城市轨道交通信号系统关于信号与站台门/防淹门接口监测电路的分析

兰州市轨道交通有限公司 曹艳霞

城市轨道交通信号系统对信号与站台门接口电路状态进行实时监测、数据记录和分析，及时快速、准确的响应故障，及时发现设备隐患进行维修维护，显得尤为重要。利用屏蔽门采集传感器（PBCJ-I）实现对站台门GMJ、KMJ、PDKJ（关闭且锁紧状态）、PDQCJ（旁路切除状态）回路电压模拟量及开关量数据采集，实现站台门与信号设备接口电路微机监测数据的实时采集、告警功能、记录存储和历史回放功能。

目前地铁行车间隔越来越密集，信号系统是保障行车安全，缩小行车间隔的重要系统，其设备运行稳定性直接关系到地铁列车运行的安全和运营秩序。城市轨道交通系统站台门（站台门）和防淹门作为信号与站台门、防淹门专业的接口设备，微机监测一直没有有效的监测手段，去监测站台门、防淹门的运行情况，且站台门、防淹门均纳入信号联锁条件管理，发生故障时，对运营产生较大影响，降低乘客乘车体验。为降低站台门、防淹门接口故障，及时发现并解决站台门、防淹门接口电路存在的安全隐患，如何对信号系统设备的状态进行实时监测、数据记录和分析，及时快速、准确的响应故障，及时发现设备隐患进行维修维护，显得尤为重要。

目前信号维护支持系统（MSS）没有对站台门进行监测，当站台门故障发生时无法给出报警及时进行故障维修。需对既有维护支持系统（MSS）进行改造，增加站台门的监测以及防淹门开关量采集，提高维护能力和效率，更好保障信号系统安全可靠运行。

为了满足日益发展的维护需求，提高维护效率，预防故障发生，需对信号维护支持系统（MSS）全线增加站台门监测、防淹门监测。通过实时采集信息，实现系统及设备的故障诊断。

对屏蔽门设备的模拟量、开关量状态、防淹门开关量进行实时监测，并及时给出报警。

对屏蔽门运用状况、作业操作记录进行实时监视、记录存储和历史回放。

对报警/预警信息可进行实时及历史调阅查看，对故障及自定义时刻进行回放。

以设备图形化展现方式，显示主要设备的运行状态及给出报警。

1 站台门/防淹门接口监测电路结构以及功能概述

城轨站台门开关由来自列车的ATO 命令或司机命令控制，该信息通过信号车地通信无线通信系统传输至轨旁信号CBI 系统设备，再由信号CBI 系统设备将该命令传输至站台门系统，这些命令是安全相关的。作为对ATO或司机开关门控制命令的反馈，站台门系统向信号系统提供站台门相关状态（关闭且锁紧）。

信号系统对于故障列车（不能发出站台门控制命令）、非通信列车、EUM 模式或在RM 模式下的列车不实现站台门自动控制。如需开/关站台门，须通过站台工作人员的人工操作使站台门动作（开门/关门）。

信号系统与站台门系统间的外部接口通过站台门系统与信号CBI 子系统的安全输入/输出实现的。

信号系统与站台门系统采用安全型继电接口方式，继电电路均采用双断电路。电路的设计须符合故障－安全原则。具体接口要求如下：

接口电路应与所选用的继电器特性相匹配；

信号系统在信号设备集中站与辖区内的各车站站台门系统进行接口，相应信号集中站管辖区范围内的信号继电接口设备设置在设备集中站信号设备室内，站台门系统继电接口设备设置在各站站台门设备室内。信号系统与站台门系统分别在接口对方继电接口设备所在设备室采集对方接口继电器状态（吸起/落下），接口电路回路中的继电器不应使用接口对方的电源。根据工作现场实际需要，信号系统和站台门系统应分别为各自继电接口及采集电路提供电压范围固定或可调的接口电源。

信号系统向站台门系统发送的开门、关门命令必须连续不中断。要求不能同时既发出开门命令，又发出关门命令，两个命令在信号系统联锁关系内部应互锁；

地铁站台门系统向信号系统发送的“站台门关闭且锁闭”信号和“站台门互锁解除”信号信息必须连续不中断；

现场站台门开、关门命令以及表示状态信息的传输通道应采用信号安全通道通信；

信号系统监测系统应对信号与站台门接口信息动作进行事件记录。

现场站台门采集在正线集中站各设置一套站台门采集模块，通过通信接口分机将采集到的信息统一送给上位机，实现对应的站台门采集功能。

升级改造后系统具有以下功能：

在车站具备对站台门设备运行工作状态和主要电气性能进行在线监测功能。

具体监测内容如下：

站台门采集包括站台门相关的电压和状态采集。相关电压采集是在集中站信号设备室分线柜采集开门控制电压、关门控制电压、锁紧表示电压、切除表示电压。站台门相关开关量采集是采集KMJ、GMJ、PDKJ、PDQCJ 继电器状态。防淹门采集包括FDGCAJ、FDGJ、FDGCRJ 继电器状态。

2 站台门/防淹门接口监测电路监测功能的实现方式

研究确定的目标与任务主要有三个方面：一是数据采集点的选择；二是将采集数据导入微机监测系统，并通过人机界面显示出来；三是实现项目的安全施工，不能对既有设备造成影响。下面就这三个方面实现的措施及遇到的技术难点和问题进行说明。

（1）数据采集点的选择，主要是对PDKJ（关闭且锁紧状态）、PDQCJ（旁路切除状态）回路电压及KMJ和GMJ 继电器状态的采集点，因为PDKJ 和PDQCJ 都是由站台门专业提供的励磁电压工作，通过采集这两个继电器的电压，就能判断站台门专业是否成功将电压送至信号端，考虑到能准确反应站台门的电压输入，减少信号专业相关链路对数据判断的影响，将采集点放在分线柜的端子处，此处是站台门专业和信号专业的接口点，通过分线盘端子采集的电压，就能准确判断故障是发生在信号内部还是站台门专业。

KMJ 和GMJ 继电器由信号专业提供驱动电压，并将状态送至站台门专业，在研究这部分的采集点时，选择分线柜为采集点，KMJ 和GMJ 继电器的状态由组合柜经过分线柜送至站台门专业，因此分线柜作为分界点，对判断故障属于信号还是站台门专业都非常有利。使得检修人员日常分析微机监测数据就能及时发现PDKJ（关闭且锁紧状态）、PDQCJ（旁路切除状态）回路电压及KMJ和GMJ 继电器状态存在的不良隐患，及时解决存在的问题，有效降低信号与站台门接口电路的故障，降低设备故障对运营的影响，并为判断和分析信号与站台门接口故障提供可靠的数据依据。

（2）将采集数据导入微机监测，并通过人机界面显示出来。因为所有微机监测的采集数据最后都是通过人机界面显示出来，才能供维护人员参考分析，因此如何将采集的数据导入现有的微机监测，并通过人解界面显示，通过对微机监测数据进行修改，将站台门的数据信息配置到现有站联电压的采集中去，经过验证，站台门数据采集完整，符合功能要求。

（3）实现项目的安全施工，不能对既有设备造成影响。因为项目的实施是在既有线，如果施工对既有设备造成影响，将对1 号线的安全运营有很大威胁，本项目从设计开始就考虑尽量不去动现有设备，因此项目的采集设备都是隔离模块，其只要接入分线柜端子即可，不需要对现有配线进行更改，可以实现安全施工。

3 技术的创造性与先进性

通过检修人员日常分析微机监测数据就能及时发现PDKJ（关闭且锁紧状态）、PDQCJ（旁路切除状态）、KMJ（开门）、GMJ（关门）回路电压及KMJ 和GMJ 继电器状态存在的不良隐患，及时解决存在的问题，有效降低信号与站台门接口电路的故障，降低站台门接口电路故障对运营的影响。

站台门设备发生故障时，通过分析判断，快速准确区分故障在哪个专业，便于快速应急处理。

4 技术原理及性能指标

在既有微机监测站机（MSS）其他监测栏增加屏蔽门电压采集状态一栏，用于日常巡检人员及时查看站台门实时采集数据及电压曲线，及时分析判断处理站台门接口电路存在的预警信息及告警数据。

在微机监测组合柜增加采集模块组合，同时增加微机监测组合柜至分线柜线缆，用于采集站台门PDKJ（关闭且锁紧状态）、PDQCJ（旁路切除状态）回路电压、KMJ（开门）、GMJ（关门）回路电压模拟量实时监测，增加微机监测组合柜至组合柜线缆，用于采集KMJ 和GMJ 继电器开关量状态。

修改微机监测组合柜组合增配FGCA（防淹门关门允许）继电器接点、FG（防淹门状态）继电器接点、FGCR（防淹门关门请求）继电器接点相关采集配线至组合侧面，用于防淹门模拟量和开关量数据采集。

增加微机监测组合柜至微机监测机柜通信接口分机数据线一根，用于上传站台门、防淹门模拟量和开关量至微机监测站机。

修改、调试微机监测站机软件实现站台门、防淹门信号接口电路监测功能。给日常维护人员提供可靠数据，将信号与站台门、防淹门接口电路故障及时消除，降低对运营的影响。

5 设备基础状态监测

5.1 实时值

基于设备视角，实现设备实时状态的综合展示，包括设备开关量、模拟量的当前值信息、实时曲线信息、超限及状态不一致显示等功能。

5.2 状态量查询

实现实时状态量和历史状态量数据信息的查询，支持文本过滤查询功能，通过对状态量的定位查询能进行相关的状态量数据分析（如图1 所示）。

图1 实时状态量界面Fig.1 Real-time state quantity interface

5.3 日报表

日报表界面以列表形式显示当前设备采集信息界面左侧设备列表中所有设备的所选采集项的日报表信息。列表内容包括序号、设备名、采集项名称、日报表项目(如：最大值、最小值、平均值等)、日报表值、日报表值对应的时间。如图2 所示是屏蔽门日报表显示：

图2 日报表显示Fig.2 Daily report display

5.4 回放和再现

各站机及维护工作站都具备对屏蔽门回放及再现功能，既可实时显示当前的设备图状态，也可回放历史状态，便于辅助用户进行故障分析（如图3 所示）。

图3 屏蔽门回放显示Fig.3 Screen door playback display

6 站台门/防淹门接口监测电路实现功能

对站台门设备的模拟量、开关量状态、防淹门开关量进行实时监测，并及时给出报警。

对站台门运用状况、作业操作记录进行实时监视、记录存储和历史回放。

对报警/预警信息可进行实时及历史调阅查看，对故障及自定义时刻进行回放。

以设备图形化展现方式，显示主要设备的运行状态及给出报警。

因既有软件实现不了防淹门的采集，现经确认只对其开关量进行采集同时对开关量报警类型进行特殊处理：因报警类型不存在，只能约定一个其他报警，但是报警名称会体现防淹门开关量名称。

7 结语

信号与站台门/防淹门接口监测电路的研究能有效发现站台门与信号接口电路存在的安全隐患，并能达到实时监测报警功能，能及时准确向维护人员提供故障分析判断的依据。监测采集电路采用专用采集模块，不影响既有设备运行，有效解决了信号接口电路存在的安全隐患，及时杜绝了站台门与信号接口电路故障造成的列车晚点、抽线影响，更好保障了信号系统安全可靠运行。

引用

[1] 中国铁道通信信号总公司编写组.铁路工程施工技术手册(第一版)[M].北京:中国铁道出版社,2008.

[2] 林瑜筠,主编.铁道信号基础(第二版)[M].北京:中国铁道出版社,2008.