地铁信号系统与屏蔽门接口浅析

地铁信号系统与屏蔽门接口浅析

郑晓玉

郑晓玉

成都地铁运营有限公司四川成都610051

摘要：针对城市轨道交通地铁信号系统与屏蔽门系统通信的特点，探讨了信号系统与屏蔽门系统之间的接口工作原理。根据接口的功能需求，采用继电接口电路的方法实现了信号系统与屏蔽门系统的通信（包括屏蔽门的开、关控制，屏蔽门开、关门状态的监督和采集。另外基于故障-安全的原则，进行了安全性和可靠性分析）。本文着重探讨和研究地铁信号与屏蔽门的控制系统，分析其安全性和可靠性。

关键词：地铁屏蔽门控制系统原理

地铁信号和屏蔽门联动控制系统在地铁运行当中占有重要地位，几乎全线运用于所有的地铁站台边缘。该系统作用重大，不但能够起到屏蔽和隔离的作用，提高地铁系统的安全性能，还能够有效提高列车的运行效率，并起到节能环保的作用。

1.地铁信号与屏蔽门联动控制系统工作原理

地铁信号与屏蔽门联动控制系统是基于周密的控制逻辑和实际运行中可能产生的各种情况和问题而开发设计的，要求该联动系统能够精准地控制站台屏蔽门和车门的开合程序动作，并提供安全监控相关信息，及时作出反应，从而避免意外事故的发生，提高地铁的运作水平。

1.1地铁屏蔽门简介

地铁系统当中会沿车站站台边缘设置屏蔽门系统，将列车运行区间与站台隔离，起到降低能耗、提高安全性的作用。该系统包括门体结构（钢架、顶盒、门体、下部支撑结构）和门机结构（门控单元、传动装置、驱动装置、锁紧装置和电动机）。

1.2系统运作原理概要

地铁信号与屏蔽门联动控制系统包括车内和轨道旁的两大系统，与列车门控制电路、屏蔽门控制系统、信号系统、人机等一同连接，系统周密复杂，数据流庞大。

该系统要求有效应对正常工作和意外状况，本系统是在基于特定的无线传输技术而建立一套车-地双向无线数据通信基础。通过这一套自动化通讯基础，系统后台能够准确的对列车的位置和状况进行定位和辨识，而后利用特定系统反馈到后台并自动生成对应的操作程序。

当列车进入站台长度范围内，轨道旁的感应系统能够立即感应，并建立起主从式半双工高速数据通信链路交换信息系统，同时使用了双轨并的通讯机制，确保车-地信息交互的稳定、可靠。

1.3联动系统的接口信号概述

地铁信号和屏蔽门控制接口是通过信号控制电缆连接实现的，并使用不同的方式对两个系统进行连接。常规状态下，该信号有四种硬线连接的、连贯的命令指向，具体说明如下：

（1）开门命令

开门命令通过信号系统传输到屏蔽门系统。当列车停到指定的位置时，信号系统发出命令打开屏蔽门直到列车车门关闭；

（2）关门命令

关门命令和开门命令的传输方式类似，按要求输出屏蔽门关门的指示到屏蔽门系统；

（3）关闭及锁定状态信号

关闭及锁定状态吸信号由屏蔽门控制系统发送到信号系统，当车门和屏蔽门均正常关闭，且ATP系统也接收到该信号时，列车才被允许正常启动；

（4）互锁系统信号

互锁系统信号同样是由屏蔽门控制系统发送到信号系统，ATP系统会接触与信号系统、屏蔽门系统的连接，从而使得列车顺利开出。

2.地铁信号与屏蔽门控制联动系统运作过程

地铁信号与屏蔽门的联动控制系统涉及到了连续式列车自动控制系统(ATC)、车载列车自动防护子系统(ATP)、列车自动驾驶子系统(ATO)、站台屏蔽门(PSD)系统等共同协作操作的，过程非常复杂而精密。

2.1列车的开门

列车的开门时间点是定在列车完全进站并且停在了制定的停车窗位时，ATP系统便会发出信号，表示允许开门。此时，地铁信号和屏蔽门系统也会瞬间与ATP系统连接起来，并通过特定的轨道向总控系统发出信号，此时，输出继电器会建立起一个传输通道，将开门命令输送到地面并由接收器传输信号到设备房的PTIMUX，而后通过解释和输出，屏蔽门控制器最终打开屏蔽门。

2.2列车的关门

列车在站内的停车时间大致是一定的，在时间到了的时候，车内会发出关门命令指示并传输给ATO系统并传向地面系统。地面接收器可以将指示发送给设备信号房进行解释和中转，而后最终由屏蔽门控制器最终执行关闭屏蔽门的操作步骤。

事实上，信号系统不但操作做着常规的屏蔽门开关系统，也会时刻监视着屏蔽门的状态。屏蔽门控制系统会在一系列的信号传输后最终将屏蔽门的状态在最短的时间内传输到ATP系统，从而帮助列车在能够即时对不同的状况进行反应和处理。

2.3联动控制系统的设定理论思想

设定这样一个复杂且庞大的地铁信号与屏蔽门联动控制系统的主要目的是为了能够保证地铁运作的程序化、自动化，保证列车和乘客们的安全，同时，也要求提高列车运行的工作效率，并最大限度的减少能耗，起到节能环保的作用。

故而，该系统是要求ATP系统、信号系统和屏蔽门信号系统能够有条不紊地协调运作，使得屏蔽门和列车的运作是根据准确而及时的信号而完成。在这一系统下，屏蔽门会根据信号系统的指示开关车门，而ATP系统也能够根据屏蔽门的命令完成一系列动作，最终保证列车安全开出。车门的开关和屏蔽门的开关必须是同步进行的，这样才能保证列车的安全。

2.4安全应对手段

联动控制系统不但能够维系正常的列车运营，同样重要的是，它能够在突发状况下立即作出反应，通过基本的操作最大限度的降低危险系数。

（1）车-地通讯轨道的建立能够有效连接起不同的功能系统，通过屏蔽门的实时监控，当系统检测到车门或屏蔽门并未完全关闭的时候，ATP系统会切断列车启动的可能，避免发生车门夹伤或跌落等意外事故；

（2）若列车并未按指令完全停在停车窗区域内，传输通道则不会被激活，列车和屏蔽门不会做出开门等动作；

（3）当出现小段的误码时，继电器会做出反应，从而在短时间内不会影响到系统的正常运行。

3.地铁信号与屏蔽门联动控制系统的优势

地铁信号与屏蔽门联动控制系统已成为现代地铁轨道系统当中不可或缺的部分，具有重要的作用和意义。

（1）提高工作效率

使用该系统能够自动化操作复杂且难以通过人力调控的地铁系统，使得反应时间和处理时间能缩减到最低，有效提高列车的运作效率。尤其在上下班高峰期，该联动系统能够压减开门、关门等产生的时间。

（2）提高安全系数

通过屏蔽门和ATP、信号系统的相互协作，能够更有效发挥屏蔽门的保护作用，起到实时监控和处理的作用，防止乘客在列车门关门的瞬间被夹伤。对于某些线路较老的地铁站，还能够有效阻隔较大的空隙产生的安全隐患。

（3）提高地铁企业运营水平

使用自动化、程序化的联动系统，能够显著减少地铁所需的操作人手，并提高工作水平和工作能力。同时，有效控制列车门和屏蔽门的开关，也能够很好的降低冷气的流失，并通过提高安全系数而提高运营管理水平。

4.小结

地铁信号与屏蔽门联动控制系统在显著地提高地铁集团的工作效率和水平的同时，也能够有效地保证列车和乘客们的安全。该系统通过自动化监控、操作和处理，节省不可估量的人力物力和时间效能，增强了地铁的显著优势，需要我们正确对待和认真重视。

参考文献：

[1]郝卫国．城市轨道交通杂散电流的防护．城市轨道交通研究[J].2004(6)：53

[2]李威．地铁杂散电流的监测与防治．城市轨道交通研究[J].2003(4)：48