地铁信号与屏蔽门联动控制系统研究

王 强

（中铁电气化局集团西安电气化工程有限公司，陕西 西安 710000）

1 工程概况

西安北至机场城际轨道项目南起北客站，北至机场西站，其整体长度为29.31km，该线信号系统工程将正线划分为6个控制区域，设置5个一级设备集中站（北客站、秦文化公园站、秦汉新城站、艺术中心站、机场西站），在一级的设备集中站点中进行联锁以及ATS等各类设备的设置。同时还要考虑控制的距离，把联锁目标相关的控制器等设备设置在机场集中站。

2 信号与屏蔽门联动系统功能

站台输入、输出时序如图1所示。

图1 屏蔽门与信号系统接口电路图

2.1 监督PSD状态

轨旁ATP通过故障-安全输入继电器来接收PSD状态信号，也能够借此给列车发送开关的信息。然而站前、站台、站后这三个不同的地理区段在对列车进行信息发送时，又会对列车下达一定的动作指令。在列车只有接收到PSD处于关闭状态的信息时，列车才能进行ATO或者SM的行驶模式。反之，轨道旁边的ATP会在对应的位置进行安全的停车点设置，或者会直接使列车进入紧急刹车的状态，从而确保列车及站台的安全。

（1）如果列车正处于站前区段，轨道旁边的ATP会借助无线的信息传输方式，对列车的制动进行合理的安全防护，假如发现站台的屏蔽门处于打开的状态，那么列车会按常规的方式停车。

（2）一旦列车处于站台前面位置准备进入站点，又或者列车已然进入站台的区段还未停车时，那么系统就会借助接口的信号功能对列车进行防护，从而判断前面的屏蔽门是否处于关闭状态，若不是关闭状态则列车不会进站，并且列车会借助轨道的信号传输确认屏蔽门是否关紧，倘若没有关紧则列车会停止启动。

（3）列车完全驶入车站，进入对标停车区域准备离站时，轨道旁边的ATP则会在此设立一个安全的停车地点，并开展制动的安全保护，列车借此来接收站台屏蔽门发送的开关信息，屏蔽门没有完全关闭，列车就不能发车。

（4）假如列车离开站台到达站台后面的区段，然而列车尾部还没有成功离开站台所处区段时，则轨道旁边的ATP会使列车紧急刹车，让列车在最短时间内停车。此时，系统无法继续接收屏蔽门发出的开关信号，然而联动系统则会给联锁体系发出安全控制的相关条件，同时把车站的联锁和自动闭塞的系统纳入车站的整体控制逻辑，并让屏蔽门在列车进入站台的阶段内提供安全防护。

联动体系给信号联锁体系发送安全的控制条件，并把其直接引入车站的联锁还有自动闭塞控制中，也以此保证屏蔽门出现故障时，列车在站台区段能够得到全程的安全防护，并综合考虑屏蔽门具体的状态和车辆的控制体系，从而对列车进行发车保护。另外，借助列车和地面的通信系统，可实现屏蔽门和列车车门之间的联动控制，对当前有线的设备进行的改动不大，并且能够较好地把控控制流程。在其他情况下，轨道旁边的ATP会给列车发送屏蔽门的开启指令，这时列车就会依照ATO等模式启动。

假如出现上面的情况，要让列车能够合理地运行，可以采用两种解决方式：第一，使轨道旁边的ATP获取到关闭屏蔽门的信息，此时可使列车正常行驶。第二，列车可借助故障RM限速形式运行，从而离开相应的区段。

2.2 控制PSD开关

如列车占用站台区段，则车载ATP直接切断PTI通道。假如列车处于ATP所指定的停车点没有停车，那么车载的ATP会直接连接PTI通道，并且给对应的屏蔽门发送信号，车门允许被打开，PSD也允许被打开。

（1）PSD开控制。如果列车的车门打开之后，车载的ATO获取到一个车门的信息，那么在经过处理之后，可以直接给屏蔽门控制管理系统发送开门的指令，之后PSD直接自动开启。

（2）PSD关控制。假如列车的车门关合情况下，车载的ATO获取到车门关闭的信息，那么在系统化的处理以后，则会直接给PSD管理体系发送关门后的指令，之后其自动关闭。

3 相关系统接口

3.1 接口性能概要

对于列车自动管理系统而言，信号控制设备是其最重要的一项，两者之间的信号传递过程如图2所示。

图2 信号传递过程

3.2 车站信号控制器

所有车站都有一套属于自己的管理设备，不管是驱动还是接口，都由ATC来控制，其最关键的部分即联锁控制和监视设备。列车的控制中心也可以和联锁控制设备实现通信联系，并进行信息传递。

ATC电子设备其机架上面搭配了列车定整体系统的接口，能够给ATC在列车的装备上进行定位器安装的接口，并且借助多列车的精确定位，来让其车载信号系统与车站各类设备进行直接通信，并且能够有效且同步管理站台屏蔽门具体开关的信息。

车站控制管理设备还能够获取屏蔽门系统所传输的状态信号，同时将这个信号直接发送给列车车载系统，一旦列车车载系统获取到这个信号，就会直接确认屏蔽门关闭与否，并且将其信息上报到车辆控制管理中心。

任何一个时间段内，假如VCC获取到全新的路线安排并且确定这个路线没有问题时，则直接转移目标点。假如列车车载信号系统发现列车车门及站台屏蔽门均为关闭时，此时列车可正常驶离车站；而当其中任何一个车门出现状况时，则站台的屏蔽门一直重复操作，列车无法驶离车站，假如无法接收到该信息，VOBC则会借助ATC朝着PSD系统发出相应的指令，并且让其重复关门。假如没有成功操作，那么屏蔽门则一直会打开，并且会直接上报到控制管理中心。

3.3 接口信号描述

（1）开门命令。三节车厢和六节车厢的编组列车比较适合该方法。开门命令发送条件：当ATC系统收到VOBC开启屏蔽门的信息之后，则ATC会直接命令其开门。VOBC需满足下面条件之后，方可继续操作屏蔽门：①其方向和位置需和站台保持一致。②接近传感器须检测到机车已经在站台上准确定位。③成功进行停车的制动。④当列车整体处于停止状态时，正好停在其站内。⑤牵引系统执行对列车停止牵引这一命令。信号持续时间。如输入电平高于输入高电压时，则信号一直开启，直到可以获取ATC对其发出关门的指令。

（2）关门命令。发送条件：在VOBC对屏蔽门发出关闭命令时，信号先传输至ATC，然后由ATC将信号传送给PSD系统，再执行关门的命令。

（3）屏蔽门锁闭信息。发送条件：如全部屏蔽门均已锁闭，则PSD系统将所收到的信号直接传递给ATC。信号持续时间：如输入电平高于输入高电压时，则信号一直开启，直到PSD收到开门的命令。

（4）紧急逃生门、自动屏蔽门状态信息。发送条件：PSD系统能够借助这个信息显示其工作的状态，一旦PSD系统出现问题，则信号显示为故障。当输入电平低于输入低电压且信号且保持在这一状态时，则说明PSD处于正常工作状态，在ATC收到锁闭信号后可使列车驶离车站。当输入电平高于输入高电压时且信号且保持在这一状态时，则说明PSD不用收到锁闭信号依然可驶离车站。信号持续时间：该信号在低电平和高电平之间不断切换。

互锁解除信息可由下面两种方式传输至信号系统：

方案1：信号系统采集屏蔽门关闭且锁紧信息及屏蔽门互锁解除信息。屏蔽门的两个安全相关信息通过安全继电器传递给信号系统处理逻辑，当消除互锁状态之后继电器吸起，此时联锁会将PSD关闭且使其处于锁紧状态，并将信号发送至轨旁ATC和车载ATC。

方案2：对屏蔽门系统电路要求，将互锁解除的节点并联入其关闭且锁闭的回路中，信号系统采集屏蔽门关闭且锁紧信息。屏蔽门为PSD关闭且锁紧信息通过安全性继电器传递给信号系统。信号系统通过安全型继电器进行采集。信号系统处理逻辑是当锁闭继电器处于吸起状态时，联锁会迅速响应关闭PSD，同时将这一状态发送至列车ATC，使其收到信息。

4 结束语

综上，对地铁的信号系统和屏蔽门系统之间进行联动控制，是当前地铁安全管理的重要屏障。文章分析了地铁信号与屏蔽门联动控制系统，在实际工程设计、建设时，需要充分重视应用该系统，在把握设计重点的同时通过科学设计的方式来提升地铁运行的安全层次。