易根茂

摘 要：本文對國內(nèi)現(xiàn)有城市軌道交通屏蔽門與信號接口設(shè)計的相關(guān)規(guī)范進行了梳理，對接口設(shè)計采取的幾大形式進行深入分析，指出了規(guī)范、設(shè)計與測試等方面的不足。同時根據(jù)城市軌道交通運營的實際需要，提出了有關(guān)設(shè)計與測試的改進意見，為屏蔽門與信號接口的設(shè)計與檢測提供了參考。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；屏蔽門與信號接口；設(shè)計；檢測

1 概述

屏蔽門與信號接口設(shè)計主要考慮聯(lián)動、聯(lián)鎖和緊急旁路三個方面。由于接口回路上的監(jiān)測要求和安全回路閃斷檢測時間均不明確，一方面加大了維護成本投入，另一面降低了運營的效率。

本文根據(jù)城市軌道交通運營的實際需要，提出了監(jiān)測數(shù)據(jù)的具體要求和安全回路閃斷檢測的時間要求。

2 標準與規(guī)范

經(jīng)查閱《GB 50157-2013地鐵設(shè)計規(guī)范》、《CJT 236-2006 城市軌道交通站臺屏蔽門》、《CJJ183-2012 城市軌道交通站臺屏蔽門系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、《（GB（T）30013-2013）城市軌道交通試運營基本條件》等國家或行業(yè)相關(guān)標準與規(guī)范，有關(guān)屏蔽門與信號的接口描述有以下幾個方面：一、屏蔽門系統(tǒng)應(yīng)能完全響應(yīng)信號系統(tǒng)發(fā)出的開門、關(guān)門信息；二、屏蔽門系統(tǒng)應(yīng)能將門關(guān)閉且鎖緊信號、滑動門/應(yīng)急門互鎖解除信號發(fā)送到信號系統(tǒng)；三、軟件數(shù)據(jù)響應(yīng)時間不超過300mS；四、中央控制盤接收到開關(guān)門指令至屏蔽門動作時間不大于300mS。

上述標準明確了屏蔽門與信號接口的主要功能和部分性能指標要求，但對未對接口監(jiān)測與安全回路閃斷檢測明確要求。

3 接口設(shè)計遵循的一般原則

屏蔽門與信號接口在實際應(yīng)用中經(jīng)過逐步發(fā)展完善，已形成了一些基本原則：如誰使用誰供電的原則；采用雙切回路，防止誤發(fā)誤報的原則；開關(guān)門指令不同時置“0”或同時置“1”（詳情見圖1：屏蔽門與信號接口原理圖）。

3.1誰使用誰供電原則

在安全回路和互鎖解除回路，均由屏蔽門系統(tǒng)發(fā)送信息，信號系統(tǒng)采集并使用，因此由信號系統(tǒng)供電。開關(guān)門控制回路由信號系統(tǒng)發(fā)送信息，屏蔽門系統(tǒng)采集并使用，因此由屏蔽門供電 。

3.2 采用雙切回路，防止誤發(fā)誤報

在安全回路上，屏蔽門提供兩個節(jié)點信號分別設(shè)置信號系統(tǒng)檢測繼電器的正極回路和負極回路。

3.3開關(guān)門指令不同時置“0”或同時置“1”

監(jiān)控系統(tǒng)采集到時置“0”或同時置“1”時，發(fā)出報警信號。

圖1 屏蔽門與信號接口原理圖

4 應(yīng)用實例及存在的問題

4.1屏蔽門系統(tǒng)對多少mS以下的安全回路瞬時中斷進行屏蔽處理未明確。實際運營過程中，50mS以上的閃斷就觸發(fā)列車緊停，嚴重影響了列車的運行效率。

4.2屏蔽門監(jiān)控軟件對安全回路的掃描周期未明確，導(dǎo)致現(xiàn)場出現(xiàn)150MS閃斷時，監(jiān)控軟件無記錄，但信號系統(tǒng)能檢測并緊急扣車。

4.3屏蔽門監(jiān)控軟件對開關(guān)門指令接收的掃描周期未明確，導(dǎo)致信號系統(tǒng)短時間誤發(fā)開關(guān)門指令時無有效檢測，可能引起PEDC開關(guān)門繼電器打火拉弧，觸發(fā)整列門無法打開故障。

4.4信號系統(tǒng)對安全回路60V電壓工作狀態(tài)無監(jiān)測與旁路。這導(dǎo)致關(guān)鍵回路電源運行可靠度不足，屏蔽門檢修導(dǎo)致信號電源故障后不能及時獲取故障信息。

5 研究及改進意見

5.1安全回路瞬時中斷的屏蔽處理問題

以廣州地鐵一號線為例，全線屏蔽門有安全開關(guān)2220個，每天開行列車511次，每天屏蔽門安全開關(guān)的總動次數(shù)約為110萬個次。在100萬次級的動作頻率下，研究的區(qū)分瞬時中斷的安全性十分必要。

第一步：研究獲取門的安全開度S1，門在該開度時不影響站臺乘客安全。

第二步：用示波器測量獲取門的速度與時間特性曲線。

第三步：通過理論計算獲取屏蔽門運行至安全開度S1的時間T1。

第四步：根據(jù)安全回路信號系統(tǒng)電源情況，在屏蔽門至信號系統(tǒng)的回路上，選擇并聯(lián)的電容值。

5.2 屏蔽門監(jiān)控軟件對安全回路掃描周期問題

屏蔽門監(jiān)控軟件對安全回路的掃描周期分為兩個：整列門的掃描周期T2和單個門的掃描周期T3。

T2選擇的原則是必須小于T1，以便系統(tǒng)及時診斷整列屏蔽門的亞健康狀態(tài)。同時降低接口故障的人員投入。

單個門安全回路狀態(tài)的掃描周期T3，T3需要根據(jù)安全開關(guān)的特點進行選擇。根據(jù)安全開關(guān)疲勞測試的數(shù)據(jù)，選擇合理的T3值 ，方便監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)單個門的不安全狀態(tài)。

5.3屏蔽門監(jiān)控軟件對開關(guān)門指令掃描周期問題

接口電路應(yīng)該對正常開關(guān)門時間內(nèi)的反向指令設(shè)置保護，同時屏蔽門監(jiān)控軟件應(yīng)對異常開關(guān)門指令進行記錄。

反向指令的保護時間約為4秒左右根據(jù)具體系統(tǒng)設(shè)定。監(jiān)控軟件對開關(guān)門指令的記錄時間需要根據(jù)具體開關(guān)門繼電器的情況設(shè)定。要求掃描周期小于繼電器觸點分離時間。

5.4信號系統(tǒng)對安全回路電源及通斷的監(jiān)測與記錄

在有條件的情況下布置相關(guān)監(jiān)測記錄，該設(shè)計有利于比對證據(jù)，預(yù)防專業(yè)接口糾紛。

6 測試儀器開發(fā)

6.1測試儀器的開發(fā)

在完成設(shè)計調(diào)整后，需要開發(fā)測試儀器，進行瞬時通斷的模擬測試。特自主開發(fā)了一套雙通道、多模式、高頻電路通斷發(fā)生儀。

6.2 測試儀器的使用

6.2.1模式1：兩個通道均從“通”到“斷”，不斷反復(fù)。“通”和“斷”的持續(xù)時間可在1mS至9999mS之間設(shè)置，通斷次數(shù)可mS在1次至9999次之間設(shè)置。主要用于模擬電路閃斷。

6.2.2模式2：兩個通道的初始狀態(tài)均為通，通道1先斷，持續(xù)一段時間后，通道2斷。持續(xù)時間可在1mS至9999mS之間設(shè)置。該模式用于模擬雙通道斷開時的不同步。

6.2.3模式3：兩個通道的初始狀態(tài)均為斷，通道1先通，持續(xù)一段時間后，通道2通。持續(xù)時間可在1mS至9999mS之間設(shè)置。該模式用于模擬雙通道接通時的不同步。

7 結(jié)束語

本文結(jié)合廣州地鐵一二八號線屏蔽門與信號接口電路特點，進行深入分析，找出了接口電路中存在問題。同時結(jié)合現(xiàn)行的標準和規(guī)范，明確了需要補充的意見與標準數(shù)據(jù)制定的方法。此外對數(shù)據(jù)的測試方面介紹了一種自主開發(fā)的檢測設(shè)備，簡述了測試方法。

參考文獻：

[1] GB 50157-2013地鐵設(shè)計規(guī)范[S]

[2]CJJ183-2012 城市軌道交通站臺屏蔽門系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S]

[3]CJT 236-2006 城市軌道交通站臺屏蔽門[S]