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基于信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門(mén)系統(tǒng)的邏輯與控制的分析

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【文章摘要】

本文對(duì)于城市地鐵系統(tǒng)中屏蔽門(mén)系統(tǒng)的接口進(jìn)行了介紹，對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)對(duì)屏蔽門(mén)系統(tǒng)的控制進(jìn)行了研究，并分析了信號(hào)系統(tǒng)對(duì)停站列車(chē)的牽引邏輯控制。通過(guò)研究來(lái)促進(jìn)我國(guó)地鐵系統(tǒng)的自動(dòng)化以及信息化程度，并保障地鐵系統(tǒng)的安全無(wú)故障的運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】

城市地鐵；信號(hào)系統(tǒng)；屏蔽門(mén)系統(tǒng)；控制與監(jiān)控

1 信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門(mén)系統(tǒng)的接口方式

信號(hào)系統(tǒng)使用經(jīng)過(guò)可靠性檢查合格的連接系統(tǒng)和屏蔽門(mén)控制系統(tǒng)聯(lián)系在一起。接口運(yùn)用繼電器接口方式。屏蔽門(mén)系統(tǒng)在地鐵站臺(tái)的每一側(cè)都會(huì)有一組接口和信號(hào)系統(tǒng)連在一起，所以，無(wú)論島式站臺(tái)還是側(cè)式站臺(tái)至少有兩組接口可供使用，一島二側(cè)式地鐵站臺(tái)有2組接口。信號(hào)系統(tǒng)通過(guò)繼電器接口把信號(hào)使能、開(kāi)門(mén)控制指令、關(guān)門(mén)控制指令、授權(quán)指令等傳輸?shù)狡帘伍T(mén)控制系統(tǒng)，而且這些指令會(huì)一直存在，除非有新的改變門(mén)現(xiàn)狀的指令發(fā)出，當(dāng)前指令才會(huì)終止。屏蔽門(mén)系統(tǒng)將屏蔽門(mén)的開(kāi)門(mén)狀態(tài)、關(guān)門(mén)閉鎖狀態(tài)及互鎖解除狀態(tài)信號(hào)傳輸給信號(hào)系統(tǒng)，當(dāng)前指令保持到下一個(gè)改變門(mén)狀態(tài)的指令發(fā)出時(shí)才終止。在屏蔽門(mén)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，向信號(hào)系統(tǒng)輸送互鎖解除的指令。

2 信號(hào)系統(tǒng)對(duì)屏蔽門(mén)系統(tǒng)的控制

對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)對(duì)屏蔽門(mén)的控制作用在地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中進(jìn)行了明確的規(guī)定:該信號(hào)系統(tǒng)能夠?qū)φ九_(tái)上的屏蔽門(mén)以及對(duì)列車(chē)的車(chē)門(mén)進(jìn)行開(kāi)、關(guān)等規(guī)定的動(dòng)作。ATP是列車(chē)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，該列車(chē)自動(dòng)保護(hù)子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)屏蔽門(mén)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，ATO為列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行子系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)的車(chē)門(mén)以及站臺(tái)上的屏蔽門(mén)的控制。列車(chē)的停車(chē)過(guò)程大概如下:

首先列車(chē)停車(chē)之前要經(jīng)過(guò)ATP來(lái)對(duì)列車(chē)的停車(chē)精度進(jìn)行精確的計(jì)算看其是否滿足停車(chē)的精度，然后如果這個(gè)精度能夠滿足那么就允許ATO向列車(chē)以及站臺(tái)屏蔽門(mén)發(fā)送相應(yīng)的開(kāi)門(mén)指令。然后通過(guò)對(duì)屏蔽門(mén)以及列車(chē)車(chē)門(mén)的控制來(lái)迎接上下車(chē)的旅客。在列車(chē)要離開(kāi)站臺(tái)的時(shí)候ATO會(huì)自動(dòng)發(fā)出關(guān)閉車(chē)門(mén)以及站臺(tái)上屏蔽門(mén)的相關(guān)指令，并且由ATP子系統(tǒng)在檢測(cè)到了列車(chē)門(mén)以及屏蔽門(mén)都已經(jīng)關(guān)閉和鎖定的情況下,才對(duì)列車(chē)進(jìn)行啟動(dòng)。

2.1正常模式下信號(hào)系統(tǒng)對(duì)于屏蔽門(mén)的邏輯控制

2.1.1控制屏蔽門(mén)系統(tǒng)滑動(dòng)門(mén)的開(kāi)啟

地鐵列車(chē)駛?cè)胲?chē)站，ATP系統(tǒng)確定地鐵要求的停車(chē)區(qū)域。如果停車(chē)要求不準(zhǔn)確，那么屏蔽門(mén)以及車(chē)門(mén)都不可以開(kāi)啟，允許地鐵按規(guī)定的速度向前或者向后移動(dòng)一定的距離，以保證地鐵停在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)。安裝在地鐵上的ATP/ATO使用車(chē)地之間的聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)PTI環(huán)線向地鐵控制室輸送列車(chē)到站的連續(xù)信號(hào)，與此同時(shí)向屏蔽門(mén)系統(tǒng)和地鐵傳輸開(kāi)門(mén)指令。此指令由屏蔽門(mén)主控機(jī)輸送到門(mén)控制單元；門(mén)控制單元接受到開(kāi)門(mén)指令后，按指令解鎖，開(kāi)門(mén)的動(dòng)作，此時(shí)PEDC不再向信號(hào)系統(tǒng)傳輸關(guān)閉鎖定的狀態(tài)指令。開(kāi)左邊的門(mén)還是右邊的門(mén)應(yīng)符合站臺(tái)的位置和運(yùn)動(dòng)方向。

2.1.2控制屏蔽門(mén)系統(tǒng)滑動(dòng)門(mén)的關(guān)閉

地鐵列車(chē)啟動(dòng)前，安裝在地鐵上的ATP/ ATO使用PEDC給DCU傳輸關(guān)門(mén)指令。DCU接到指令后，按指令完成關(guān)門(mén)、閉鎖的操作。在全部滑動(dòng)門(mén)關(guān)閉且鎖定后，PEDC向軌道旁的ATP傳輸全部滑動(dòng)門(mén)關(guān)閉且鎖定的狀態(tài)指令，軌旁ATP穩(wěn)定可靠接收到關(guān)閉且鎖定的指令后，地鐵列車(chē)才能啟動(dòng)。如果在這個(gè)過(guò)程有屏蔽門(mén)或者是列車(chē)門(mén)沒(méi)有鎖定，那么相應(yīng)的系統(tǒng)都不會(huì)向信號(hào)系統(tǒng)傳達(dá)閉鎖的信號(hào)。

2.2故障模式下信號(hào)系統(tǒng)對(duì)于屏蔽門(mén)的邏輯控制

2.2.1地鐵進(jìn)站后的解除互鎖

當(dāng)屏蔽門(mén)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，或者屏蔽門(mén)關(guān)閉后，出現(xiàn)關(guān)閉且鎖定的狀態(tài)指令不能正常地傳輸給ATP系統(tǒng)，為了使線路可以正常工作，由地鐵司機(jī)或者專(zhuān)業(yè)工作人員在站臺(tái)端部使用專(zhuān)用鑰匙，操作位于就地控制盤(pán)上的互鎖解除開(kāi)關(guān)，屏蔽門(mén)系統(tǒng)通過(guò)PEDC向ATP傳輸互鎖解除的指令，用來(lái)解除屏蔽門(mén)系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)之間的互鎖關(guān)系，ATP系統(tǒng)才允許地鐵列車(chē)啟動(dòng)并離開(kāi)車(chē)站，但信號(hào)維持到故障排除為止。

2.2.2ATP子系統(tǒng)對(duì)屏蔽門(mén)打開(kāi)的保護(hù)

地鐵將要進(jìn)站時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門(mén)系統(tǒng)保持互鎖。ATP軌旁單元使用故障-安全型繼電器的接點(diǎn)條件，接收當(dāng)前屏蔽門(mén)狀態(tài)并發(fā)送給地鐵。當(dāng)?shù)罔F在行走中屏蔽門(mén)打開(kāi)，ATP子系統(tǒng)監(jiān)督并管控地鐵的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。

地鐵列車(chē)到站時(shí)，屏蔽門(mén)開(kāi)啟，軌旁ATP會(huì)產(chǎn)生一個(gè)安全停車(chē)點(diǎn)，不允許地鐵列車(chē)進(jìn)入相應(yīng)的站臺(tái)。當(dāng)?shù)罔F列車(chē)剎車(chē)距離小于地鐵與安全停車(chē)點(diǎn)的靠近距離時(shí)，地鐵列車(chē)運(yùn)行正常剎車(chē)，讓地鐵列車(chē)在停車(chē)點(diǎn)前停下。當(dāng)距離超出相應(yīng)的安全距離時(shí)，地鐵列車(chē)就要啟動(dòng)緊急剎車(chē)。

地鐵列車(chē)已經(jīng)駛?cè)胝九_(tái)時(shí)，接到PSD關(guān)閉切換為PSD開(kāi)門(mén)的指令時(shí)，車(chē)上的ATP單元生成一個(gè)緊急剎車(chē)指令讓地鐵列車(chē)停車(chē)。

地鐵列車(chē)還沒(méi)有完全駛離站臺(tái)，接到PSD關(guān)閉切換為PSD開(kāi)門(mén)的指令時(shí)，車(chē)上的ATP單元也會(huì)生成一個(gè)緊急剎車(chē)指令讓地鐵列車(chē)停車(chē)。

地鐵列車(chē)已經(jīng)完全離開(kāi)站臺(tái)時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)和屏蔽門(mén)系統(tǒng)取消互鎖關(guān)系，這時(shí)屏蔽門(mén)開(kāi)啟，地鐵列車(chē)不會(huì)緊急剎車(chē)。

2.2.3屏蔽門(mén)事情關(guān)閉狀態(tài)表示

只有在地鐵列車(chē)連續(xù)地收到屏蔽門(mén)關(guān)閉狀態(tài)信號(hào)的前提下，地鐵列車(chē)才能駛?cè)胝九_(tái)或者駛離站臺(tái)。但因?yàn)楣收鲜虑槠帘伍T(mén)關(guān)閉狀態(tài)表示時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉站臺(tái)，關(guān)閉信號(hào)發(fā)射器，不讓地鐵列車(chē)進(jìn)出站臺(tái)，同時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)中的地鐵列車(chē)進(jìn)行緊急剎車(chē)。

2.3運(yùn)行不同編組地鐵對(duì)屏蔽門(mén)的控制

不同編組的地鐵在鐵路上交叉行駛，信號(hào)管理系統(tǒng)依據(jù)地鐵列車(chē)編組給屏蔽門(mén)系統(tǒng)傳輸相應(yīng)的開(kāi)關(guān)控制指令。用四節(jié)和六節(jié)編組地鐵列車(chē)為例，四節(jié)地鐵列車(chē)停止站臺(tái)上時(shí)有兩種情況，即地鐵列車(chē)停止站臺(tái)中央以及地鐵方向站臺(tái)的端部。不管何種情形，地鐵列車(chē)位置一旦明確，信號(hào)系統(tǒng)會(huì)依據(jù)地鐵列車(chē)的編組數(shù)向屏蔽門(mén)系統(tǒng)傳輸相應(yīng)地鐵編組的開(kāi)門(mén)指令；此時(shí)，屏蔽門(mén)系統(tǒng)向指令系統(tǒng)發(fā)送站臺(tái)所有屏蔽門(mén)的關(guān)閉且鎖定的狀態(tài)指令，信號(hào)系統(tǒng)在收到這條指令后地鐵列車(chē)才可以啟動(dòng)。

3 信號(hào)系統(tǒng)對(duì)停站列車(chē)的牽引邏輯控制

列車(chē)在ATP系統(tǒng)的作用下停穩(wěn)列車(chē)以后，首先屏蔽門(mén)在ATP和ATO綜合的作用下會(huì)控制地鐵站臺(tái)屏蔽門(mén)以及列車(chē)車(chē)門(mén)的開(kāi)啟。為了避免出現(xiàn)列車(chē)車(chē)門(mén)以及屏蔽門(mén)沒(méi)有關(guān)閉的情況下列車(chē)的啟動(dòng)作為ATP系統(tǒng)必須配置一個(gè)持續(xù)的安全以及故障的輸出單元，通過(guò)該單元切斷列車(chē)的牽引控制系統(tǒng)，在列車(chē)停車(chē)時(shí)間到要離開(kāi)車(chē)站的時(shí)候，ATP系統(tǒng)會(huì)接受到來(lái)自于地鐵站臺(tái)屏蔽門(mén)關(guān)閉之后發(fā)出的關(guān)閉鎖定信號(hào)以及地鐵列車(chē)車(chē)門(mén)的關(guān)閉以及鎖定的信號(hào)，該信號(hào)被接收之后，控制系統(tǒng)才能夠得到列車(chē)牽引系統(tǒng)的控制權(quán)，然后車(chē)載的ATP系統(tǒng)才會(huì)允許列車(chē)啟動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

在城市地鐵系統(tǒng)中，信號(hào)系統(tǒng)對(duì)于屏蔽門(mén)的控制和監(jiān)測(cè)對(duì)于列車(chē)安全的運(yùn)行具有非常重要的作用，本文以此為基礎(chǔ)對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)對(duì)于地鐵屏蔽門(mén)的邏輯控制算法進(jìn)行了相關(guān)研究并實(shí)現(xiàn)了對(duì)于屏蔽門(mén)的控制和監(jiān)測(cè)，包括地鐵系統(tǒng)正常運(yùn)作狀態(tài)下的信號(hào)系統(tǒng)對(duì)于屏蔽門(mén)系統(tǒng)的邏輯控制以及故障模式下信號(hào)系統(tǒng)對(duì)于屏蔽門(mén)系統(tǒng)的邏輯控制以及停車(chē)狀態(tài)下信號(hào)系統(tǒng)對(duì)于地鐵屏蔽門(mén)的邏輯控制，這對(duì)于保障列車(chē)安全運(yùn)行具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。