信号与屏蔽门联动系统在地铁中的应用

朱卫斌

摘要：随着城市交通压力的增大，地铁成为上班族首选的交通工具，而地铁信号与屏蔽门联动控制系统系统的出现则成为地铁安全运行的保护屏障，降低了地铁运行的故障率。文章主要就信号与屏蔽门联动系统在地铁中的应用进行了分析，以供参考。

关键词：地铁信号;屏蔽门;联动控制系统

目前，地铁信号与屏蔽门联动控制系统已成为现代地铁轨道系统当中不可或缺的部分，具有重要的作用和意义。

一、地铁信号与屏蔽门联动控制系统的优势

（一） 提高工作效率

使用该系统能够自动化操作复杂且难以通过人力调控的地铁系统，使得反应时间和处理时间能缩减到最低，有效提高列车的运作效率。尤其在上下班高峰期，该联动系统能够压减开门、关门等产生的时间。

（二） 提高安全系数

通过屏蔽门和ATP、信号系统的相互协作，能够更有效发挥屏蔽门的保护作用，起到实时监控和处理的作用，防止乘客在列车门关门的瞬间被夹伤。对于某些线路较老的地铁站，还能够有效阻隔较大的空隙产生的安全隐患。

二、地铁信号与屏蔽门联动控制系统功能与原理

联动系统运用于实际的列车运营模式，通过制定严格的控制逻辑，可以实现在正常情况下的屏蔽门的联动开关，还可以实现在紧急情况下的故障-安全防护功能。

联动系统建立车-地双向无线数据通信的基础是专用2.4 GHz无线传输技术。通过查询应答器系统进行列车的精确定位和识别，基于轨旁子系统与信号系统接口，确保列车在屏蔽门出现故障时仍能运行安全。车载子系统与门控电路接口，负责采集车门的实际开关状态，与此同时将屏蔽门的实际状态与门控电路结合起来，实现车门与屏蔽门接口的安全控制。系统向司机及车站控制人员提供友好的人机接口，采用多种措施冗余化设计，确保系统的安全、可靠和可用。

联动系统可分为车载子系统与轨旁子系统二大部分。系统与外界的接口有以下几种：系统与列车门控电路的接口、与站屏蔽门控制系统的接口、与信号系统的接口和人机接口等。

系统采用微功率无线扩频通信技术，通过设置在站台终端适当位置的车-地通信单元，实现站台局部区域性覆盖，并且覆盖范围可以通过软件进行灵活调整。列车一旦进入覆盖区域（站台长度范围），立刻被轨旁子系统获知，进而建立以轨旁系统为主的主从式半双工高速数据通信链路交换信息。基于软件无线通信可配置的2.4 GHz 频带扩频通信技术，采用双通道并行通信方式，可以有效避免可能出现的无线干扰，确保系统车-地信息交互的稳定、可靠。

轨旁查询应答器安装于道床中心线上在站台区域对称位置，列车底部对应位置吊装固定信息有源应答器，其中预先存储车辆类型、列车ID以及其他必要信息，并可对功能扩展预留一定的数据容量。軌旁查询应答器实时发送无线查询信号，相当于开放了2个对应的对位停车“窗口”，通过该“窗口”捕获列车的作用范围一般可以限定在±50cm内，满足系统对停车精度的要求。

当列车在ATP（ATO）系统控制下驶入站台并且按照设置在站台的停车标对位停车后，当列车准确停靠在查询应答器设置的“停车窗”内时，轨旁系统会实时获取存储车载应答器内的相关信息。如果该读取过程在整个列车停站时间内如都保持车速连续恒定，就可以得出列车已经精确停车到位的结论。通过车载门控接口，系统同时判定当前列车车速为零，并且施加了防溜制动，则表明列车具备了开、关车门及站台屏蔽门的条件，反之不允许开放车门及屏蔽门。

总的来说，地铁信号与屏蔽门系统根据车载部分采集到的车辆运行信息、屏蔽门控制系统传递的屏蔽门状态信息和人机接口选用的控制模式进行逻辑运算，并将运算结果分别下传至站台屏蔽门系统，控制对应侧屏蔽门的联动开启和关闭;下传至信号系统，实施必要条件下的安全防护;下传至车载系统，向司机提供必要的站台屏蔽门状态显示，以及为列车运行提供依据并可以实施必要的安全防护。

三、地铁信号和屏蔽门联动控制系统的控制流程分析

（一）第一个阶段

地铁接近各站点，但未进入规定的停车地点，该系统即利用接口开启防护功能，当系统确定好屏蔽门的状态为关闭时，地铁才能进入规定的停车地点。

（二）第二个阶段

当地铁进入到站点之后，如果列车进入到此前设定的“紧急停车区域”，该系统将利用“系统信号接口”来开启相关安全保护功能。如果系统发现这个时候屏蔽门依旧处在开启的情况时，它就会发出速度要求，地铁收到这一命令后，就会马上进行刹车。实际上，地铁是利用“车-地通信系统”来采集地铁屏蔽门状态的实时信息的。

（三）第三个阶段

当地铁进入到相应的停车区域，地铁的头部和尾部也都完全进入到站点之后，该联动系统就将产生一定的感应。之后，该系统将利用“信号接口”的办法，来实现自己的安全防护功能。而地铁本身，正如前文所述是利用“车地通信渠道”采集屏蔽门所处状态的信息的。如果前面的屏蔽门尚且处于开启状态时，系统是不可能放行该列地铁的。

（四）第四个阶段

当地铁离开站点之后，它还是处在紧急停车的范围之内，当系统检测发现站点的屏蔽门还是开启的情况时，它就会利用信号系统接口来进行下一步的安全防护。这个时候，地铁还是会利用“车地通信渠道”进一步采集屏蔽门状态的相关信息。

（五）第五个阶段

地铁离驶站点，虽然会离开该系统的控制范围，但该联动系统依旧会发出相应的信号，告知其它系统进行安全控制所必须的条件，从而使屏蔽门始终处于完备的监控系统中，并将检测到的信息实时的发送给中央行车指挥人员。

四、屏蔽门的常见故障及处理方法

屏蔽门的运行始终需要信号控制，这就会引发许多连锁问题。当列车在站外自动停车时，通常是因为屏蔽门与信号系统之间数据传输或通信异常，这时列车就会因为接触不良等原因而骤停，维修人员在检修时可检查屏蔽门系统是否触发了紧急停车，屏蔽门系统与信号系统之间的接口继电器是否正常，以及地-车无线数据通信情况等，从而对故障原因进行一一排查。

另外，若出现屏蔽门无法自动打开或关闭的故障时，维修人员可检查车地的通信是否中断，并检查轨道旁的系统数据记录来排查故障，进而确认是屏蔽门系统故障还是信号系统故障;若屏蔽门和地铁车门均关好，但车辆依旧无法正常启动开门指令，这有可能是车门电路故障，可以利用强行开门的按钮强制开门;若车载联动系统的继电器发生故障，则可通过对屏蔽门的控制进行强制发车;其次，若地铁和联动门没办法实现联动，这有可能是因为信号强度过低或者信号受到干扰导致系统无法与列车通过信号联系，从而造成系统中断，这种情况也有可能是车载ATP故障。因此故障出现后，维修人员要通过监视器的计入等方式逐步找到故障点并排除故障，尽全力减轻故障带来的不良影响，另外地铁体系内部要提前做好故障预警工作，这样才能在故障发生时能够及时进行维修和故障排除工作，从而为广大群众的出行保驾护航。

五、结语：

总之，地铁信号与屏蔽门联动控制系统在显著地提高了地铁的工作效率和水平的同时，也能够有效地保证列车和乘客们的安全，因此，需要我们正确对待和认真重视。

参考文献：

[1]李德堂.信号系统与屏蔽门的接口问题及优化方案[J].都市快轨交通.2016（02）.

[2]潘桂芳.地铁信号与屏蔽门联动控制系统分析[J].铁道通信信号.2017（05）.

[3]唐娟.地铁列车车门与站台屏蔽门联动方案[J].科技创新与应用.2017（08）.