摘要：結(jié)合廣州地鐵詳細(xì)地介紹了地鐵信號(hào)與屏蔽門聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、功能，分析了其原理和聯(lián)動(dòng)的安全性、可靠性，并指出了在實(shí)際運(yùn)行中的重要性。
關(guān)鍵詞：PTI多路接收器，屏蔽門，乘務(wù)組號(hào)

1 信號(hào)與屏蔽門聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)組成

廣州地鐵2號(hào)線屏蔽門(PSD)是由連續(xù)的列車控制系統(tǒng)(ATC)監(jiān)督和控制。它由車載設(shè)備和軌旁設(shè)備共同實(shí)施，組成聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。具體包括:車載設(shè)備FZG、軌道電路FTGS、軌旁列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)ATP-STG、列車位置識(shí)別多路接收器PTI-MUX、屏蔽門PSD，其示意圖如圖1所示。

ATP-STG用于軌旁設(shè)備到車載系統(tǒng)間的單向通信，主要監(jiān)督PSD狀態(tài)；FTGS用于傳遞PSD狀態(tài)報(bào)文；PTI線路系統(tǒng)用于車載系統(tǒng)到軌旁系統(tǒng)間的單向通信，傳輸PSD開關(guān)控制命令和列車的目的地號(hào)、車次號(hào)、乘務(wù)組號(hào)等。

站臺(tái)PSD的開關(guān)門命令是由特定的ATO乘務(wù)組號(hào)報(bào)文組成(eg:980982)，通過PTI線路系統(tǒng)處理后傳遞到安全輸出繼電器，經(jīng)安全輸出繼電器動(dòng)作，傳送到PSD控制系統(tǒng)。

2 信號(hào)與屏蔽門聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)功能

2.1 監(jiān)督PSD狀態(tài)

軌旁ATP通過故障-安全輸入繼電器來接收當(dāng)前PSD狀態(tài)(開或關(guān))，同時(shí)也向列車上發(fā)送此信息。但在站前、站臺(tái)和站后3個(gè)區(qū)段向列車發(fā)PSD狀態(tài)的同時(shí)，又給列車發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作命令。當(dāng)接收到站臺(tái)PSD是在關(guān)好狀態(tài)時(shí)，才允許列車以ATO或SM模式駕駛；否則，軌旁ATP就在相應(yīng)的地方設(shè)置安全停車點(diǎn)或直接給車輛發(fā)送緊急制動(dòng)命令，以確保站臺(tái)和列車上的安全。

1·如果列車正處在站前區(qū)段(站前區(qū)段足夠長(zhǎng))，軌旁ATP會(huì)令其在設(shè)置的安全停車點(diǎn)停下，不會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的站臺(tái)。
2·當(dāng)列車在站前區(qū)段準(zhǔn)備入站或已經(jīng)進(jìn)入站臺(tái)區(qū)段還未停下時(shí)，會(huì)馬上實(shí)施緊急制動(dòng)，讓車在最短時(shí)間內(nèi)停下。
3·當(dāng)列車在站臺(tái)區(qū)段已經(jīng)停下準(zhǔn)備離站時(shí)，軌旁ATP就會(huì)在此設(shè)置1個(gè)安全停車點(diǎn)，停止發(fā)送列車開放信號(hào)。
4·當(dāng)列車已經(jīng)離站進(jìn)入站后區(qū)段，但車尾還未出清站臺(tái)區(qū)段時(shí)，軌旁ATP就會(huì)直接發(fā)出緊急制動(dòng)命令，保證列車在最短的時(shí)間內(nèi)停下。

其他情況下軌旁ATP只會(huì)向車上發(fā)PSD處于開狀態(tài)的命令，不會(huì)給列車發(fā)其他命令信息，此時(shí)列車可以ATO或SM模式行駛。

如果出現(xiàn)上述情況之一，要使列車能夠運(yùn)行，有2種解決方法:①使軌旁ATP接收到的PSD狀態(tài)為關(guān)，這時(shí)列車以ATO、SM模式行駛；②列車采用故障RM限速模式行駛，出清相關(guān)的區(qū)段。

2.2 控制PSD開關(guān)

在任何駕駛模式下，列車一占用站臺(tái)區(qū)段，車載ATP就會(huì)切斷PTI通道，如圖1中PTIre-lease，以免由于干擾而給PSD發(fā)誤動(dòng)作命令。當(dāng)列車在ATP指定的停車窗內(nèi)停下時(shí)，車載ATP就會(huì)接通PTI通道，同時(shí)軌旁ATP給出1個(gè)相應(yīng)的門釋放信號(hào)，車門允許被打開，PSD也允許被打開。圖2畫出了開、關(guān)PSD命令安全輸出原理。

表1定義了開關(guān)PSD對(duì)應(yīng)的乘務(wù)組號(hào)，并指出了相應(yīng)動(dòng)作的繼電器。

根據(jù)各個(gè)站的情況，表1中的信息都會(huì)作為用戶數(shù)據(jù)，在PTI-MUX系統(tǒng)中配置好，在確定列車是開左門還是右門后，PSD才動(dòng)作。

1.PSD開控制。當(dāng)列車門打開時(shí)，車載ATO接收到1個(gè)車門開信號(hào)，經(jīng)過ATO、PTI處理后，向PSD控制系統(tǒng)發(fā)出開門命令信號(hào)，然后PSD自動(dòng)打開。

為了確保PSD不會(huì)誤動(dòng)作，車載ATO輸出2組不同數(shù)字(eg:980982)作為特定的乘務(wù)組號(hào)開門報(bào)文，傳給車載PTI處理系統(tǒng)，然后經(jīng)PTI天線、PTI軌道接收環(huán)線或PTIbeacon，最后傳到軌旁PTI-MUX，再經(jīng)PTI-MUX處理后，把980、982二個(gè)允許信號(hào)分別傳給PSDopen1、PSDopen2，它們動(dòng)作之后，K1、K2也相繼動(dòng)作，最后二路允許信號(hào)匯總，K6動(dòng)作，將有效的“開”PSD命令信號(hào)傳給PSD控制系統(tǒng)。為了使PSD可靠動(dòng)作，ATO將連續(xù)發(fā)“開”PSD命令直到接收到關(guān)車門信息。當(dāng)PSD自動(dòng)打開后，軌旁ATP就會(huì)接收到PSD處于開狀態(tài)，不允許動(dòng)車。

2.PSD關(guān)控制。如果列車門關(guān)了，車載ATO接收到1個(gè)車門關(guān)信號(hào)，經(jīng)ATO、PTI系統(tǒng)處理之后向PSD控制系統(tǒng)發(fā)出關(guān)門命令信號(hào)，然后PSD自動(dòng)關(guān)閉。

ATO這時(shí)將用另2組不同數(shù)字(eg:988990)作為特定的乘務(wù)組號(hào)關(guān)門報(bào)文，傳給PTI處理系統(tǒng)，經(jīng)過和開門命令同樣的線路，最后把988、990二個(gè)允許信號(hào)分別傳給PSDclose1、PSDclose2，它們動(dòng)作之后，K3、K4也相繼動(dòng)作，最后二路允許信號(hào)匯總，K5動(dòng)作，將有效的“關(guān)”PSD命令信號(hào)傳給PSD控制系統(tǒng)。同樣為了使PSD可靠動(dòng)作，ATO將連續(xù)地發(fā)“關(guān)”PSD命令直到列車動(dòng)車離開。當(dāng)車門、PSD關(guān)好后，PSD的狀態(tài)信息就會(huì)從“開”變?yōu)椤瓣P(guān)”，同時(shí)其他條件也滿足時(shí)，軌旁ATP就會(huì)釋放動(dòng)車命令給列車，列車才可以以ATO、SM模式離站。

3 聯(lián)動(dòng)命令的安全性和可靠性分析

1.用特定的乘務(wù)組號(hào)報(bào)文來控制PSD的開關(guān)。如表1，只有出現(xiàn)這些特定的乘務(wù)組號(hào)報(bào)文，開關(guān)PSD命令才會(huì)生效，同時(shí)這些乘務(wù)組號(hào)必須按特定的邏輯順序排列。

2.從車載ATO系統(tǒng)的IMU100到軌旁的PTI-MUX之間，整個(gè)的PTI通道是安全冗余。從信息源(ATO系統(tǒng))到最后的目的點(diǎn)(PTI-MUX)之間，整個(gè)信息的流程是通過一個(gè)冗余CRC系統(tǒng)(車載ATP)控制的，如圖1。車載ATP是1個(gè)二取二的冗余安全系統(tǒng)，它通過1個(gè)安全的數(shù)字輸出來控制PTI的釋放，同時(shí)也監(jiān)控PTI釋放繼電器的狀態(tài)。當(dāng)列車在站臺(tái)區(qū)段停在停車窗內(nèi)時(shí)，車載ATP才會(huì)釋放PTI繼電器，接通ATO系統(tǒng)到PTI-MUX系統(tǒng)間的傳輸通道。

3.信號(hào)命令與PSD控制系統(tǒng)間的接口，比如輸出繼電器的動(dòng)作，是通過PTI-MUX運(yùn)行程序來控制的。PTI-MUX系統(tǒng)設(shè)置允許最大容錯(cuò)時(shí)間為1s。即PTI-MUX系統(tǒng)如果在1s內(nèi)沒有收到列車發(fā)“開”或“關(guān)”PSD信號(hào)，PTI-MUX程序?qū)⒈３?s輸出原來的PSD命令報(bào)文；如果超過了1s，程序就將終止輸出。

4.可以避免同時(shí)輸出開、關(guān)PSD等誤動(dòng)作命令。從圖2可以看出，要有5個(gè)繼電器動(dòng)作才能產(chǎn)生1個(gè)有效的PSD命令，因此在同一時(shí)間出現(xiàn)“開PSD、關(guān)PSD”等錯(cuò)誤命令的幾率幾乎為零。

在PTI-MUX與PSD系統(tǒng)間安裝的K1、K2、K3、K4這些繼電器在開和關(guān)之間是互鎖的，能夠防止PTI多路接收器同時(shí)輸出“11”等無效組合命令。即使出現(xiàn)了一些無效組合，PTI-MUX軟件系統(tǒng)最后將輸出“00”給PSD系統(tǒng)，使PSD不會(huì)有任何動(dòng)作。

5.PTI通道硬件故障。PTI通道元件的可靠性要求極高，特別是K1~K6這些電流繼電器，觸電就會(huì)動(dòng)作，非常靈敏。由于在傳輸通道中冗余系統(tǒng)的保護(hù)和PSD控制命令是由報(bào)文中特定的乘務(wù)組號(hào)產(chǎn)生，因此單個(gè)的硬件故障不可能產(chǎn)生任何錯(cuò)誤的PSD控制命令。