隔離信息的傳遞，ATS增加與站臺門的接口，傳遞車門的故障隔離ID等，ATS與站臺門接口與3.1方案類似采用FEP設備進行網絡信息隔離。

信號系統內部VOBC與所停靠車站所屬ATS控制區的ATS設備通過軌旁無線系統進行車地通信，需要在既有通信協議中增加停靠列車的故障車門的ID信息等。

3.3 通過信號ATS與綜合監控接口

本方案與3.2方案類似，區別是利用綜合監控系統與站臺門系統的接口，通過綜合監控系統與信號ATS系統的接口傳遞把站臺門對位隔離信息，信號系統不需要增加額外的接口。

此方案中ATS與ISCS既有接口信息中增加站臺門對位隔離的信息位，其他接口方式保持不變與3.2方案相同。

3.4 站臺門控制邏輯整合到信號聯鎖

隨著城軌系統的發展，特別是信號系統FAO技術的推廣，信號系統與站臺門系統的關系越來越密切，采用傳統的繼電器接口目前已經不能滿足兩套獨立系統的信息交流，并且由于雙方的界面問題經常造成工程建設的困擾，系統之間信息傳遞的延遲等情況又會造成車門和站臺門聯動的不一致等情況的發生。本方案將考慮信號系統集成整合站臺門系統，來消除雙方的分界，避免不必要的接口延時，保證系統的一致性，同時在不需要聯鎖增加接口的情況下實現站臺門對位隔離。

城軌信號系統和站臺門系統整合的系統結構由控制盤PSL、信號聯鎖子系統、聯鎖目標控制單元、安全DCS和電機幾部分組成。方案中主要是把原站臺門系統的核心控制單元PSDC與信號系統的聯鎖子系統進行整合，通過聯鎖設備的目標控制單元來實現對站臺門的控制。聯鎖目標控制單元可配置不同的控制板卡，根據不同的設備需要進行配置，目前聯鎖的電子聯鎖已經實現了通過電子模塊的配置來實現現場設備的控制，因此僅需針對站臺門的特性進行站臺門控制板卡的研制，通過站臺門控制板開與站臺門進行控制和表示的接口，核心邏輯的處理統一由聯鎖邏輯統一進行處理。

4 結束語

上文根據已建和在建的項目分析了四種站臺對位隔離方案，各個方案的均具有一定優勢與缺點，以下從幾個方面對上述四個方案進行比較，具體見表1。

表1 四種技術方案的對比

根據表1四個方案的各方面綜合比較，在地鐵建設中，需考慮多方面因素綜合比選，根據實際情況，有所側重的選擇最終的實施方案。