全自動運(yùn)行線路車輛段/停車場庫門聯(lián)動控制研究

肖培龍

(中國中鐵電化局集團(tuán)有限公司，北京 100036)

車輛段/停車場設(shè)置停車庫線，是為了檢修作業(yè)，方便維護(hù)，起到防曬、防塵、防雨雪、保暖、隔熱等作用。停車庫線庫門看是簡單，實則與行車安全及行車效率密切相關(guān)。

1 車庫門類型

車輛段/停車場停車庫線庫門一般分人工開關(guān)的庫門和自動控制的庫門兩種，具體設(shè)置的方式需視庫線的作業(yè)類型而定。

庫線作業(yè)類型按使用性質(zhì)主要分檢修作業(yè)停車庫線及運(yùn)行作業(yè)停車庫線。

檢修作業(yè)停車庫線主要是指定修庫線、臨修庫線、靜調(diào)庫線、不落輪鏇庫線、架修庫線、清掃庫線等，這類庫線主要是為人工檢修、清掃作業(yè)而建，人工出入較為頻繁，均不納入全自動運(yùn)行控制范圍，庫門一般均為普通庫門，由人工開啟和關(guān)閉作業(yè)，行車安全由人工保障。

運(yùn)行作業(yè)停車庫線主要是指車輛從正線完成運(yùn)行作業(yè)后回庫待命，隨時準(zhǔn)備再出發(fā)上正線運(yùn)行的庫線。這類庫線庫門按全自動運(yùn)行等級分為兩類:GOA1級及GOA2級線路庫線，此類庫線主要是司機(jī)人工駕駛車輛出入庫線，一般不會納入全自動駕駛范圍，庫門一般由人工開啟和關(guān)閉，行車安全由人工保障。庫門采用一般手動庫門即可；GOA3級及GOA4級線路庫線，此類庫線均會采取DTO或UTO全自動駕駛模式行車，一般無需司機(jī)操作，車輛自動運(yùn)行，庫門則需納入信號系統(tǒng)聯(lián)鎖，行車安全由信號系統(tǒng)監(jiān)督保障。此類庫門則需提供庫門可靠打開并鎖閉的觸點信息，可以現(xiàn)地操控、遠(yuǎn)程自動操控及人工手動，庫門操控鎖閉設(shè)備需經(jīng)SIL安全認(rèn)證。

2 車庫門控制方式

車庫門主要分人工門及自動控制門兩種類型，而自動控制門又分為遠(yuǎn)程自動控制、現(xiàn)地人工操控及故障情況下人工切除自動控制電路改由人工直接開關(guān)庫門的手動模式。

2.1 手動模式

手動模式，顧名思義就是由人工在現(xiàn)場直接開關(guān)庫門。不僅人工門具有此手動功能，自動控制門也需具備此功能。自動控制門在電氣控制故障情況下，可以切除自動控制電路，改由人工在現(xiàn)場直接手動開關(guān)庫門，并向信號系統(tǒng)提供門已開到位并鎖閉信息，確保庫門故障情況下正常行車不受影響。當(dāng)然此操作需制定相應(yīng)規(guī)章，需辦理相應(yīng)手續(xù)后方可進(jìn)行此操作。

2.2 現(xiàn)地操控模式

現(xiàn)地操控模式，是指全自動運(yùn)行模式線路，庫線納入自動駕駛范圍，不允許人員隨便進(jìn)出庫線，不能在庫門現(xiàn)場人工開關(guān)庫門，需在庫門控制室控制盤上人工操控庫門開關(guān)，自動打開和關(guān)閉庫門。

2.3 遠(yuǎn)程自動控制模式

遠(yuǎn)程自動控制模式，就是庫門的開和關(guān)納入信號系統(tǒng)聯(lián)鎖控制，由信號系統(tǒng)根據(jù)車輛運(yùn)行作業(yè)需要，自動控制庫門的開合和關(guān)閉。庫門的開關(guān)時機(jī)均由信號系統(tǒng)提供。

3 與信號系統(tǒng)接口

全自動運(yùn)行線路范圍內(nèi)的停車庫線庫門，需納入信號系統(tǒng)聯(lián)鎖監(jiān)督或監(jiān)控，具體接口方式有兩種：監(jiān)督類及監(jiān)控類。

3.1 信號僅監(jiān)督庫門打開狀態(tài)

監(jiān)督類接口，信號系統(tǒng)只監(jiān)督庫門的完全打開并可靠鎖閉狀態(tài)，在庫門控制室可以給出有效的庫門打開鎖閉信息后，信號系統(tǒng)才能給出車輛的移動授權(quán)，一旦庫門打開信息丟失，車輛則無法越過庫門，除非人工旁路、人工現(xiàn)場手動開門到位并鎖固。信號系統(tǒng)采集庫門信息接口電路如圖1所示。

圖1 信號采集庫門開門狀態(tài)接口電路圖Fig.1 Circuit diagrams of interfaces for the signal system to detect if the doors are open

3.2 信號既監(jiān)督又控制庫門

信號系統(tǒng)與庫門聯(lián)動，信號系統(tǒng)既要采集庫門打開并鎖閉信息，在車輛進(jìn)出庫線時作為向車輛發(fā)送移動授權(quán)命令的必備條件，也要向庫門控制室發(fā)送庫門打開及庫門關(guān)閉命令。

車輛在庫線出發(fā)前，自檢完好即向庫門控制室發(fā)送打開庫門命令，庫門控制室收到開門命令信息后，自動控制相應(yīng)庫線庫門打開并向信號系統(tǒng)提供門已開并鎖閉信息，條件具備時信號系統(tǒng)可以向車輛發(fā)送移動授權(quán)命令，車輛出庫。

車輛出庫后，信號系統(tǒng)利用車輛安全包絡(luò)線已出清庫門條件，觸發(fā)庫門關(guān)閉命令，信號系統(tǒng)向庫門控制室發(fā)送關(guān)門命令，庫門控制室接受到關(guān)門信息后自動關(guān)閉相應(yīng)庫線庫門。

車輛回庫前，在車輛距庫門接近制動距離（以25 km/h計算）加上庫門動作時間及反應(yīng)時間內(nèi)車輛走行距離點，開始觸發(fā)庫門打開命令，信號系統(tǒng)向庫門控制室發(fā)送開門命令，若庫門沒能可靠打開，信號系統(tǒng)向車輛提供的移動授權(quán)命令為庫門前停車，車輛停在庫門前等待，待庫門可靠打開，信號再次向車輛發(fā)送移動授權(quán)命令，車輛進(jìn)庫線休眠。

車輛回庫停穩(wěn)后觸發(fā)庫門關(guān)閉命令，信號系統(tǒng)向庫門控制室發(fā)送關(guān)門命令，庫門控制室接受到關(guān)門信息后，自動關(guān)閉相應(yīng)庫線庫門。具體接口電路如圖2所示。

圖2 信號控制監(jiān)督庫門狀態(tài)接口電路圖Fig.2 Circuit diagrams of interfaces for the signal system to monitor and control the doors

4 運(yùn)營效率安全分析

4.1 手動模式

手動模式，完全由人工開關(guān)庫門，如果庫門沒有打開到位，則有可能侵限發(fā)生車輛與庫門側(cè)面碰撞影響行車安全。若庫門打開時機(jī)晚了，則會影響行車效率，打亂全線列車運(yùn)行圖。若車輛進(jìn)出庫門時，人工關(guān)閉庫門早了或受風(fēng)力影響吹動庫門，將會造成庫門與車輛的側(cè)面碰撞，影響行車安全。若關(guān)門晚了，則失去了庫門應(yīng)有的防護(hù)作用。

手動模式的行車安全完全由人工來保障。

4.2 現(xiàn)地操控模式

現(xiàn)地操控模式，是信號系統(tǒng)僅采集庫門打開并可靠鎖閉的信息，信號系統(tǒng)不控制庫門的打開和關(guān)閉。庫門的開關(guān)由專人負(fù)責(zé)在庫門操控盤上操控，具體動作時機(jī)完全由人工按列車運(yùn)行圖提供的信息來控制。庫門打開早了，失去了庫門本該防護(hù)的作用。庫門打開晚了，則會影響到行車效率，打亂列車運(yùn)行圖，造成列車晚點。車輛在進(jìn)出庫門過程中，尚未完全離開庫門，若提前關(guān)閉庫門，則會造成車輛與庫門的側(cè)面碰撞，影響行車安全。庫門關(guān)閉晚了，則失去了庫門應(yīng)有的防護(hù)作用。

車輛進(jìn)出庫門前的安全防護(hù)由信號系統(tǒng)采集庫門可靠打開且鎖閉信息，以此為車輛移動授權(quán)的必備條件之一，保障車輛進(jìn)出庫門的安全。車輛進(jìn)出庫門過程中的行車安全則由庫門操控員人工保障。

4.3 遠(yuǎn)程自動控制模式

遠(yuǎn)程自動控制模式，是由信號系統(tǒng)接管庫門控制設(shè)備，由信號系統(tǒng)根據(jù)車輛進(jìn)出庫的需要，自動觸發(fā)庫門的開和關(guān)，觸發(fā)庫門動作時機(jī)最為科學(xué)合理，既最大限度地保留了庫門本該應(yīng)有的防護(hù)作用，又不影響車輛的正常通行作業(yè)，同時還減少了不必要的庫門操控人員。庫門的行車安全由信號系統(tǒng)檢測保障。

在遠(yuǎn)程自動控制故障情況下，還可降級改為現(xiàn)地操控以及人工手動模式，將庫門故障對行車的影響降到最低。

5 結(jié)語

全自動運(yùn)行線路車輛停車庫線均需納入自動控制范圍，車輛從正線運(yùn)行回庫后自動休眠自動叫醒，停車庫線及相應(yīng)的自動運(yùn)行線路均需隔離封閉，不允許人員隨便進(jìn)出，庫線庫門必須納入聯(lián)鎖聯(lián)動。庫門聯(lián)動方式目前有兩種做法，也就是前文介紹的現(xiàn)地操控模式及遠(yuǎn)程自動控制模式。

筆者認(rèn)為，現(xiàn)地操控模式不太適合全自動運(yùn)行模式，在無人自動駕駛線路設(shè)置庫門操控人員，人為控制庫門的開關(guān)，任何閃失或失誤均會影響到行車效率，甚至?xí)绊懙叫熊嚢踩Ｔ谌詣舆\(yùn)行線路使用此模式既不科學(xué)也不合理。

遠(yuǎn)程自動控制模式，只要通過計算合理取值，就能確定最佳觸發(fā)庫門動作時機(jī)，既保障了行車安全，又提高了運(yùn)營效率，還減少了定員，應(yīng)是最佳庫門聯(lián)控模式，值得在全自動運(yùn)行線路推廣應(yīng)用。