CBTC 信号系统与屏蔽门联动关系的研究

张 宁

屏蔽门系统是安装于地铁站台边缘的一道屏障，由固定门和一系列自动控制的滑动门构成，是轨道区域与站台公共区域之间的安全隔离。其中，滑动门的开启和关闭是在信号系统的控制下自动运行的，与列车车门同步动作。同时，屏蔽门系统的状态监控也通过信号系统得以实现，只允许乘客在确定安全的情况下出、入列车。

信号系统与屏蔽门系统的控制接口，成为继信号系统与客车的控制接口之后的第二大接口。现结合西安地铁2号线实际运用情况，从CBTC信号系统对屏蔽门的控制方式、控制过程、接口逻辑关系、控制时序等方面，进行详细研究。

1 信号系统对屏蔽门的控制方式

西安地铁2号线各车站的屏蔽门系统在每侧站台设有30扇滑动门，含28扇对称门和2扇不对称门。在每两扇滑动门之间安装2扇固定门，还有6个位置装有12扇应急门，作为紧急情况时的通道。站台的封闭是由站台两侧转角处的端门来实现的。

CBTC信号系统通过位于设备集中站的联锁控制器，与屏蔽门系统位于站台边缘的门控制器接口，以安全方式控制站台屏蔽门的开启。同时，联锁控制器输出屏蔽门“打开”和“关闭”命令，实现对屏蔽门的控制。

当从信号系统接收到必要的信号 (即“允许”和“开门/关门”)后，屏蔽门系统的门控制器PEDC向各门控制单元 (DCU)发出信号，从而控制门的运行。

2 信号系统对屏蔽门的控制过程

2.1 信号系统输出至屏蔽门系统的信号

信号系统联锁控制器通过干接点提供“安全/非安全输出”信号，干接点通过“双断”电路输出至屏蔽门系统，其接口电路如图1所示。

图1 信号系统输出至屏蔽门系统的双断信号

信号系统在收到站台屏蔽门“关闭且锁闭”信号前，不允许列车进入(或驶离)站台。列车在区间运行时，屏蔽门保持关闭状态，直至列车完全停靠在站台。当列车正确停在预先指定的位置时，在列车自动防护子系统的监控下，信号系统的车载控制器通过位于轨旁的区域控制器，指挥相应的联锁控制器向相应屏蔽门系统的门控制器，发送正确一侧站台的屏蔽门“打开允许”命令。随后，车载控制器请求联锁控制器打开站台屏蔽门，“开门”命令输出，并经过“双断”电路与屏蔽门的门控制器接口，该命令高电平有效，门控制器继电器吸起，向屏蔽门系统表明“屏蔽门要被打开”。门打开后保持打开状态直到信号系统撤除“开门”命令，期间“开门”命令一直保持高电平。站停结束时，车载控制器请求联锁控制器关闭站台屏蔽门，联锁控制器输出“关门”命令，至“双断”电路与屏蔽门系统的门控制器接口，此命令高电平有效，门控制器继电器吸起，表明“屏蔽门将被关闭”。

2.2 屏蔽门系统反馈至信号系统的信号

1.当所有的屏蔽门都达到“关闭且锁闭”状态时，门控制单元反馈一个门状态信号给联锁控制器。屏蔽门系统的“关闭且锁闭”状态，通过双断电路驱动信号系统的安全继电器，其接点状态由安全通道输入到联锁控制器，接口如图2所示。继电器前接点的闭合表明屏蔽门系统所有门“关闭且锁闭”的条件满足，信号系统才允许列车离开站台。

图2 屏蔽门系统反馈至信号系统的门状态信号

2.屏蔽门系统通过给出“互锁解除”命令来解除信号系统对屏蔽门的控制关系。当操作门控制器上的“互锁解除”钥匙开关时，门控制单元反馈一个互锁解除信号给联锁控制器。屏蔽门系统的“互锁解除”信号通过双断电路驱动安全继电器，继电器的接点状态由安全通道输入到联锁控制器，如图3所示，其前接点的闭合表明屏蔽门系统“互锁解除”的条件满足，信号系统允许列车离开。

图3 屏蔽门系统反馈至信号系统的“互锁解除”信号

必须指出的是，在该情况下，信号系统车载设备将持续地检查“互锁解除”信号的高电平，直至列车发车并且离开站台区域，一旦“互锁解除”信号变为低电平，列车将实行紧急制动。

信号系统与屏蔽门系统的接口逻辑关系如表1所示。

3 信号系统与屏蔽门系统的控制时序

一个完整的信号系统联锁控制器，与屏蔽门系统门控制器之间控制信号的时序关系，以及门开启和门关闭的操作次序情况，如图4所示。

1.列车进站。T0时刻，列车即将驶入站台区域，屏蔽门系统所有门的“门状态”处于低电平 (关门状态)， “开门命令”为低电平， “关门命令”为低电平，“关闭且锁闭”信号保持高电平。

2.打开屏蔽门。T1时刻，信号系统发出高电平的“开门命令”，“关门命令”保持低电平， “门状态”保持低电平，“关闭且锁紧”状态保持高电平。经过T1—T2的延时，到T2时刻，屏蔽门系统收到信号系统的开门命令开始开门，“开门命令”保持高电平，“关门命令”保持低电平，“关闭且锁闭”信号改变为低电平。经T2—T3的延时，到T3时刻，屏蔽门“门状态”解锁完毕，开始打开门。到T4时刻，屏蔽门系统所有门完全打开，“开门命令”保持高电平，“关门命令”保持低电平，“门状态”为高电平 (开门状态)，“关闭且锁闭”状态保持低电平。

表1 信号系统与屏蔽门系统的接口逻辑关系

图4 门控制时序图

3.保持屏蔽门开门。到T5时刻，“开门命令”继续保持高电平，“关门命令”继续保持低电平，“门状态”保持高电平，“关闭且锁闭”状态保持低电平。

4.关闭屏蔽门。到T6时刻，信号系统发出高电平的“关门命令”， “开门命令”降为低电平，“门状态”保持高电平 (开门状态)， “关闭且锁紧”状态保持低电平。经过T6—T7的延时，到T7时刻，屏蔽门系统收到信号系统的关门命令开始关门，“关门命令”保持高电平，“开门命令”保持低电平，“关闭且锁闭”状态保持低电平。经过T7到T8的延时，到T8时刻，屏蔽门系统门系统所有门完全关闭，开始锁闭， “开门命令”保持低电平，“关门命令”保持高电平，“门状态”为低电平 (关门状态)，“关闭且锁闭”状态保持低电平。

5.屏蔽门关闭且锁闭。经过T8—T9的延时，到T9时刻，屏蔽门锁闭完成，“开门命令”保持低电平， “关门命令”保持高电平，“门状态”为低电平 (关门状态)， “关闭且锁闭”信号改变为高电平。

6.列车出站。经过T9—T10的延时，屏蔽门系统向信号系统反馈所有门关闭且锁闭状态，“开门命令”保持低电平，“关门命令”保持高电平，“门状态”为低电平 (关门状态)，“关闭并锁闭”状态保持高电平。到T10时刻，列车准备发车，屏蔽门系统收到信号系统的关门命令开始关门，“开门命令”保持低电平，“关门命令”变为低电平，“门状态”为低电平 (关门状态)，“关闭且锁闭”状态保持高电平。至此，一个完整开关门周期动作结束，所有信息恢复为T0的状态。

4 结束语

信号系统对屏蔽门的控制关系是影响地铁列车到站停车、下客上客、发车离站的重要因素，相关的信号专业、屏蔽门专业、乘务人员和站务人员都必须明确这一关系。在明确这2个系统接口关系的基础上，相互之间还需要充分了解各自相关的工作程序及具体操作，及早制定因设备故障、人员操作、乘客影响等因素对行车造成影响时的应急处理程序，以进一步提高运营服务水平。

［1］ 浙江浙大网新集团有限公司．西安地铁二号线一期工程正线信号系统技术规格书［R］．2009，7．