信號系統與屏蔽門系統接口控制的設計分析

摘要：基于廣州地鐵1、2號線屏蔽門系統工程,分析、介紹了由車載和軌旁設備支持實施的ＬＺＢ連續自動列車控制系統的控制和監督功能,從安全、合理的角度綜述了信號系統與屏蔽門系統之間的接口控制關系。

　　屏蔽門(Ｐｌａｔｆｏｒｍｓｃｒｅｅｎｄｏｏｒｓ,簡稱ＰＳＤ)系統是現代化軌道交通工程的必備設施,它沿軌道交通站臺邊緣設置,將軌道區與站臺候車區隔離,具有節能、環保和安全等功能。安裝屏蔽門系統后,不僅可以防止乘客跌落軌道而發生危險,確保乘客安全,減少人為引起的停車延誤,提高列車準點率,而且可以減少站臺區與軌道區之間冷熱氣流的交換,從而降低環控系統的運營能耗,節約運營成本。
　　信號系統與屏蔽門系統相結合是屏蔽門系統工程的重要環節。此外,要更好地確保乘客的安全以及奠定無人駕駛的技術基礎,就必須實現屏蔽門與列車車門的連動,并確保屏蔽門系統與信號系統的列車自動防護(ＡＴＰ)之間建立聯鎖關系。根據世界各城市軌道交通工程的成功先例,屏蔽門普遍由信號系統進行控制。廣州于2004年10月開始對正在運營的地鐵1號線加裝屏蔽門系統。該項工程預計總投資金額為1.484億元人民幣,是目前我國最大的一項軌道交通屏蔽門系統工程。本文主要對廣州地鐵2號線及1號線加裝屏蔽門系統工程中的西門子信號系統與屏蔽門系統的接口進行分析。

nbsp; 1　屏蔽門系統所需信號系統的條件及功能
　　(1) 信號系統與屏蔽門系統的接口僅考慮線路上的列車的正向運行,但要滿足屏蔽門對停車精度的要求。只有停車精度要求被滿足,信號系統才允許自動或人工向列車和站臺屏蔽門系統發送開門命令。目前,用于廣州地鐵2號線的ＬＺＢ700Ｍ型中,ＡＴＰ和ＡＴＯ(列車自動運行)系統是由德國西門子公司提供的,其列車定點停車的精度ＡＴＯ系統為±0.3ｍ,成功率99.99%,ＡＴＰ系統為±0.5ｍ,已滿足屏蔽門對停車精度的要求。廣州地鐵1號線同樣采用ＬＺＢ700Ｍ型ＡＴＰ、ＡＴＯ,目前列車停車的精度ＡＴＯ系統為±0.5ｍ,成功率99.5%,ＡＴＰ系統為±1ｍ。由此可見,要安裝屏蔽門首先必須改善列車的停車狀況,停車精度至少要達到ＡＴＯ系統為±0.4ｍ,成功率99.5%,ＡＴＰ系統為±0.5ｍ的要求;并要保證在列車停車精度為±400ｍｍ情況下,列車乘客門凈開度≥1200ｍｍ(屏蔽門門開寬度為2000ｍｍ)。
　　(2)只有屏蔽門關閉的情況下列車才能運行。ＡＴＰ軌旁單元通過故障安全型繼電器輸入接點接收當前屏蔽門的狀態(ＰＳＤ開門或ＰＳＤ關門)。如果屏蔽門是開門狀態,ＡＴＰ軌旁單元會設置一個安全停車點,不讓任何列車駛入相應的車站站臺。
　　(3)ＰＳＤ的狀態通過ＡＴＰ報文傳輸給列車。當列車接近運營停車點,且屏蔽門的狀態由“ＰＳＤ關閉”變化為“ＰＳＤ開門”時,ＡＴＰ軌旁單元會產生緊急制動讓列車停車。
　　(4)確保當列車停在停車窗位置范圍內時才連通列車到軌旁的通信通道。當列車在站臺范圍內移動時,ＡＴＰ通過不激活“ＰＴＩ(ｐｏｓｉｔｉｖｅｔｒａｉｎｉｄｅｎｔｉｆｉ
　　ｃａｔｉｏｎ,有車標志)釋放”切斷ＰＴＩ通道。如果列車停到指定的ＡＴＰ停車窗位置時,則通過ＡＴＰ激活“ＰＴＩ釋放”讓ＰＴＩ通道連通。當列車車門打開時,這些報文會通過ＰＴＩ通道傳輸到軌旁單元,屏蔽門會隨之而打開。
　　(5)屏蔽門控制系統向信號系統提供全部門“關閉及鎖定”和“互鎖解除”信息,接口采用安全型干接點雙斷硬線連接,接口分界點在屏蔽門控制設備外的線端子排。
　　(6)列車在ＡＴＰ停車窗范圍內停穩后,ＡＴＰ車載單元會發出打開列車車門的信號。當列車車門打開,ＡＴＰ車載單元一個持續的故障安全輸出則會切斷列車的牽引系統。這是為了防止列車在車門開啟的情況下人為地啟動列車。
　　(7)ＰＴＩ ＭＵＸ(ＰＴＩｔｒａｃｋｓｉｄｅｕｎｉｔ)根據接收來的2個不同的ＰＳＤ編碼(對應ＰＳＤ開門的編碼)驅動2個繼電器輸出,它們是表示“ＰＳＤ開門”命令的接口。為了產生一個持續的控制信號,ＡＴＯ需不斷發送“ＰＳＤ開門”命令,直到屏蔽門被請求關閉為止。
　　(8)如果列車車門關閉(人工或自動),屏蔽門也隨之關閉,這些報文會通過ＰＴＩ通道傳輸到軌旁單元。目前廣州1、2號線列車只有人工關閉車門功能。
　　(9)ＡＴＰ車載單元在關閉車門的同時,輸出關閉屏蔽門命令。只有收到列車車門關閉好,且通過ＡＴＰ報文接收到屏蔽門的“關閉及鎖定狀態”信息后,列車牽引系統才被釋放,ＡＴＰ才允許啟動列車。
　　(10)開左門或開右門應與站臺的位置和列車運行方向相符合。如在換乘站(如公園前站),屏蔽門的開關要根據有利于乘客導向的原則來進行設計:先開下客側的屏蔽門,后開上客側的屏蔽門。