CTCS2+ATO系统列车门与站台门联动原理和优化方案

叶建斌

（中国铁路广州局集团有限公司电务部，广州 510088)

1 概述

珠三角城际铁路是综合了城市轨道交通与高速铁路特点的新式轨道交通。为了解决城市轨道交通站间距短、对标停车频繁，司机疲惫容易出错，同时与既有CTCS-2、CTCS-3（以下简称C2、C3）级列控系统兼容互联互通，并适应客流量大需防控站台旅客安全等问题。综合研究，其列车运行控制系统创造性地采用了在CTCS-2 技术的基础上叠加ATO 功能的新系统，简称为CTCS2+ATO 系统。该系统首次实现了列车按运行图自动驾驶、站内自动对标精确停车、列控系统综合管控站台门、节能环保等功能，开通运营3 年来运行平稳。

新增的车门与站台门的联动功能，极大程度减轻了站务工作人员的劳动强度，提升了站台运营的防护能力。但是，在城际铁路实际运营中，由于各方面原因，造成列车门及站台门联动控制失败故障也时有发生，影响运输秩序也带来一定的安全风险。本文在分析CTCS2+ATO 系统双门联动控制的基础上，研究了车门及站台门联动控制失败故障成因和优化措施。

2 列车门与站台门接口原理

CTCS2+ATO 系统设置站台门控制系统和站台控制盘，使站台门既可以独立于列控系统进行人工控制，也可以通过站台门与CTCS2+ATO 系统接口，实现站台门与列车门的自动化联动控制。

每侧站台门通过设置开门继电器（KMJ）、关门继电器（GMJ）、车型继电器1（CX1J）、车型继电器2（CX2J）、门锁闭继电器（MSJ）、门旁路继电器（MPJ）、门报警继电器（MBJ）等7 个继电器，完成站台门与CTCS2+ATO 系统信息交互。站台门通过MPJ 状态确定站台门是否与CTCS2+ATO 系统进行联动控制，若联动控制时MPJ 落下，也可人工设置为旁路状态MPJ 吸起，则站台门不接受CTCS2+ATO 的控制指令。开关门时，驱动KMJ（或GMJ）及CX1J（或CX2J）吸起，操作站台门动作。站台门根据自身状态控制MSJ、MBJ 的吸起和落下，MSJ、MBJ 常态吸起，表示站台门处于锁闭状态、且无异常报警。当站台门接受开门指令打开时，MSJ 落下；当站台门被人为或其他因素打开时，MBJ 落下。联锁、列控设备采集MSJ、MBJ 接点状态信息，当任一落下时，联锁不能开放对应股道的接发车进路信号，若信号已开放则立即恢复，将站台门纳入信号系统控制，确保站台旅客安全。列控中心同时采集MPJ 接点状态信息，为行车人员提供站台门联动控制状态信息。

接口原理如图1 所示。

3 列车门与站台门联动原理

CTCS2+ATO 系统在车地无线通信正常时，可提供车门与站台门联动控制功能。具备开（关）门条件后，司机开（关）门操作或ATO 设备下达开（关）门指令，ATP 向地面设备发送开（关）门命令。通信控制服务器（CCS）根据车型信息和地面站台门设置情况，确认对应股道列车停准且停稳后，通过TCC 向站台门系统发送开（关）门动作，由站台门系统开（关）站台门,整个过程如图2 所示。

图1 站台门控制接口原理Fig.1 Principle of platform screen door control interface

图2 CCS系统站台门控制原理Fig.2 Platform screen door control principle of CCS system

车门与站台门联动控制示意如图3 所示，车门及站台门联动控制功能主要由车载设备、CCS/TCC 控制设备、站台门系统以及GSM-R 无线通信系统共同实现。

图3 车门与站台门联动控制示意图Fig.3 Schematic diagram of linkage control of train door and platform screen door

4 列车门与站台门联动故障分析及优化方案

从列车门与站台门接口关系、联动原理可以看出，涉及列控车载设备、无线通信设备、列控地面设备、站台门控制设备、站台门，整个过程环节多、设备多，因此故障的因素多和原因分析判定相对比较复杂。在实际应用过程中，控制失效主要的故障现象体现为列控车载设备提示“站台门联动失败”。

4.1 列车门与站台门联动流程

车载设备向地面发送站台门控制命令(开或关)时，会周期检查站台门的状态反馈。若站台门状态反馈与站台门控制命令不一致时，车载设备将间隔发送站台门命令3 次，间隔时间6 s，若在该持续时间内未能收到对应的站台门状态时，则对外报告联动失败。

同时，根据车地无线报文定义CTCS-23 包定义，地面反馈的站台门状态中的包序列号必须与车载发送地面的开关门命令包(CTCS-24 包)中的序列号一致时，才认为站台门状态与站台门操作命令一致且有效如表1 所示。

表1 CTCS-23包定义Tab.1 CTCS-23 package defi nition

4.2 列车门与站台门联动失败原因分析

车门及站台门联动主要表现为车门及站台门未能同步联动动作，通过DMI 显示“站台门联动失败”信息，提示司机进行介入操作。

车载设备判断“站台门联动失败”时主要包括站台门反馈状态与预期的开门指令不一致以及站台门反馈的状态超时两类。

站台门反馈状态与预期的开门指令不一致的故障从现场故障数据分析，基本为站台门系统未能正确操作站台门系统(未动作或者存在1 扇门未关闭)。现场故障数据分析如图4 所示，车载设备发送开门指令后，站台门系统始终反馈为关闭，从而车载设备判断联动失败。

图4 站台门联动日志Fig.4 Linkage log of platform screen door

4.3 列车门与站台门联动优化措施

从珠三角城际铁路实际运营情况来看，站台门反馈的状态超时故障原因包括站台门操作超时、车地无线通信延时较大以及序列号检查不一致3 个类型。其中站台门操作超时，可能为列控车载设备未采集到开、关门动作信息。如果仅某个车多次出现联动失败，即本车列控车载设备对开、关门操作信息采集或处理存在问题的可能性大。车地无线通信延时较大需要通信专业优化通信信道质量解决，提高无线覆盖的强度，减少外部干扰。上述分析的序列号不一致，通过优化软件，或者延长车载判断站台门超时时间能够有效避免此种场景出现。

4.4 站台门故障分析

站台门故障，导致联动失败，加强维护提高站台门控制系统的可用性。因铁路信号系统，首次将站台门纳入控制系统进行联动，站台门设备标准达不到信号设备的等级标准，容易发生故障导致联动失败。经过现场实践发现站台门存在主要问题是机械结构磨损带来站台门控制系统的延时变大，且容易发生站台门操作错误，反馈错误的站台门状态信息。进一步分析站台门机械部分主要为电磁锁方面故障，主要表现为电磁锁与锁钩卡死、电磁锁进入灰尘异物卡阻、电磁锁芯锈蚀、传动皮带脱落导致卡顿或者皮带动滑轮变形等方面的故障。

5 展望

C2+ATO 列控系统，其研发及应用在国际上创造了列车自动驾驶功能在动车组上运用的先河，创新和丰富了我国列车运行控制系统技术体系。随着珠三角城际铁路运营探索，克服系统缺点，进一步完善ATO 系统技术规范和规章制度。未来， ATO系统必将在我国各区域轨道交通建设过程中得到全面推广使用，为我国列控系统走向智能化、管控一体化方向奠定技术基础。