站臺(tái)門間隙探測(cè)系統(tǒng)與信號(hào)系統(tǒng)接口方式探究

李 勇

（比亞迪通信信號(hào)有限公司，廣東深圳 518118）

國(guó)內(nèi)早期修建的城市軌道交通線路未配置站臺(tái)門系統(tǒng)，乘客乘降作業(yè)存在很大安全風(fēng)險(xiǎn)，容易出現(xiàn)乘客在站臺(tái)候車期間，墜落軌道而引發(fā)傷亡的事故。后來(lái)，為了確保乘客乘車安全，車站站臺(tái)開始安裝站臺(tái)門系統(tǒng)，部分當(dāng)初運(yùn)營(yíng)前未曾安裝站臺(tái)門的線路也開始增設(shè)站臺(tái)門。

為確保列車運(yùn)行安全，站臺(tái)門安裝時(shí)，需滿足線路設(shè)備安裝限界要求，所以站臺(tái)門與列車間存在120 mm 左右的間隙（由于施工條件影響，部分站臺(tái)間隙可能更大）。在列車停站作業(yè)過(guò)程中，曾發(fā)生乘客被困其中引發(fā)傷亡事故，影響運(yùn)營(yíng)效率。目前已采用多種間隙探測(cè)方式，選擇合適的間隙探測(cè)系統(tǒng)及其與站臺(tái)門、信號(hào)系統(tǒng)的接口方式非常必要。

1 間隙探測(cè)裝置

城市軌道交通車站主要采用物理防護(hù)裝置和電氣探測(cè)裝置兩類間隙探測(cè)方式。物理防護(hù)裝置主要包括車尾瞭望燈帶、防護(hù)擋板、防站人斜板等。這些物理防護(hù)裝置雖然成本較低，但都存在較多不足，比如瞭望燈帶完全依賴于司機(jī)的判斷，存在司機(jī)誤判的風(fēng)險(xiǎn)，特別是在曲線站臺(tái)。

電氣探測(cè)裝置主要包括激光對(duì)射、紅外探測(cè)、激光雷達(dá)和圖像識(shí)別裝置。不同的電氣探測(cè)裝置的探測(cè)區(qū)域、安裝精度要求、抗干擾性、探測(cè)距離、探測(cè)密度、曲線站臺(tái)適用性、故障定位和處理效率等方面存在差異，可單獨(dú)使用，也可多種方式融合以提高探測(cè)可靠性。但間隙探測(cè)功能的最終實(shí)現(xiàn)，都需要通過(guò)系統(tǒng)間接口將探測(cè)結(jié)果發(fā)給信號(hào)系統(tǒng)，由信號(hào)系統(tǒng)控制列車運(yùn)行，保證運(yùn)營(yíng)及乘客的安全。這就需要討論采用何種接口方式能安全有效地實(shí)現(xiàn)間隙探測(cè)功能，以下將對(duì)此展開論述。

2 系統(tǒng)間接口方式

2.1 間隙探測(cè)系統(tǒng)經(jīng)站臺(tái)門與信號(hào)系統(tǒng)接口方式（方式一）

目前部分線路采用以下方式：站臺(tái)門關(guān)閉后，間隙探測(cè)系統(tǒng)接收站臺(tái)門系統(tǒng)發(fā)來(lái)的關(guān)閉且鎖緊信息并啟動(dòng)探測(cè)，探測(cè)持續(xù)一定時(shí)間（探測(cè)時(shí)間可設(shè)置，不宜過(guò)長(zhǎng)）后，將探測(cè)結(jié)果反饋給站臺(tái)門系統(tǒng)，如果反饋信息為有障礙物，則站臺(tái)門系統(tǒng)不會(huì)向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送關(guān)閉且鎖緊信息，信號(hào)系統(tǒng)判斷不滿足站臺(tái)發(fā)車條件，阻止列車發(fā)車；若反饋無(wú)障礙物，滿足其他發(fā)車條件后，信號(hào)系統(tǒng)控制列車正常發(fā)車。

列車車站作業(yè)期間，信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門系統(tǒng)、間隙探測(cè)系統(tǒng)的控制邏輯及時(shí)序如圖1 所示。

圖1 信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門、間隙探測(cè)系統(tǒng)控制邏輯及時(shí)序（方式一）Fig.1 Control logic and sequence diagram of signaling system,platform door and gap detection system (mode 1)

這種接口方式，信號(hào)系統(tǒng)只與站臺(tái)門接口，由站臺(tái)門系統(tǒng)獲取間隙探測(cè)結(jié)果，若無(wú)障礙物，則給信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送關(guān)門且鎖緊信息（MZTJ）。若站臺(tái)門或間隙探測(cè)系統(tǒng)故障，人工確認(rèn)安全后，可操作站臺(tái)門互鎖解除，給信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送門旁路信息（MPLJ），減少站臺(tái)門或間隙探測(cè)系統(tǒng)故障對(duì)運(yùn)營(yíng)效率的影響。信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門系統(tǒng)間采用物理接口，信號(hào)系統(tǒng)輸入電路如圖2 所示。

圖2 信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門接口（信號(hào)輸入）電路Fig.2 Interface (signal input) circuit diagram of signaling system and platform door

由以上探測(cè)及接口過(guò)程可以看出，間隙探測(cè)啟動(dòng)時(shí)間為接收到站臺(tái)門關(guān)閉且鎖緊信息的時(shí)刻，停止探測(cè)時(shí)間為啟動(dòng)探測(cè)且延續(xù)較短時(shí)間后的時(shí)刻，有以下4 個(gè)方面的不足。

1）部分車站站臺(tái)門較車門先關(guān)閉，在站臺(tái)門關(guān)閉后、車門關(guān)閉前的這段時(shí)間內(nèi)可能有異物進(jìn)入探測(cè)區(qū)域，從而引起誤報(bào)，影響運(yùn)營(yíng)效率；

2）停止探測(cè)后，若車門再次打開，并有異物進(jìn)入探測(cè)區(qū)域，將無(wú)法被探測(cè)到，引起漏報(bào)，存在安全隱患，即無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)列車發(fā)車及出站整個(gè)過(guò)程的完全探測(cè)；

3）探測(cè)持續(xù)一定時(shí)間停止探測(cè)后，若無(wú)障礙物，信號(hào)系統(tǒng)才能接收到關(guān)閉且鎖緊信息，控制列車發(fā)車，影響運(yùn)營(yíng)效率；

4）間隙探測(cè)信息串入到站臺(tái)門關(guān)閉且鎖緊信息發(fā)送給信號(hào)系統(tǒng)，操作站臺(tái)門旁路功能也直接將間隙探測(cè)進(jìn)行旁路，易發(fā)生由于操作站臺(tái)門旁路同時(shí)旁路間隙探測(cè)功能而引發(fā)安全事故。

2.2 間隙探測(cè)系統(tǒng)經(jīng)站臺(tái)門與信號(hào)系統(tǒng)接口方式（增加車門狀態(tài)）（方式二）

在方式一的基礎(chǔ)上，間隙探測(cè)啟動(dòng)時(shí)機(jī)增加車門狀態(tài)條件，并且反饋探測(cè)結(jié)果給站臺(tái)門和信號(hào)系統(tǒng)后持續(xù)探測(cè)。方式一共列有4 點(diǎn)不足，采用方式二能規(guī)避方式一的前3 點(diǎn)不足，但第4 點(diǎn)無(wú)法規(guī)避。

金石學(xué)可以說(shuō)是朱熹的家學(xué)。朱熹之父朱松喜歡收藏石刻拓本，這對(duì)朱熹產(chǎn)生了直接的影響，使他從少年時(shí)代開始就養(yǎng)成了對(duì)“古金石文字”的愛好。

1）列車停站作業(yè)完成，信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送站臺(tái)門、列車關(guān)門命令；

2）站臺(tái)門和列車執(zhí)行關(guān)門命令，關(guān)門完成后，信號(hào)系統(tǒng)向站臺(tái)門系統(tǒng)發(fā)送車門關(guān)閉信息；

3）站臺(tái)門系統(tǒng)向間隙探測(cè)系統(tǒng)發(fā)送啟動(dòng)探測(cè)命令，間隙探測(cè)系統(tǒng)開始探測(cè)；

4）若探測(cè)到無(wú)障礙物，站臺(tái)門即向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送關(guān)門且鎖緊信息，信號(hào)系統(tǒng)控制列車發(fā)車；

5）間隙探測(cè)系統(tǒng)持續(xù)探測(cè)，直至列車完全出站，信號(hào)系統(tǒng)停止向站臺(tái)門系統(tǒng)發(fā)送車門關(guān)閉信息，站臺(tái)門系統(tǒng)向間隙探測(cè)系統(tǒng)發(fā)送停止探測(cè)命令。

列車車站作業(yè)期間，信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門系統(tǒng)、間隙探測(cè)系統(tǒng)的控制邏輯及時(shí)序圖如圖3 所示。

圖3 信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門、間隙探測(cè)系統(tǒng)控制邏輯及時(shí)序（方式二）Fig.3 Control logic and sequence diagram of signaling system,platform door and gap detection system (mode 2)

信號(hào)系統(tǒng)僅與站臺(tái)門接口，同樣由站臺(tái)門系統(tǒng)獲取間隙探測(cè)信息后，若無(wú)障礙，則給信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送關(guān)門且鎖緊信息（MZTJ），但這種方式站臺(tái)門系統(tǒng)需要從信號(hào)系統(tǒng)獲取列車車門關(guān)閉狀態(tài)信息（LCGMJ）。同樣，若站臺(tái)門或間隙探測(cè)系統(tǒng)故障，人工確認(rèn)安全后，可操作站臺(tái)門互鎖解除，減少對(duì)運(yùn)營(yíng)效率的影響。信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門系統(tǒng)間采用物理接口，信號(hào)系統(tǒng)輸入和輸出電路如圖4 所示。

圖4 信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門接口（信號(hào)輸入及輸出）電路Fig.4 Interface (signal input and output) circuit diagram of signaling system and platform door

2.3 間隙探測(cè)系統(tǒng)直接與信號(hào)系統(tǒng)接口方式（方式三）

1）列車停站作業(yè)完成，信號(hào)系統(tǒng)向列車及站臺(tái)門發(fā)送關(guān)門命令。

2）站臺(tái)門和列車執(zhí)行關(guān)門命令，關(guān)門完成后，列車向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送車門關(guān)閉信息，站臺(tái)門系統(tǒng)向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送站臺(tái)門關(guān)閉信息。

3）信號(hào)系統(tǒng)向間隙探測(cè)系統(tǒng)發(fā)送啟動(dòng)探測(cè)命令，間隙探測(cè)系統(tǒng)開始探測(cè)。

4）探測(cè)到無(wú)障礙物，間隙探測(cè)系統(tǒng)即可向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送關(guān)門且鎖緊信息，信號(hào)系統(tǒng)控制列車發(fā)車。

5）間隙探測(cè)系統(tǒng)持續(xù)探測(cè)，直至列車完全出站，信號(hào)系統(tǒng)向間隙探測(cè)系統(tǒng)發(fā)送停止探測(cè)命令，間隙探測(cè)系統(tǒng)停止探測(cè)。

列車車站作業(yè)期間，信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門系統(tǒng)、間隙探測(cè)系統(tǒng)正常控制邏輯及時(shí)序如圖5 所示。

圖5 信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門、間隙探測(cè)系統(tǒng)控制邏輯及時(shí)序（方式三）Fig.5 Control logic and sequence diagram of signaling system,platform door and gap detection system (mode 3)

信號(hào)系統(tǒng)直接與間隙探測(cè)系統(tǒng)接口，滿足間隙探測(cè)啟動(dòng)條件（車門、站臺(tái)門關(guān)閉）后，信號(hào)系統(tǒng)向間隙探測(cè)系統(tǒng)發(fā)送啟動(dòng)探測(cè)命令（JXQDJ）。當(dāng)檢測(cè)到列車完全出站后，停止發(fā)送啟動(dòng)探測(cè)命令，而發(fā)送停止探測(cè)命令（JXTZJ），間隙探測(cè)系統(tǒng)停止探測(cè)。間隙探測(cè)系統(tǒng)直接將探測(cè)結(jié)果（JXBJ）發(fā)送給信號(hào)系統(tǒng)，若信號(hào)系統(tǒng)獲取到無(wú)障礙信息，滿足其他發(fā)車條件即可控制列車出站。若間隙探測(cè)系統(tǒng)故障，在人工確保安全的前提下，可操作間隙探測(cè)旁路，信號(hào)系統(tǒng)接收間隙探測(cè)旁路信息（JXPL），并在滿足其他發(fā)車條件下控制列車發(fā)車，減少因間隙探測(cè)系統(tǒng)故障影響運(yùn)營(yíng)效率。信號(hào)系統(tǒng)與間隙探測(cè)系統(tǒng)間采用物理接口，信號(hào)系統(tǒng)輸入和輸出電路如圖6 所示。

圖6 信號(hào)系統(tǒng)與間隙探測(cè)系統(tǒng)接口（信號(hào)輸入及輸出）電路Fig.6 Interface (signal input and output) circuit diagram of signaling system and gap detection system

3 接口方式的比較及選用

前兩種方式，將間隙探測(cè)結(jié)果匯集到站臺(tái)門關(guān)閉且鎖緊信息輸出給信號(hào)系統(tǒng)，站臺(tái)門系統(tǒng)處于中間環(huán)節(jié)，對(duì)接口功能和實(shí)現(xiàn)效率有一定影響，且方式一存在明顯不足。雖然方式二能解決方式一中存在的部分不足，但仍無(wú)法避免因站臺(tái)門旁路同時(shí)將間隙探測(cè)旁路而帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，且需增加輸出車門狀態(tài)給站臺(tái)門系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備。

信號(hào)系統(tǒng)與間隙探測(cè)系統(tǒng)直接接口，需增加接口電源、繼電器、聯(lián)鎖輸和輸出板卡，聯(lián)鎖軟件增加間隙探測(cè)接口功能，實(shí)現(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)直接獲取間隙探測(cè)結(jié)果作為發(fā)車條件控制列車運(yùn)行，能有效解決方式一中所提到的不足，具體如下。

1）信號(hào)系統(tǒng)獲取到列車車門關(guān)閉和站臺(tái)門關(guān)閉且鎖緊信息后，才啟動(dòng)間隙探測(cè)，有效減少誤報(bào)。

2）間隙探測(cè)系統(tǒng)經(jīng)探測(cè)無(wú)障礙后，立刻發(fā)送無(wú)障礙信息給信號(hào)系統(tǒng)，用于控制列車發(fā)車，減少對(duì)運(yùn)營(yíng)效率的影響。

3）間隙探測(cè)發(fā)送探測(cè)結(jié)果后，不會(huì)立即停止探測(cè)，會(huì)持續(xù)探測(cè)，直至列車完全出站，收到信號(hào)系統(tǒng)停止探測(cè)命令后方停止探測(cè)，確保列車整個(gè)出站過(guò)程安全。

4）信號(hào)系統(tǒng)直接與間隙探測(cè)系統(tǒng)接口，減少中間環(huán)節(jié)，提高間隙探測(cè)及采用探測(cè)結(jié)果控制列車運(yùn)行的效率。

5）站臺(tái)門旁路和間隙探測(cè)旁路功能完全分開，消除因站臺(tái)門旁路同時(shí)將間隙探測(cè)系統(tǒng)旁路而帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

綜上分析，建議采用方式三，即信號(hào)系統(tǒng)直接與間隙探測(cè)系統(tǒng)接口。能有效減少間隙探測(cè)裝置誤報(bào)和漏報(bào)，能安全、可靠地實(shí)現(xiàn)間隙探測(cè)功能，保障列車運(yùn)營(yíng)安全，并且在間隙探測(cè)系統(tǒng)故障時(shí)，也能采用間隙探測(cè)旁路功能，減少設(shè)備故障對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響，提高運(yùn)營(yíng)效率。

4 小結(jié)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)軌道交通出行需求越來(lái)越大，對(duì)運(yùn)營(yíng)安全提出了更高的要求，給車站乘降作業(yè)帶來(lái)很大考驗(yàn)。采用高可靠性的間隙探測(cè)裝置及選擇信號(hào)系統(tǒng)與間隙探測(cè)系統(tǒng)直接接口的方式非常重要，信號(hào)系統(tǒng)直接向間隙探測(cè)系統(tǒng)發(fā)送啟動(dòng)或停止探測(cè)命令，直接接收間隙探測(cè)信息控制列車運(yùn)行，間隙探測(cè)旁路開關(guān)單獨(dú)設(shè)置，更安全有效地實(shí)現(xiàn)間隙探測(cè)功能，保障乘客乘車及列車運(yùn)營(yíng)安全，提高運(yùn)營(yíng)效率。