关于地铁信号系统站台门与车门对位隔离的分析

申龙龙

（天津轨道交通运营集团有限公司，天津 300384）

1 系统概述

随着城市轨道交通的发展，城市轨道交通已实现了CBTC（Communication Based Train Control）下车门与站台门的联动技术，然而当车门或站台门一方出现故障时，另一方仍将全部打开或关闭，从而存在严重的安全隐患，同时也会影响运营效率。近年来国内越来越多的城市轨道交通线路设计采用全自动运行系统，FAO（Fully Automatic Operation）模式下站台门与车门之间对位隔离功能的实现显得越发重要。

站台门与车门对位隔离功能是在车门或站台门发生故障时，通过车辆信息管理系统与信号系统、信号系统与站台门系统之间互相传输车门与站台门的故障信息，实现列车进站后故障列车门对应的站台门或故障站台门对应的列车门不进行联动开关的功能[1]。本文将从信号角度，分析几种站台门与车门对位隔离实现的方法。

2 基本功能

2.1 站台门故障隔离车门

当车站站台门故障或被人工锁闭隔离后，列车进入站台后，该侧站台的所有列车相对应的车门保持关闭且锁闭状态，不参与停站的开门作业。整个流程如下：

（1）站台门发生故障时，站台门上的故障指示灯点亮，提醒站台乘客该站台门本次停站不会打开。

（2）站台门系统将被隔离的站台门信息发送给地面信号系统。

（3）地面信号系统将本站台的站台门隔离状态信息发送给即将进站列车的车载 VOBC（Vehicle On-Board Controller）。

（4）信号车载VOBC将对应站台被隔离站台门信息转发给车辆 TCMS（Train Control and Monitor System）。

（5）车辆通过车载PA（PublicAddress）系统触发对应的隔离车门上方的LCD显示器显示此门不打开的信息。

（6）列车进站停稳后，车载VOBC自动打开车门，隔离站台门对应的车门由车辆控制不打开，被隔离的站台门由站台门系统控制不打开。

（7）列车驶离站台一定距离后，车载VOBC不再向车辆TCMS发送本站台的站台门隔离状态。

（8）列车进入下一站前，车载VOBC根据地面信号系统发来的下一站站台对应的站台门隔离状态信息，向车辆TCMS发送新的站台门隔离信息。

2.2 车门故障隔离站台门

当列车车门故障隔离后，本列车停站时对应的站台门应能保持关闭且锁闭状态，不参与停站的开门作业。整个流程如下：

（1）当车门发生故障时，车辆通过车载PA系统触发对应的隔离车门上方的LCD显示器显示此门不打开的信息。

（2）车辆TCMS向车载VOBC发送车门故障和隔离信息，车载VOBC向地面信号系统转发该故障报警。

（3）车载VOBC根据指定的车门侧向地面信号系统发送车门故障信息和对应的站台门ID。

（4）信号系统将隔离的站台门信息发送给站台门系统。

（5）站台门系统点亮故障车门对应的站台门故障指示灯，提醒站台乘客该站台门本次停站不打开。

（6）列车进站停稳后，车载VOBC自动打开车门，故障车门由车辆控制不打开，故障车门对应的站台门由站台门系统控制不打开。

（7）列车驶离站台一定距离后，不再向地面信号系统发送车门故障隔离站台门信息，信号系统不再向站台门发送该车门故障隔离站台门信息，站台门系统关闭故障车门对应的站台门故障指示灯。

（8）当下一列车进站时，地面站台门系统根据下一列车的车门故障隔离情况点亮需要隔离的站台门故障指示灯。

3 技术分析

站台门与车门对位隔离功能实现的关键点在于如何传递车地之间对位隔离信息，目前国内城市建设、开通的全自动线路，实现站台门与车门对位隔离功能有以下几种技术方案。

3.1 通过信号联锁直接与站台门接口

传统城轨信号系统系统架构中，联锁系统与车载系统直接通信，城轨信号系统与站台门接口设计中，由联锁系统通过继电接口与站台门设备进行接口，传输开关门、关门锁紧等相关指令[2]。

通过信号联锁直接与站台门接口这种方案采用联锁系统进行车地之间车辆设备与站台门设备的隔离信息中转，车辆的TCMS系统将车门故障信息发送给信号系统的车载VOBC，车载VOBC通过车地无线通信系统将信息发送给地面联锁系统，联锁系统直接转发给站台门系统，最终实现站台门系统控制与故障车门对位的站台门不开放。

VOBC与TCMS接口方式采用网口、串口等多种方式，实现对位隔离功能需在互传的接口信息中增加本车故障车门的ID信息以及停靠车站的故障站台门的ID信息等。

联锁与站台门接口传统多采用继电接口，主要传递开关门命令和门状态信息。为保证接口的安全可靠，双方既有的继电接口保持不变，额外增加联锁与站台门的接口，传递停靠列车的故障车门的ID信息等，采用FEP设备网络信息格林，保证接口信息安全。

信号系统内部VOBC与所停靠车站所属联锁控制区的联锁设备通过轨旁无线系统进行车地通信，需要将停靠列车的故障车门的ID信息添加到车地通信信息中。

3.2 通过信号ATS与站台门接口

本方案中地面采用信号ATS系统与站台门进行接口，联锁与站台门的既有接口保持不变，其他设备的接口与3.1方案相同。

此方案ATS来实现站台门与车门的故障隔离信息的传递，ATS增加与站台门的接口，传递车门的故障隔离ID等，ATS与站台门接口与3.1方案类似采用FEP设备进行网络信息隔离。

信号系统内部VOBC与所停靠车站所属ATS控制区的ATS设备通过轨旁无线系统进行车地通信，需要在既有通信协议中增加停靠列车的故障车门的ID信息等。

3.3 通过信号ATS与综合监控接口

本方案与3.2方案类似，区别是利用综合监控系统与站台门系统的接口，通过综合监控系统与信号ATS系统的接口传递把站台门对位隔离信息，信号系统不需要增加额外的接口。

此方案中ATS与ISCS既有接口信息中增加站台门对位隔离的信息位，其他接口方式保持不变与3.2方案相同。

3.4 站台门控制逻辑整合到信号联锁

随着城轨系统的发展，特别是信号系统FAO技术的推广，信号系统与站台门系统的关系越来越密切，采用传统的继电器接口目前已经不能满足两套独立系统的信息交流，并且由于双方的界面问题经常造成工程建设的困扰，系统之间信息传递的延迟等情况又会造成车门和站台门联动的不一致等情况的发生。本方案将考虑信号系统集成整合站台门系统，来消除双方的分界，避免不必要的接口延时，保证系统的一致性，同时在不需要联锁增加接口的情况下实现站台门对位隔离。

城轨信号系统和站台门系统整合的系统结构由控制盘PSL、信号联锁子系统、联锁目标控制单元、安全DCS和电机几部分组成。方案中主要是把原站台门系统的核心控制单元PSDC与信号系统的联锁子系统进行整合，通过联锁设备的目标控制单元来实现对站台门的控制。联锁目标控制单元可配置不同的控制板卡，根据不同的设备需要进行配置，目前联锁的电子联锁已经实现了通过电子模块的配置来实现现场设备的控制，因此仅需针对站台门的特性进行站台门控制板卡的研制，通过站台门控制板开与站台门进行控制和表示的接口，核心逻辑的处理统一由联锁逻辑统一进行处理。

4 结束语

上文根据已建和在建的项目分析了四种站台对位隔离方案，各个方案的均具有一定优势与缺点，以下从几个方面对上述四个方案进行比较，具体见表1。

表1 四种技术方案的对比

根据表1四个方案的各方面综合比较，在地铁建设中，需考虑多方面因素综合比选，根据实际情况，有所侧重的选择最终的实施方案。