信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)接口控制的設(shè)計分析

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

　　屏蔽門(Ｐｌａｔｆｏｒｍｓｃｒｅｅｎｄｏｏｒｓ,簡稱ＰＳＤ)系統(tǒng)是現(xiàn)代化軌道交通工程的必備設(shè)施,它沿軌道交通站臺邊緣設(shè)置,將軌道區(qū)與站臺候車區(qū)隔離,具有節(jié)能、環(huán)保和安全等功能。安裝屏蔽門系統(tǒng)后,不僅可以防止乘客跌落軌道而發(fā)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(zhǔn)點率,而且可以減少站臺區(qū)與軌道區(qū)之間冷熱氣流的交換,從而降低環(huán)控系統(tǒng)的運營能耗,節(jié)約運營成本。
　　信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)相結(jié)合是屏蔽門系統(tǒng)工程的重要環(huán)節(jié)。此外,要更好地確保乘客的安全以及奠定無人駕駛的技術(shù)基礎(chǔ),就必須實現(xiàn)屏蔽門與列車車門的連動,并確保屏蔽門系統(tǒng)與信號系統(tǒng)的列車自動防護(ＡＴＰ)之間建立聯(lián)鎖關(guān)系。根據(jù)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(tǒng)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(tǒng)。該項工程預(yù)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(tǒng)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(tǒng)工程中的西門子信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的接口進行分析。

nbsp; 1　屏蔽門系統(tǒng)所需信號系統(tǒng)的條件及功能
　　(1) 信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)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(tǒng)才允許自動或人工向列車和站臺屏蔽門系統(tǒng)發(fā)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(tǒng)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(tǒng)為±0.3ｍ,成功率99.99%,ＡＴＰ系統(tǒng)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(tǒng)為±0.5ｍ,成功率99.5%,ＡＴＰ系統(tǒng)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(tǒng)為±0.4ｍ,成功率99.5%,ＡＴＰ系統(tǒng)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(guān)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(dāng)前屏蔽門的狀態(tài)(ＰＳＤ開門或ＰＳＤ關(guān)門)。如果屏蔽門是開門狀態(tài),ＡＴＰ軌旁單元會設(shè)置一個安全停車點,不讓任何列車駛?cè)胂鄳?yīng)的車站站臺。
　　(3)ＰＳＤ的狀態(tài)通過ＡＴＰ報文傳輸給列車。當(dāng)列車接近運營停車點,且屏蔽門的狀態(tài)由“ＰＳＤ關(guān)閉”變化為“ＰＳＤ開門”時,ＡＴＰ軌旁單元會產(chǎn)生緊急制動讓列車停車。
　　(4)確保當(dāng)列車停在停車窗位置范圍內(nèi)時才連通列車到軌旁的通信通道。當(dāng)列車在站臺范圍內(nèi)移動時,ＡＴＰ通過不激活“ＰＴＩ(ｐｏｓｉｔｉｖｅｔｒａｉｎｉｄｅｎｔｉｆｉ
　?。悖幔簦椋铮?有車標(biāo)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(dāng)列車車門打開時,這些報文會通過ＰＴＩ通道傳輸?shù)杰壟詥卧?屏蔽門會隨之而打開。
　　(5)屏蔽門控制系統(tǒng)向信號系統(tǒng)提供全部門“關(guān)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(shè)備外的線端子排。
　　(6)列車在ＡＴＰ停車窗范圍內(nèi)停穩(wěn)后,ＡＴＰ車載單元會發(fā)出打開列車車門的信號。當(dāng)列車車門打開,ＡＴＰ車載單元一個持續(xù)的故障安全輸出則會切斷列車的牽引系統(tǒng)。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(jù)接收來的2個不同的ＰＳＤ編碼(對應(yīng)ＰＳＤ開門的編碼)驅(qū)動2個繼電器輸出,它們是表示“ＰＳＤ開門”命令的接口。為了產(chǎn)生一個持續(xù)的控制信號,ＡＴＯ需不斷發(fā)送“ＰＳＤ開門”命令,直到屏蔽門被請求關(guān)閉為止。
　　(8)如果列車車門關(guān)閉(人工或自動),屏蔽門也隨之關(guān)閉,這些報文會通過ＰＴＩ通道傳輸?shù)杰壟詥卧?。目前廣州1、2號線列車只有人工關(guān)閉車門功能。
　　(9)ＡＴＰ車載單元在關(guān)閉車門的同時,輸出關(guān)閉屏蔽門命令。只有收到列車車門關(guān)閉好,且通過ＡＴＰ報文接收到屏蔽門的“關(guān)閉及鎖定狀態(tài)”信息后,列車牽引系統(tǒng)才被釋放,ＡＴＰ才允許啟動列車。
　　(10)開左門或開右門應(yīng)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(guān)要根據(jù)有利于乘客導(dǎo)向的原則來進行設(shè)計:先開下客側(cè)的屏蔽門,后開上客側(cè)的屏蔽門。