周 茂

(寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司， 浙江寧波 315000)

地鐵信號(hào)與站臺(tái)門接口故障分析

周 茂

(寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司， 浙江寧波 315000)

分析地鐵信號(hào)與站臺(tái)門系統(tǒng)接口故障對(duì)運(yùn)營造成的影響以及地鐵新線開通初期設(shè)備故障率較高的現(xiàn)狀，對(duì)站臺(tái)門狀態(tài)未反饋及站臺(tái)門不聯(lián)動(dòng)接口故障進(jìn)行分析，闡述其發(fā)生的原因、處理辦法。前瞻性地提出地鐵新線建設(shè)時(shí)信號(hào)與站臺(tái)門接口故障隱患防范措施和思路，減少設(shè)備故障率，最大限度降低信號(hào)與站臺(tái)門接口故障對(duì)運(yùn)營帶來的影響，為新線正常運(yùn)營奠定基礎(chǔ)。

地鐵新線； 信號(hào)系統(tǒng)； 站臺(tái)門； 接口故障

地鐵開通初期信號(hào)與站臺(tái)門接口存在較多隱患。寧波地鐵1號(hào)線一期工程2014年1月至2014年5月空載試運(yùn)行階段共發(fā)生站臺(tái)門相關(guān)故障20余起。站臺(tái)門與車門不聯(lián)動(dòng)、站臺(tái)門狀態(tài)未反饋等故障較為常見，如表1所示。

“故障—安全”是信號(hào)系統(tǒng)的重要原則。當(dāng)站臺(tái)門處于非正常條件下，信號(hào)系統(tǒng)反饋站臺(tái)門處于“打開”狀態(tài)，禁止列車出入站。地鐵運(yùn)營人員應(yīng)提前做好應(yīng)對(duì)措施，掌握站臺(tái)門故障應(yīng)急處理方法。

1 信號(hào)與站臺(tái)門接口原理

1.1命令原理

SIG(信號(hào)系統(tǒng))控制站臺(tái)PSD(站臺(tái)門系統(tǒng))開關(guān)門。列車在站臺(tái)安全停穩(wěn)且停車誤差在規(guī)定范圍內(nèi)(≤0.5m)，車載ATC(列車自動(dòng)控制)子系統(tǒng)計(jì)算站臺(tái)門的開門命令；停站時(shí)間結(jié)束時(shí)，車載ATC子系統(tǒng)計(jì)算站臺(tái)門關(guān)門命令。站臺(tái)門關(guān)閉且鎖緊后，才能進(jìn)行正常收發(fā)車作業(yè)[1-3]。

表1新線地鐵站臺(tái)門故障記錄

Tab.1 PSD faults records in the new metro line

序號(hào)故障現(xiàn)象發(fā)生次數(shù)故障原因信號(hào)原因站臺(tái)門故障其他原因1站臺(tái)門不聯(lián)動(dòng)7 1)車載CC(控制器)軌旁聯(lián)鎖通信故障; 2)控制電路故障; 3)聯(lián)鎖主機(jī)故障; 4)ATO(列車自動(dòng)運(yùn)行)停車精度不夠 1)PEDC(站臺(tái)門控制單元)故障; 2)站臺(tái)門動(dòng)作設(shè)備機(jī)械故障; 3)控制電路故障 1)司機(jī)誤操作; 2)夾人夾物2站臺(tái)門狀態(tài)未反饋22 1)車載CC-軌旁通信故障; 2)采集電路故障; 3)聯(lián)鎖主機(jī)故障 1)PEDC故障; 2)狀態(tài)反饋電路故障 無

SIG與PSD交換的主要信息有：開門命令、關(guān)門命令、站臺(tái)門狀態(tài)反饋[4]，如圖1所示。車載控制器通過車地通信將開關(guān)門命令傳輸給信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng),聯(lián)鎖系統(tǒng)向站臺(tái)門接口盤(PEDC)發(fā)送控制命令，采集狀態(tài)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)站臺(tái)門的安全控制[5]。

圖1 SIG與PSD接口關(guān)系Fig.1 Interface relationship between SIG and PSD

信號(hào)與站臺(tái)門接口設(shè)備數(shù)據(jù)流如圖2所示。信號(hào)系統(tǒng)通過KMJ(開門繼電器)、GMJ(關(guān)門繼電器)實(shí)現(xiàn)對(duì)站臺(tái)門的控制。PSD完成開關(guān)門操作后，向信號(hào)系統(tǒng)反饋PSD狀態(tài)，通過聯(lián)鎖采集PDKJ(站臺(tái)門狀態(tài)繼電器)的狀態(tài)。

圖2 開關(guān)門命令數(shù)據(jù)流Fig.2 Opened and closed command data stream

PSD操作時(shí)序如圖3所示，平時(shí)KMJ和GMJ都是落下狀態(tài)。當(dāng)列車進(jìn)入站臺(tái)并精確停穩(wěn)(停站誤差≤0.5 m、速度為0)時(shí)，KMJ吸起，PSD執(zhí)行開門，PDKJ落下，PSD關(guān)閉且鎖緊信息為“0”；當(dāng)發(fā)車時(shí)間到，GMJ吸起，PSD執(zhí)行關(guān)門，PDKJ吸起，PSD關(guān)閉且鎖緊信息為“1”。

圖3中，T為信號(hào)I/O系統(tǒng)的開門命令輸出與該命令被PSD外部系統(tǒng)考慮之間的時(shí)間延遲；t為信號(hào)I/O系統(tǒng)的關(guān)門命令輸出與該命令被PSD外部系統(tǒng)考慮之間的時(shí)間延遲[6]；T_PSD_activation_and_opening(PSD觸發(fā)和打開時(shí)間)是從PSD收到信號(hào)系統(tǒng)的開門控制到PSD完全打開的時(shí)間；T_PSD_activation_and_closing(PSD觸發(fā)和關(guān)閉時(shí)間)是從PSD收到信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)門控制到PSD完全關(guān)閉，并將信息發(fā)送到信號(hào)聯(lián)鎖的時(shí)間。

圖3 站臺(tái)門操作時(shí)序Fig.3 Operation sequence chart of PSD

1.2電路原理

信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門系統(tǒng)的接口主要由2個(gè)電路構(gòu)成：開關(guān)門控制電路和站臺(tái)門狀態(tài)反饋電路。

信號(hào)與站臺(tái)門物理接口關(guān)系如表2所示。信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門接口的物理連接采用繼電器方式[7]，具體接口交互信息及方式如表3所示。

表2 SIG與PSD接口

表3 SIG與PSD接口交互信息[8-9]

續(xù)表

如圖4所示，PSD控制器實(shí)現(xiàn)站臺(tái)門的開關(guān)。PSD控制電路按“誰采集誰供電”的原則，由PSD控制器采集信號(hào)設(shè)備室內(nèi)的開關(guān)門命令。在實(shí)際工程應(yīng)用中采取安全型繼電器、開關(guān)門繼電器互切、雙繼電器接點(diǎn)通斷控制的接口方式提高系統(tǒng)的可靠性[10]。

圖4 開關(guān)門控制原理Fig.4 Control principle chart of opening and closing doors

車站正常接發(fā)車的必要前提是站臺(tái)門關(guān)好且鎖緊，所以只有站臺(tái)門系統(tǒng)向信號(hào)系統(tǒng)正確不間斷地反饋站臺(tái)門狀態(tài)，才能保障列車的正常運(yùn)營。信號(hào)系統(tǒng)對(duì)站臺(tái)門狀態(tài)的監(jiān)視主要通過PDKJ(站臺(tái)門狀態(tài)繼電器)的狀態(tài)來反映，如圖5所示。PDKJ是站臺(tái)門狀態(tài)采集的接口電路。當(dāng)“PSD關(guān)好繼電器1”和“PSD關(guān)好繼電器2”均吸起，才能溝通PDKJ的勵(lì)磁電路。

圖5 PDKJ原理Fig.5 Principle chart of PDKJ

2 故障分析

2.1站臺(tái)門狀態(tài)未反饋

2.1.1故障現(xiàn)象

2014年5月9日10時(shí)42分，列車行駛至望春橋下行站臺(tái)進(jìn)行關(guān)門作業(yè)時(shí)，車門與站臺(tái)門均正常聯(lián)動(dòng)，但車載DMI、車控室HMI、控制中心MMI均顯示望春橋下行站臺(tái)的站臺(tái)門打開，列車無法出站，如圖6所示。

圖6 PDKJ未吸起Fig.6 The PSD shuted and locked relay didn’t suck up

2.1.2故障分析

該故障為站臺(tái)門正常聯(lián)動(dòng)，但信號(hào)系統(tǒng)并未采集到站臺(tái)門“關(guān)閉且鎖緊”信息，導(dǎo)致列車無法正常出站，造成列車出站晚點(diǎn)。

SIG采集PSD“關(guān)好且鎖緊”繼電器PDKJ的狀態(tài),如圖7所示，望春橋站臺(tái)門PEDC接口盤PDKJ繼電器(圖中PDKJ接點(diǎn)符號(hào))吸起，溝通信號(hào)設(shè)備室內(nèi)門關(guān)好繼電器PDKJ(線圈符號(hào))的勵(lì)磁電路，給出站臺(tái)門關(guān)好信號(hào)。

圖7 PDKJ勵(lì)磁電路Fig.7 The PSD excitation circuit

1) 查看監(jiān)測(cè)軟件，確認(rèn)信號(hào)設(shè)備室PDKJ是否吸起過。如果PDKJ已經(jīng)吸起，排除SIG與PSD的接口電路故障，則很可能是信號(hào)聯(lián)鎖采集電路故障：在聯(lián)鎖接口柜排查電路，如圖8所示，信號(hào)PDKJ吸起，會(huì)反饋給聯(lián)鎖系統(tǒng)一個(gè)高電平信號(hào)。

圖8 門關(guān)閉且鎖緊信號(hào)采集電路Fig.8 The PSD shuted and locked relay circuit

2) 如果信號(hào)設(shè)備室PDKJ未曾吸起過,根據(jù)圖7所示，應(yīng)先排查SIG與PSD的接口電路，測(cè)量F2-D2-4和F2-D2-2兩端，查看LZ和LF是否有電壓(至少24V以上)，若無電壓，則是電路無供電的原因。

3) 若LZ和LF有電壓，用萬用表測(cè)量望春橋分線柜F2-24-35、F2-24-36和F2-24-29、F2-24-30兩端，鎖定PDKJ勵(lì)磁電路的故障范圍。

4) 若以上故障均已排除，則將故障范圍鎖定在站臺(tái)門設(shè)備房，排查站臺(tái)門接口盤PEDC門關(guān)好繼電器是否吸起，如果未吸起，則故障原因可確定為站臺(tái)門的“門關(guān)好”信號(hào)未向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出。

2.2站臺(tái)門不聯(lián)動(dòng)

2.2.1故障現(xiàn)象

2014年5月17日上午10:05，世紀(jì)大道站上行站臺(tái)門無法聯(lián)動(dòng)，司機(jī)通過PSL(現(xiàn)地操作盤)完成開關(guān)門作業(yè)并出站。

2.2.2故障分析

根據(jù)上節(jié)所述的信號(hào)和站臺(tái)門系統(tǒng)的控制接口原理，對(duì)此故障進(jìn)行分析。經(jīng)回放查看SDM(聯(lián)鎖監(jiān)測(cè))、MSS(微機(jī)監(jiān)測(cè))的開關(guān)量可知，KMJ從未吸起，即站臺(tái)門沒有收到開門命令，所以把故障范圍鎖定在信號(hào)系統(tǒng)。信號(hào)系統(tǒng)沒有給站臺(tái)門發(fā)出命令的原因主要有：1) 車地通信丟包、延時(shí)，列車進(jìn)站后無法與軌旁建立通信，導(dǎo)致站臺(tái)門狀態(tài)未知，列車無法向軌旁發(fā)送控制命令；2) 列車沖標(biāo)/欠標(biāo)，未精確停車；3) KMJ和GMJ繼電器故障或接點(diǎn)虛接；4) 聯(lián)鎖系統(tǒng)故障。

3 后續(xù)措施

地鐵新線開通初期，由于接口調(diào)試不完善且設(shè)備處于磨合期，故障率較高。運(yùn)營方應(yīng)提前做好防范，最大限度地降低信號(hào)與站臺(tái)門系統(tǒng)故障對(duì)運(yùn)營造成的影響。

1) 新線合同談判及設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)階段，運(yùn)營方、接口廠家、設(shè)計(jì)院結(jié)合已開通線路運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，規(guī)避前期信號(hào)與站臺(tái)門接口存在的問題；

2) 運(yùn)營方介入施工階段，提前跟進(jìn)信號(hào)與站臺(tái)門等設(shè)備的安裝、接口調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改；

3) 新線開通初期，難免存在設(shè)備缺陷、隱患，應(yīng)全面開展設(shè)備專項(xiàng)排查工作，消除信號(hào)與站臺(tái)門接口故障隱患；

4) 建立完善的設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)生故障后維護(hù)人員利用監(jiān)測(cè)手段，查看動(dòng)作開關(guān)量歷史記錄、平面圖運(yùn)行回放、聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)采集記錄、設(shè)備故障告警等信息，迅速定位故障點(diǎn)，縮短故障處理時(shí)間，降低故障對(duì)運(yùn)營的影響；

5) 故障處理后需總結(jié)故障處理方法、出具故障分析報(bào)告，并組織全體員工學(xué)習(xí)，加強(qiáng)員工應(yīng)急處理能力；

6) 發(fā)現(xiàn)故障或隱患后，要做到舉一反三，以點(diǎn)及面，全面排查同類隱患，不能就事論事；

7) 站臺(tái)門故障應(yīng)急演練開展常態(tài)化。制定《站臺(tái)門故障應(yīng)急處理預(yù)案》，并在演練中不斷總結(jié)、改進(jìn)。在突發(fā)站臺(tái)門故障后，維護(hù)人員、司機(jī)、站務(wù)、行調(diào)、設(shè)調(diào)等多專業(yè)、多部門人員能迅速、有效地開展故障應(yīng)急處理，既要保證列車正常運(yùn)營又要迅速消除故障隱患；

8) 對(duì)全線站臺(tái)門控制和采集線路進(jìn)行定期檢查，防止因線路斷線和端子虛接虛焊造成的故障；

9) 信號(hào)和站臺(tái)門專業(yè)雙方保持技術(shù)溝通，針對(duì)實(shí)際運(yùn)營中發(fā)生的問題，不斷完善和修訂接口文檔。

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Analysis of Interface Failures between Signal System and Platform Screen Door System

Zhou Mao

(Ningbo Rail Transit Group co., LTD., Operating Company, Ningbo 315000)

new metro lines; SIG; PSD; interface failure analysis

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.05.020

2016-12-29

2017-01-16

周茂，男，本科，工程師，從事城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)管理工作，378316710@qq.com

U231

A

1672-6073(2017)05-0109-05

(編輯：王艷菊)