全自动运行模式下站台门唤醒执行方式研究

吴昊 厉万力 徐磊 周天龙 庄加局

（1.宁波市轨道交通集团有限公司 浙江省宁波市 315010）

（2.温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司 浙江省温州市 325088）

（3.昆明轨道交通集团有限公司 云南省昆明市 650000）

（4.宁波中车时代电气设备有限公司 浙江省宁波市 315100）

为满足更加高效、智能、安全的出行需求，全自动运行是当前轨道交通的发展趋势，站台门作为地铁的关键组成部分，为线路安全运行提供了有力的保障。

目前全自动运行列车已经具备了列车唤醒/休眠、自动出入库等智能化功能。对于地铁站台门，每天运营前，站务人员需要至站台上操作就地控制盘（PSL）来唤醒并确认站台门系统的设备状态以及故障情况，该方式不仅需要每个站占用1名专业的站务人员，在增加站务人员的工作强度同时，还存在人为的操作失误风险。因此，通过智能化手段，实现站台门的自动唤醒，一定程度上可以实现运营效率的提升，一定程度上也可以缓解日常运营维护人员的人力需求，实现维护人员减员增效的目标。

1 全自动运行模式下站台门系统

全自动运行模式下，整条线路的自动化程度得到了大幅提高。站台门系统除具备常规的功能外，主要增加了障碍物检测功能、对位隔离功能、端门门禁功能。

1.1 障碍物检测功能

传统运行模式下，障碍物探测系统可靠性较低，误报率较高，在实际应用过程中，使用效果较差，因此大部分地铁公司仅将系统作为辅助使用，主要还是依靠司机进行人工判断。全自动运行模式下，为保障线路运营效率以及安全性，需要障碍物探测系统接入安全回路，实现联锁，因此实现障碍物准确探测是必须增加的功能。

1.2 对位隔离功能

当列车某个车门故障隔离后，本列车停站时对应的滑动门会保持锁闭不参与本列车停站的开、关门作业。相应的，当车站某个滑动门故障隔离后，经停该侧站台的所有列车相对应的车门也保持锁闭，不参与停站的开、关门作业。

1.3 端门门禁功能

传统运行模式下，端门是作为列车在区间隧道火灾或者故障时，乘客疏散的通道，也是车站人员进出隧道的通道。在站台区，车站人员可以通过专用钥匙打开端门进入轨行区，轨行区，人员可以通过按压推杆锁打开端门。

全自动运行模式下，从安全角度考虑，车站需要制定更为严格的管控手段，限制无关人员进入轨行区，影响线路运行。因此需要在端门处建立门禁系统，通过设置不同的权限来规范进入轨行区的人员，以此来进一步加强安全管理。

2 站台门唤醒需求分析

2.1 非全自动运行模式

非全自动运行模式下，每天地铁线路运营前，需要按照车站运营前检查工作流程进行逐项检查，具体流程见表1。从车站运营前检查工作流程中，对于站台门状态，主要通过运营人员目测监测状态来判别，同时每个站点需要安排一名运营人员进入站台操作PSL控制站台门开关，以确认站台门工作状态。以宁波地铁为例，为完成该项工作，每天需要安排125名运营人员，平均花费10分钟，共计1250分钟完成该项工作。该方式不仅需要每个站占用1名专业的站务人员，在增加站务人员的工作强度同时，还存在人为的操作失误风险，且相互站点信息未进行互联互通。站台门系统为多级控制方式，因此仅采用操作PSL控制站台门的方式，并不能完全判定站台门无故障，在正线运营前，还是存在站台门与信号系统无法联动的情况，从而影响整条线路的运行。

表1：运营前检查流程

2.2 全自动运行模式

全自动运行模式下，各条地铁线路的自动化水平皆大幅度增加，相关运营保障人员数量皆有一定程度减少。但目前国内大部分线路运营前对于站台门的工况确认工作还是采用人工操作方式，费时费力。因此针对全自动运行模式下的站台门智能化提出了新需求：

（1）采用一套站台门唤醒系统来替代人工现场操作，并实现与信号系统级控制等同的唤醒方式。

（2）应与控制中心建立互联互通，实现单人简单操作即可完成整条线路站台门唤醒工作，提升其工作效率，降低人员成本。

（3）站台门唤醒期间需要进行开关门操作，因此需要系统考虑安全方面问题。

3 站台门唤醒安全风险分析及管控措施

3.1 站台门唤醒安全风险分析

要确保运营前完成站台门顺利唤醒，主要是降低靠近站台门的外界危险源，以及减少除设备自身状态运行异常而影响线路运行的安全风险隐患。

从发生危险情况的可能性及危害严重性两方面，进行逐项辨识和识别。通过运营工况分析，站台门唤醒的安全风险主要在于站台区和轨行区。轨行区安全风险点主要有：正线轨行区存在违反规定擅自进入正线轨行区人员，或未及时进行消点撤离施工人员。站台门开关门动作时，容易出现夹人事故。施工人员遗留工具或设备在轨行区靠近站台门，站台门开关门动作时，存在安全隐患。站台区安全风险点主要有：安全黄线范围内存在施工人员倚靠站台门情况，站台门开关门动作时，容易出现夹人事故或跌落事故。施工人员遗留工具或设备靠近站台门，站台门开关门动作时，存在安全隐患。

3.2 风险管控措施

从管理层面，需要进一步加强轨行区、站台区安全管理。人员因故需进入轨行区，车站须指定工作人员带领其进入，并清点人员数量和工具数量，并由工作人员授权开启端门。当人员从封闭轨行区撤离时，管理人员必须进行人员清点和工具核对工作，并注销作业。对于管理措施上可能存在的漏洞，宜通过一定的辅助监测手段进行实时监测，降低安全隐患。可以通过图像识别技术对轨行区、站台区靠近站台门的区域进行实时监测，当判断存在安全隐患时，可将报警信息上传至控制中心，提醒站务人员注意并及时处理，同时联动声光报警装置，对轨行区人员进行报警提醒，并远离安全隐患区域。

4 站台门唤醒操作执行方式

根据站台门智能化提出的新需求，以及安全隐患分析，依据地铁线路运行时刻表，在正线运营前，站台门根据唤醒触发信号开启唤醒检测工作。通过对站台门的静态检测、安全检测、和动态检测实现站台门的工况全面检查，使其具备投入运营状态。站台门唤醒流程见图1。

图1：唤醒流程

4.1 唤醒触发方式

唤醒命令是整个唤醒流程的第一步，也是最关键一步。为保证唤醒工作顺利开始，宜采用多种触发方式。本地触发方式及远程触发方式。本地触发方式即为在站台门系统前端增加信号模拟器，当达到设置的触发时间时，模拟器向站台门系统发送唤醒指令，启动唤醒流程。当模拟器发生故障时，会自动发送故障信号至控制中心，并触发远程启动唤醒命令，提醒站务人员远程触发唤醒命令，实现远程唤醒。通过本地和远程双重触发，保证唤醒命令顺利发出。

4.2 站台门静态检测

站台门在收到触发器给的触发命令后，控制系统内部各部件完成静态自检流程。静态自检是站台门系统内各部件相互联动，相互配合的活动。其中门控单元DCU对门机系统里面的各部件包含电磁锁、电机、行程开关、指示灯等接口部件信号进行逐一检查确认，确认外围控制部件是否存在故障。同时门控单元DCU对控制器内部的存储电路、时钟电路、电源电路进行状态检查。中央控制盘内部的单元控制器PEDC对内部逻辑控制板、安全继电器继电器等工作状态进行检查，判断是否处于正常工作状态。电源系统对外部供电电压、系统输出电压、电流的状态进行检查确认，是否在正常工作范围内。各门控单元DCU向监视系统发送通信链路测试信息，确认通信状态正常时，向监视系统发送各门单元的自检信息。

静态自检故障信息处理：将自检故障信息进行分级，分为关键故障信息和非关键故障信息。非关键故障信息，如偶发型通信中断，则进行故障存储，不影响进入动态测试。关键故障信息，如供电电压异常，电机故障、继电器故障等信息，先进行系统重启恢复动作，若故障无法恢复，则立即向控制中心发出报警信息，请求维保人员进行故障处理。待故障修复完成后，再进入下一步测试。

4.3 站台门安全检测

完成静态检测后，系统启动安全检测。安全检测主要对站台门轨行区、站台区靠近区域进行实时安全隐患检测。通过站台端视频监控装置对站台侧、轨行区的人和物进行智能识别，判断站台门开关门动作是否存在安全隐患。站台区：通过前端图像传感器对站台区的黄线范围以内进行图像采集，将采集信号传送至图像分析处理器进行算法判断，判断在候车黄线以内，是否存在人员，若存在，则向监视系统发送安全报警信号，同时将图像视频信息通过网络发送至控制中心。轨行区：通过前端图像传感器采集轨行区相关图像信息，图像分析处理器判断轨行区是否存在人员或设备靠近站台门，若存在，则通过安全继电器触点方式向监视系统发送安全报警信号，同时将图像视频信息通过网络发送至控制中心。

当系统收到安全报警信号后，系统向各门控单元DCU发送安全报警信息命令，由门控单元DCU控制声光报警装置，提示施工人员，站台门即将进入动态测试，请远离非安全区域。该报警信息，直至人员远离非安全区域。待消除安全隐患，完成安全检测后，向控制中心发出动态检测申请。

4.4 站台门动态检测

站台门动态检测主要包含系统逻辑控制命令执行检测及门机系统运动状态检测。动态检测为站台门模拟实际运营工况下，进行执行信号系统命令的开关门过程。

由控制中心根据静态检测以及安全检测结果，同时可人工通过图像监控装置再次确认站台是否存在安全隐患，确认安全后，通过操作远程显示终端授权确认站台门具备动态测试条件，如果控制中心不授权，则站台门等待授权或进入人工处理。

接到控制中心授权后，唤醒检测系统进入动态测试准备，唤醒检测系统向站台门控制系统发送动态检测命令，检测系统通过控制逻辑继电器组方式，将站台门其它外部控制命令切除，取得控制优先级，按照设定程序模拟信号系统给站台门发送3次开关门硬线命令，站台门按照开关门命令执行3次开关门动作。

动态自检故障信息处理：将故障信息进行分级，分为关键故障信息和非关键故障信息。非关键故障信息，如偶发型通信中断，则进行故障存储。关键故障信息，如开关门速度异常、开关门时间异常等故障等信息，则立即向控制中心发出报警信息，请求维保人员进行故障处理。待故障修复完成后，再进行3次开关门测试，直至所有门单元开关门正常，确保正式运营正常。若存在门体等结构原因，无法进行开关门故障时，需要及时通知站务人员进行门单元隔离处理，同时采取临时措施，提醒乘客至其他门单元候车。待夜间停运后，再进行处理恢复。若所有门单元完成3次开关门正常动作，完成动态检测。

4.5 站台门唤醒完成

当站台门静态检测、安全检测、动态检测均完成后，系统定义站台门唤醒成功。相关信息将传递至运营控制中心。若某个站在自检过程中存在故障未能完成唤醒工作，系统将根据实际故障情况给出相关运营建议，通过一系列智能化手段，从而实现运营前的准备。

5 人工唤醒方式与自动唤醒方式对比分析

站台门实现自动唤醒后，无需每个站配置1名工作人员在运营前进行手动操作以确认站台门状态。这样不仅可以降低人员配置，减少人员成本，检测效能也大幅提高，可有效解决因线路规模不断扩大而导致的运营效益降低问题。两种模式详细对比如表2。

表2：对比分析

通过从人数配置、测试覆盖面、安全性、效率、智能化水平多维度对传统模式与自动唤醒模式进行对比，站台门系统采用自动唤醒方式，都更将高效化、安全化、智能化。

6 结论

全自动运行模式下如何保证线路的安全高效运行，对站台门系统提出了新的需求。站台门系统作为核心系统，自动化程度应满足运营需求。本文提出的站台门唤醒检测方法能够实现在正线运营前对站台门进行自动唤醒检测，降低了人工介入、人为误操作风险，减少站务人员配置，降低运营成本，提升运营效率。同时考虑了智能识别安全隐患方式，并保留人工授权方式，在满足运营效率的情况下，最大限度考虑安全性。当然新系统还处于早期阶段，很多地方需要进一步完善，唤醒预案还需要与业主需求深度融合，进而将系统真正应用于运营现场。