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基于信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的邏輯與控制的分析

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【文章摘要】

本文對于城市地鐵系統(tǒng)中屏蔽門系統(tǒng)的接口進(jìn)行了介紹，對于信號系統(tǒng)對屏蔽門系統(tǒng)的控制進(jìn)行了研究，并分析了信號系統(tǒng)對停站列車的牽引邏輯控制。通過研究來促進(jìn)我國地鐵系統(tǒng)的自動(dòng)化以及信息化程度，并保障地鐵系統(tǒng)的安全無故障的運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】

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

1 信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的接口方式

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

2 信號系統(tǒng)對屏蔽門系統(tǒng)的控制

對于信號系統(tǒng)對屏蔽門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:該信號系統(tǒng)能夠?qū)φ九_上的屏蔽門以及對列車的車門進(jìn)行開、關(guān)等規(guī)定的動(dòng)作。ATP是列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的簡稱，該列車自動(dòng)保護(hù)子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對屏蔽門的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，ATO為列車自動(dòng)運(yùn)行子系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對列車的車門以及站臺上的屏蔽門的控制。列車的停車過程大概如下:

首先列車停車之前要經(jīng)過ATP來對列車的停車精度進(jìn)行精確的計(jì)算看其是否滿足停車的精度，然后如果這個(gè)精度能夠滿足那么就允許ATO向列車以及站臺屏蔽門發(fā)送相應(yīng)的開門指令。然后通過對屏蔽門以及列車車門的控制來迎接上下車的旅客。在列車要離開站臺的時(shí)候ATO會(huì)自動(dòng)發(fā)出關(guān)閉車門以及站臺上屏蔽門的相關(guān)指令，并且由ATP子系統(tǒng)在檢測到了列車門以及屏蔽門都已經(jīng)關(guān)閉和鎖定的情況下,才對列車進(jìn)行啟動(dòng)。

2.1正常模式下信號系統(tǒng)對于屏蔽門的邏輯控制

2.1.1控制屏蔽門系統(tǒng)滑動(dòng)門的開啟

地鐵列車駛?cè)胲囌荆珹TP系統(tǒng)確定地鐵要求的停車區(qū)域。如果停車要求不準(zhǔn)確，那么屏蔽門以及車門都不可以開啟，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到站的連續(xù)信號，與此同時(shí)向屏蔽門系統(tǒng)和地鐵傳輸開門指令。此指令由屏蔽門主控機(jī)輸送到門控制單元；門控制單元接受到開門指令后，按指令解鎖，開門的動(dòng)作，此時(shí)PEDC不再向信號系統(tǒng)傳輸關(guān)閉鎖定的狀態(tài)指令。開左邊的門還是右邊的門應(yīng)符合站臺的位置和運(yùn)動(dòng)方向。

2.1.2控制屏蔽門系統(tǒng)滑動(dòng)門的關(guān)閉

地鐵列車啟動(dòng)前，安裝在地鐵上的ATP/ ATO使用PEDC給DCU傳輸關(guān)門指令。DCU接到指令后，按指令完成關(guān)門、閉鎖的操作。在全部滑動(dòng)門關(guān)閉且鎖定后，PEDC向軌道旁的ATP傳輸全部滑動(dòng)門關(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，地鐵列車才能啟動(dòng)。如果在這個(gè)過程有屏蔽門或者是列車門沒有鎖定，那么相應(yīng)的系統(tǒng)都不會(huì)向信號系統(tǒng)傳達(dá)閉鎖的信號。

2.2故障模式下信號系統(tǒng)對于屏蔽門的邏輯控制

2.2.1地鐵進(jìn)站后的解除互鎖

當(dāng)屏蔽門系統(tǒng)出現(xiàn)問題，或者屏蔽門關(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)或者專業(yè)工作人員在站臺端部使用專用鑰匙，操作位于就地控制盤上的互鎖解除開關(guān)，屏蔽門系統(tǒng)通過PEDC向ATP傳輸互鎖解除的指令，用來解除屏蔽門系統(tǒng)和信號系統(tǒng)之間的互鎖關(guān)系，ATP系統(tǒng)才允許地鐵列車啟動(dòng)并離開車站，但信號維持到故障排除為止。

2.2.2ATP子系統(tǒng)對屏蔽門打開的保護(hù)

地鐵將要進(jìn)站時(shí)，信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(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)前屏蔽門狀態(tài)并發(fā)送給地鐵。當(dāng)?shù)罔F在行走中屏蔽門打開，ATP子系統(tǒng)監(jiān)督并管控地鐵的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。

地鐵列車到站時(shí)，屏蔽門開啟，軌旁ATP會(huì)產(chǎn)生一個(gè)安全停車點(diǎn)，不允許地鐵列車進(jìn)入相應(yīng)的站臺。當(dāng)?shù)罔F列車剎車距離小于地鐵與安全停車點(diǎn)的靠近距離時(shí)，地鐵列車運(yùn)行正常剎車，讓地鐵列車在停車點(diǎn)前停下。當(dāng)距離超出相應(yīng)的安全距離時(shí)，地鐵列車就要啟動(dòng)緊急剎車。

地鐵列車已經(jīng)駛?cè)胝九_時(shí)，接到PSD關(guān)閉切換為PSD開門的指令時(shí)，車上的ATP單元生成一個(gè)緊急剎車指令讓地鐵列車停車。

地鐵列車還沒有完全駛離站臺，接到PSD關(guān)閉切換為PSD開門的指令時(shí)，車上的ATP單元也會(huì)生成一個(gè)緊急剎車指令讓地鐵列車停車。

地鐵列車已經(jīng)完全離開站臺時(shí)，信號系統(tǒng)和屏蔽門系統(tǒng)取消互鎖關(guān)系，這時(shí)屏蔽門開啟，地鐵列車不會(huì)緊急剎車。

2.2.3屏蔽門事情關(guān)閉狀態(tài)表示

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

2.3運(yùn)行不同編組地鐵對屏蔽門的控制

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

3 信號系統(tǒng)對停站列車的牽引邏輯控制

列車在ATP系統(tǒng)的作用下停穩(wěn)列車以后，首先屏蔽門在ATP和ATO綜合的作用下會(huì)控制地鐵站臺屏蔽門以及列車車門的開啟。為了避免出現(xiàn)列車車門以及屏蔽門沒有關(guān)閉的情況下列車的啟動(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，通過該單元切斷列車的牽引控制系統(tǒng)，在列車停車時(shí)間到要離開車站的時(shí)候，ATP系統(tǒng)會(huì)接受到來自于地鐵站臺屏蔽門關(guān)閉之后發(fā)出的關(guān)閉鎖定信號以及地鐵列車車門的關(guān)閉以及鎖定的信號，該信號被接收之后，控制系統(tǒng)才能夠得到列車牽引系統(tǒng)的控制權(quán)，然后車載的ATP系統(tǒng)才會(huì)允許列車啟動(dòng)。

4 結(jié)語

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