站台门间隙探测系统与信号系统接口方式探究

李 勇

（比亚迪通信信号有限公司，广东深圳 518118）

国内早期修建的城市轨道交通线路未配置站台门系统，乘客乘降作业存在很大安全风险，容易出现乘客在站台候车期间，坠落轨道而引发伤亡的事故。后来，为了确保乘客乘车安全，车站站台开始安装站台门系统，部分当初运营前未曾安装站台门的线路也开始增设站台门。

为确保列车运行安全，站台门安装时，需满足线路设备安装限界要求，所以站台门与列车间存在120 mm 左右的间隙（由于施工条件影响，部分站台间隙可能更大）。在列车停站作业过程中，曾发生乘客被困其中引发伤亡事故，影响运营效率。目前已采用多种间隙探测方式，选择合适的间隙探测系统及其与站台门、信号系统的接口方式非常必要。

1 间隙探测装置

城市轨道交通车站主要采用物理防护装置和电气探测装置两类间隙探测方式。物理防护装置主要包括车尾瞭望灯带、防护挡板、防站人斜板等。这些物理防护装置虽然成本较低，但都存在较多不足，比如瞭望灯带完全依赖于司机的判断，存在司机误判的风险，特别是在曲线站台。

电气探测装置主要包括激光对射、红外探测、激光雷达和图像识别装置。不同的电气探测装置的探测区域、安装精度要求、抗干扰性、探测距离、探测密度、曲线站台适用性、故障定位和处理效率等方面存在差异，可单独使用，也可多种方式融合以提高探测可靠性。但间隙探测功能的最终实现，都需要通过系统间接口将探测结果发给信号系统，由信号系统控制列车运行，保证运营及乘客的安全。这就需要讨论采用何种接口方式能安全有效地实现间隙探测功能，以下将对此展开论述。

2 系统间接口方式

2.1 间隙探测系统经站台门与信号系统接口方式（方式一）

目前部分线路采用以下方式：站台门关闭后，间隙探测系统接收站台门系统发来的关闭且锁紧信息并启动探测，探测持续一定时间（探测时间可设置，不宜过长）后，将探测结果反馈给站台门系统，如果反馈信息为有障碍物，则站台门系统不会向信号系统发送关闭且锁紧信息，信号系统判断不满足站台发车条件，阻止列车发车；若反馈无障碍物，满足其他发车条件后，信号系统控制列车正常发车。

列车车站作业期间，信号系统与站台门系统、间隙探测系统的控制逻辑及时序如图1 所示。

图1 信号系统与站台门、间隙探测系统控制逻辑及时序（方式一）Fig.1 Control logic and sequence diagram of signaling system,platform door and gap detection system (mode 1)

这种接口方式，信号系统只与站台门接口，由站台门系统获取间隙探测结果，若无障碍物，则给信号系统发送关门且锁紧信息（MZTJ）。若站台门或间隙探测系统故障，人工确认安全后，可操作站台门互锁解除，给信号系统发送门旁路信息（MPLJ），减少站台门或间隙探测系统故障对运营效率的影响。信号系统与站台门系统间采用物理接口，信号系统输入电路如图2 所示。

图2 信号系统与站台门接口（信号输入）电路Fig.2 Interface (signal input) circuit diagram of signaling system and platform door

由以上探测及接口过程可以看出，间隙探测启动时间为接收到站台门关闭且锁紧信息的时刻，停止探测时间为启动探测且延续较短时间后的时刻，有以下4 个方面的不足。

1）部分车站站台门较车门先关闭，在站台门关闭后、车门关闭前的这段时间内可能有异物进入探测区域，从而引起误报，影响运营效率；

2）停止探测后，若车门再次打开，并有异物进入探测区域，将无法被探测到，引起漏报，存在安全隐患，即无法实现对列车发车及出站整个过程的完全探测；

3）探测持续一定时间停止探测后，若无障碍物，信号系统才能接收到关闭且锁紧信息，控制列车发车，影响运营效率；

4）间隙探测信息串入到站台门关闭且锁紧信息发送给信号系统，操作站台门旁路功能也直接将间隙探测进行旁路，易发生由于操作站台门旁路同时旁路间隙探测功能而引发安全事故。

2.2 间隙探测系统经站台门与信号系统接口方式（增加车门状态）（方式二）

在方式一的基础上，间隙探测启动时机增加车门状态条件，并且反馈探测结果给站台门和信号系统后持续探测。方式一共列有4 点不足，采用方式二能规避方式一的前3 点不足，但第4 点无法规避。

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1）列车停站作业完成，信号系统发送站台门、列车关门命令；

2）站台门和列车执行关门命令，关门完成后，信号系统向站台门系统发送车门关闭信息；

3）站台门系统向间隙探测系统发送启动探测命令，间隙探测系统开始探测；

4）若探测到无障碍物，站台门即向信号系统发送关门且锁紧信息，信号系统控制列车发车；

5）间隙探测系统持续探测，直至列车完全出站，信号系统停止向站台门系统发送车门关闭信息，站台门系统向间隙探测系统发送停止探测命令。

列车车站作业期间，信号系统与站台门系统、间隙探测系统的控制逻辑及时序图如图3 所示。

图3 信号系统与站台门、间隙探测系统控制逻辑及时序（方式二）Fig.3 Control logic and sequence diagram of signaling system,platform door and gap detection system (mode 2)

信号系统仅与站台门接口，同样由站台门系统获取间隙探测信息后，若无障碍，则给信号系统发送关门且锁紧信息（MZTJ），但这种方式站台门系统需要从信号系统获取列车车门关闭状态信息（LCGMJ）。同样，若站台门或间隙探测系统故障，人工确认安全后，可操作站台门互锁解除，减少对运营效率的影响。信号系统与站台门系统间采用物理接口，信号系统输入和输出电路如图4 所示。

图4 信号系统与站台门接口（信号输入及输出）电路Fig.4 Interface (signal input and output) circuit diagram of signaling system and platform door

2.3 间隙探测系统直接与信号系统接口方式（方式三）

1）列车停站作业完成，信号系统向列车及站台门发送关门命令。

2）站台门和列车执行关门命令，关门完成后，列车向信号系统发送车门关闭信息，站台门系统向信号系统发送站台门关闭信息。

3）信号系统向间隙探测系统发送启动探测命令，间隙探测系统开始探测。

4）探测到无障碍物，间隙探测系统即可向信号系统发送关门且锁紧信息，信号系统控制列车发车。

5）间隙探测系统持续探测，直至列车完全出站，信号系统向间隙探测系统发送停止探测命令，间隙探测系统停止探测。

列车车站作业期间，信号系统与站台门系统、间隙探测系统正常控制逻辑及时序如图5 所示。

图5 信号系统与站台门、间隙探测系统控制逻辑及时序（方式三）Fig.5 Control logic and sequence diagram of signaling system,platform door and gap detection system (mode 3)

信号系统直接与间隙探测系统接口，满足间隙探测启动条件（车门、站台门关闭）后，信号系统向间隙探测系统发送启动探测命令（JXQDJ）。当检测到列车完全出站后，停止发送启动探测命令，而发送停止探测命令（JXTZJ），间隙探测系统停止探测。间隙探测系统直接将探测结果（JXBJ）发送给信号系统，若信号系统获取到无障碍信息，满足其他发车条件即可控制列车出站。若间隙探测系统故障，在人工确保安全的前提下，可操作间隙探测旁路，信号系统接收间隙探测旁路信息（JXPL），并在满足其他发车条件下控制列车发车，减少因间隙探测系统故障影响运营效率。信号系统与间隙探测系统间采用物理接口，信号系统输入和输出电路如图6 所示。

图6 信号系统与间隙探测系统接口（信号输入及输出）电路Fig.6 Interface (signal input and output) circuit diagram of signaling system and gap detection system

3 接口方式的比较及选用

前两种方式，将间隙探测结果汇集到站台门关闭且锁紧信息输出给信号系统，站台门系统处于中间环节，对接口功能和实现效率有一定影响，且方式一存在明显不足。虽然方式二能解决方式一中存在的部分不足，但仍无法避免因站台门旁路同时将间隙探测旁路而带来的安全风险，且需增加输出车门状态给站台门系统的相关设备。

信号系统与间隙探测系统直接接口，需增加接口电源、继电器、联锁输和输出板卡，联锁软件增加间隙探测接口功能，实现信号系统直接获取间隙探测结果作为发车条件控制列车运行，能有效解决方式一中所提到的不足，具体如下。

1）信号系统获取到列车车门关闭和站台门关闭且锁紧信息后，才启动间隙探测，有效减少误报。

2）间隙探测系统经探测无障碍后，立刻发送无障碍信息给信号系统，用于控制列车发车，减少对运营效率的影响。

3）间隙探测发送探测结果后，不会立即停止探测，会持续探测，直至列车完全出站，收到信号系统停止探测命令后方停止探测，确保列车整个出站过程安全。

4）信号系统直接与间隙探测系统接口，减少中间环节，提高间隙探测及采用探测结果控制列车运行的效率。

5）站台门旁路和间隙探测旁路功能完全分开，消除因站台门旁路同时将间隙探测系统旁路而带来的安全风险。

综上分析，建议采用方式三，即信号系统直接与间隙探测系统接口。能有效减少间隙探测装置误报和漏报，能安全、可靠地实现间隙探测功能，保障列车运营安全，并且在间隙探测系统故障时，也能采用间隙探测旁路功能，减少设备故障对运营的影响，提高运营效率。

4 小结

随着社会的发展，人们对轨道交通出行需求越来越大，对运营安全提出了更高的要求，给车站乘降作业带来很大考验。采用高可靠性的间隙探测装置及选择信号系统与间隙探测系统直接接口的方式非常重要，信号系统直接向间隙探测系统发送启动或停止探测命令，直接接收间隙探测信息控制列车运行，间隙探测旁路开关单独设置，更安全有效地实现间隙探测功能，保障乘客乘车及列车运营安全，提高运营效率。