地铁信号与屏蔽门联动控制系统分析.doc

1地铁信号与屏蔽门联动控制系统分析摘要:结合广州地铁详细地介绍了地铁信号与屏蔽门联动控制系统的组成、功能,分析了其原理和联动的安全性、可靠性,并指出了在实际运行中的重要性关键词:PTI 多路接收器,屏蔽门,乘务组号1 信号与屏蔽门联动系统组成广州地铁 2 号线屏蔽门(PSD)是由连续的列车控制系统(ATC)监督和控制它由车载设备和轨旁设备共同实施,组成联动系统具体包括:车载设备 FZG、轨道电路 FTGS、轨旁列车自动防护系统 ATP-STG、列车位置识别多路接收器 PTI-MUX、屏蔽门 PSD,其示意图如图 1 所示ATP-STG 用于轨旁设备到车载系统间的单向通信,主要监督 PSD 状态;FTGS 用于传递 PSD 状态报文;PTI 线路系统用于车载系统到轨旁系统间的单向通信,传输PSD 开关控制命令和列车的目的地号、车次号、乘务组号等站台 PSD 的开关门命令是由特定的 ATO 乘务组号报文组成(eg:980982),通过PTI 线路系统处理后传递到安全输出继电器,经安全输出继电器动作,传送到 PSD控制系统2 信号与屏蔽门联动系统功能2.1 监督 PSD 状态轨旁 ATP 通过故障-安全输入继电器来接收当前 PSD 状态(开或关),同时也向列车上发送此信息。

但在站前、站台和站后 3 个区段向列车发 PSD 状态的同时,又给2列车发出相应的动作命令当接收到站台 PSD 是在关好状态时,才允许列车以ATO 或 SM 模式驾驶;否则,轨旁 ATP 就在相应的地方设置安全停车点或直接给车辆发送紧急制动命令,以确保站台和列车上的安全1·如果列车正处在站前区段(站前区段足够长),轨旁 ATP 会令其在设置的安全停车点停下,不会进入相应的站台2·当列车在站前区段准备入站或已经进入站台区段还未停下时,会马上实施紧急制动,让车在最短时间内停下3·当列车在站台区段已经停下准备离站时,轨旁 ATP 就会在此设置 1 个安全停车点,停止发送列车开放信号4·当列车已经离站进入站后区段,但车尾还未出清站台区段时,轨旁 ATP 就会直接发出紧急制动命令,保证列车在最短的时间内停下其他情况下轨旁 ATP 只会向车上发 PSD 处于开状态的命令,不会给列车发其他命令信息,此时列车可以 ATO 或 SM 模式行驶如果出现上述情况之一,要使列车能够运行,有 2 种解决方法:①使轨旁 ATP 接收到的 PSD 状态为关,这时列车以 ATO、SM 模式行驶;②列车采用故障 RM 限速模式行驶,出清相关的区段。

2.2 控制 PSD 开关在任何驾驶模式下,列车一占用站台区段,车载 ATP 就会切断 PTI 通道,如图 1 中PTIre-lease,以免由于干扰而给 PSD 发误动作命令当列车在 ATP 指定的停车窗内停下时,车载 ATP 就会接通 PTI 通道,同时轨旁 ATP 给出 1 个相应的门释放信号,车门允许被打开,PSD 也允许被打开图 2 画出了开、关 PSD 命令安全输出原理表 1 定义了开关 PSD 对应的乘务组号,并指出了相应动作的继电器3根据各个站的情况,表 1 中的信息都会作为用户数据,在 PTI-MUX 系统中配置好,在确定列车是开左门还是右门后,PSD 才动作1.PSD 开控制当列车门打开时,车载 ATO 接收到 1 个车门开信号,经过ATO、PTI 处理后,向 PSD 控制系统发出开门命令信号,然后 PSD 自动打开为了确保 PSD 不会误动作,车载 ATO 输出 2 组不同数字(eg:980982)作为特定的乘务组号开门报文,传给车载 PTI 处理系统,然后经 PTI 天线、PTI 轨道接收环线或 PTIbeacon,最后传到轨旁 PTI-MUX,再经 PTI-MUX 处理后,把 980、982 二个允许信号分别传给 PSDopen1、PSDopen2,它们动作之后,K1、K2 也相继动作,最后二路允许信号汇总,K6 动作,将有效的“开”PSD 命令信号传给 PSD 控制系统。

为了使 PSD 可靠动作,ATO 将连续发“开”PSD 命令直到接收到关车门信息当 PSD 自动打开后,轨旁 ATP 就会接收到 PSD 处于开状态,不允许动车2.PSD 关控制如果列车门关了,车载 ATO 接收到 1 个车门关信号,经 ATO、PTI系统处理之后向 PSD 控制系统发出关门命令信号,然后 PSD 自动关闭ATO 这时将用另 2 组不同数字(eg:988990)作为特定的乘务组号关门报文,传给PTI 处理系统,经过和开门命令同样的线路,最后把 988、990 二个允许信号分别传给 PSDclose1、PSDclose2,它们动作之后,K3、K4 也相继动作,最后二路允许信号汇总,K5 动作,将有效的“关”PSD 命令信号传给 PSD 控制系统同样为了使 PSD 可靠动作,ATO 将连续地发“关”PSD 命令直到列车动车离开当车门、PSD 关好后,PSD 的状态信息就会从“开”变为“关”,同时其他条件也满足时,轨旁 ATP 就会释放动车命令给列车,列车才可以以 ATO、SM 模式离站3 联动命令的安全性和可靠性分析1.用特定的乘务组号报文来控制 PSD 的开关如表 1,只有出现这些特定的乘务4组号报文,开关 PSD 命令才会生效,同时这些乘务组号必须按特定的逻辑顺序排列。

2.从车载 ATO 系统的 IMU100 到轨旁的 PTI-MUX 之间,整个的 PTI 通道是安全冗余从信息源(ATO 系统)到最后的目的点(PTI-MUX)之间,整个信息的流程是通过一个冗余 CRC 系统(车载 ATP)控制的,如图 1车载 ATP 是 1 个二取二的冗余安全系统,它通过 1 个安全的数字输出来控制 PTI 的释放,同时也监控 PTI 释放继电器的状态当列车在站台区段停在停车窗内时,车载 ATP 才会释放 PTI 继电器,接通 ATO 系统到 PTI-MUX 系统间的传输通道3.信号命令与 PSD 控制系统间的接口,比如输出继电器的动作,是通过 PTI-MUX运行程序来控制的PTI-MUX 系统设置允许最大容错时间为 1s即 PTI-MUX 系统如果在 1s 内没有收到列车发“开”或“关”PSD 信号,PTI-MUX 程序将保持 1s 输出原来的 PSD 命令报文;如果超过了 1s,程序就将终止输出4.可以避免同时输出开、关 PSD 等误动作命令从图 2 可以看出,要有 5 个继电器动作才能产生 1 个有效的 PSD 命令,因此在同一时间出现“开 PSD、关 PSD”等错误命令的几率几乎为零。

在 PTI-MUX 与 PSD 系统间安装的 K1、K2、K3、K4 这些继电器在开和关之间是互锁的,能够防止 PTI 多路接收器同时输出“11”等无效组合命令即使出现了一些无效组合,PTI-MUX 软件系统最后将输出“00”给 PSD 系统,使 PSD 不会有任何动作5.PTI 通道硬件故障PTI 通道元件的可靠性要求极高,特别是 K1~K6 这些电流继电器,触电就会动作,非常灵敏由于在传输通道中冗余系统的保护和 PSD 控制命令是由报文中特定的乘务组号产生,因此单个的硬件故障不可能产生任何错误的 PSD 控制命令4 结束语5PSD 是地铁安全的又一道屏障,实现信号与 PSD 联动,既可以节省大量人力物力,也可以节省大量时间,同时安全保障方面又提高到一个新层次,真正实现地铁特有的优势———安全、准点、快捷、高效参考文献 1 Mr.Rahn·Generally、Hardware、FunctionalityofPSDSSN: A25060-X0037-C016-2-7659DSS:M0110085904.Braun-schweig.TSRAMTPB.2003,9. 2 F.V.D.Ohe·MaintenanceManualPTIInterfaceTracksideUnit DSS:M0110196583V01·00·Braunschweig·TSRAMTPB·2003,6·。