地铁列车车门与站台屏蔽门联动方案浅谈

地铁列车车门与站台屏蔽门联动方案浅谈

目前城市地铁信号系统普遍采用CBTC系统，所谓CBTC系统就是基于车地通信的列车控制（Communication Based Train Control）。有了车地通信，就可以实现车地信息的交互，实现列车自动运行和自动控制。自动控制除了涉及列车车上设备和地面设备的单独控制外，还包括车地设备的联动控制。车地设备的联动主要就是针对列车车门和站台屏蔽门的同步动作。

标签：地铁；CBTC信号系统；列车车门；站台屏蔽门

1 引言

目前城市地铁信号系统普遍采用CBTC系统，即基于车地通信的列车控制系统（Communication Based Train Control）。有了车地通信，就可以实现车地信息的交互，实现列车自动运行和自动控制。自动控制除了涉及列车车上设备和地面设备的独立控制外，还包括车地设备的联动控制。车门与屏蔽门的同步开关可以有效的降低乘客被夹在车门和屏蔽门间隙的风险；减轻司机和站务人员的工作强度；减少地铁公司人力资源的投入。联动功能的实现不仅可以节省大量人力物力，也可以节省大量时间，真正体现了地铁的先进技术。

2 车门和屏蔽门联动

2.1 车门与屏蔽门联动条件

要实现车门和屏蔽门的联动，需要具备以下条件：

（1）车载设备与地面ATP/ATO轨旁设备正常通信。

（2）地面ATP/ATO（列车自动监控、列车自动运行）轨旁设备与联锁设备正常通信。

（3）联锁设备与屏蔽门门控器正常通信。

（4）列车停在站台区域的停车窗范围内。

（5）屏蔽门状态为关闭且锁闭。

2.2 车门与屏蔽门联动过程

CBTC系统下的列车在到站停车之后，车载设备通过精确的站台定位后，在确认列车已经停在了站台区域的停车窗范围内，且误差范围满足系统规定值后车载设备就会给地面ATP/ATO轨旁设备发送一个列车停稳信息。地面ATP/ATO轨旁设备接收到列车停稳信息后，将之前由地面联锁设备发送来的屏蔽门关闭且锁

闭状态信息发送给车载设备，车载设备接收到该信息后，认为具备开车门和屏蔽门的条件后，向地面ATP/ATO轨旁设备发出开启屏蔽门请求。地面ATP/ATO轨旁设备将该请求发给联锁设备，联锁设备接收到该信息后，再次确认屏蔽门为关闭且锁闭状态，就会给屏蔽门门控器输出屏蔽门开启授权。联锁设备给屏蔽门门控器输出开启授权的同时也会给地面ATP/ATO轨旁设备返回一个允许开启屏蔽门的信息，ATP/ATO轨旁设备接收到该回复信息后，就会给车载设备发送一个允许开启车门和屏蔽门的信息。车载控制器接收到该信息后，就会给车门门控器发出开门指令。联锁设备再给屏蔽门门控器发出了开门授权之后，还会给屏蔽门门控器发送开门指令。当车门门控器接收到车载设备发来的车门开启授权和车门开门命令之后，便会打开车门；当屏蔽门门控器接收到联锁设备发来的屏蔽门开启授权和屏蔽门开门命令之后，便会打开屏蔽门。由于车门和屏蔽门是由不同的门控器控制的，就会出现车门和屏蔽门开关门时机不一致的问题。

3 实现车门和屏蔽门联动原理

根据从联锁设备给地面ATP/ATO轨旁设备发送允许开启站台屏蔽门的信息到列车车门打开这段时间的时间值，以及从联锁设备给屏蔽门门控器发送开门指令到屏蔽门打开这段时间的时间值，得出这两个时间差值，结合现场调试实际情况，调整车门门控器或屏蔽门门控器动作时间。如果车门先于屏蔽门打开，就需要调整车门门控器的动作时间；如果屏蔽门先于车门打开，就需要调整屏蔽门门控器的动作时间。所谓调整门控器的时间，就是对门控器的开门时间进行延时处理，如果车门先于屏蔽门打开，就需要在车门门控器接收到车载设备发送的开门命令之后，延时一段时间后再执行开门动作，而这段延时的时间就是前面提到的时间差值。同理，如果屏蔽门先于车门打开，就需要调整屏蔽门门控器执行开门动作的时间。

调整列车车门门控器或站台屏蔽门门控器开关门的时间，可以通过在门控器的控制回路中增加延时开关或延时继电器，具体根据各门控器厂家的实际配置而选择。要确定将延时开关或延时继电器放置在门控器控制回路的哪个环节，就需要了解门控器的控制原理。

3.1 调整车门门控器

列车车门门控器是电动式客室车门的核心，担负着驱动门电机开关车门、状态监测、安全防护、车门内外部指示灯显示控制等功能。每个车门配置一个门控器，安装在门体上部的顶箱内。

列车车门门控器根据列车的控制信号（如“开门”、“关门”，“零速”）开关门，也可以根据门驱动机构上元件的信号（主要是紧急解锁装置的手柄状态）开关门。电机驱动部门包含为门驱动电机供电所必需的功率电子电路。当列车进站停车后，零速信号得电，安全继电器输出使车门制动器解锁，在开门信号到达后，车门在电机驱动下打开。图1是开门逻辑框图。

图1 开门逻辑图

从开门逻辑可以看出，如果要调整开门的时间，就可以通过使安全继电器延时励磁，或者在电机与车门打开之间增加一个延时开关来实现。当列车停站时间结束后，零速信号失电，车载设备会给门控器发送一个关门信号，门控器接收到关门信号后，车门在电机驱动下关闭，安全继电器失磁使车门制动器锁闭。如果要调整关门的时间，就可以通过使安全继电器延时失磁来实现。

3.2 调整屏蔽门门控器

门控器的主要作用就是接收中央接口盘PSC系统的开、关门命令，控制本单元门体开、关动作，同时向监控系统反馈门内部的状态信息。门内的主要控制部件有就地控制盘LCB、电磁锁、直流无刷电机、开关门位置检测开关、指示灯等。

屏蔽门门控器接收中央接口盘PSC的命令控制滑动门的开关动作，同时通过影线和通讯线传递门的状态信号。就地控制盘LCB、开关门位置检测开关、应急门，端门均采用无源节点信号，经过光耦隔离后输入到单片机，单片机检测到信号后进行相应控制。电磁锁通过电磁铁铁芯带动锁杆达到“锁紧”和“解锁”目的，在“锁紧”和“解锁”的位置设置检测开关，电磁铁驱动采用继电器控制，当门需要“锁紧”时，单片机通过继电器将电磁铁断电，电磁铁铁芯由于重力作用落下达到锁紧目的。驱动器件根据不同的反馈信号控制相应的开关管通断，达到电子换向的目的。通过执行不同时序控制达到“正转”“反转”的目的，从而达到开、关门的目的。

如果要调整屏蔽门门控器的开门或关门的时间，可以在软件主程序的电机驱动模块的控制模块中加入一个延时执行的指令，或者在电机驱动器件的控制电路之前增加一个延时开关或延时继电器来实现延时开启和关闭屏蔽门。

4 结束语

综上所述，地铁信号系统的建设可结合自身项目的特点，确定车门或屏蔽门同步联动的方式，从而达到列车车门和站台屏蔽门在开启和关闭的同步动作。随着轨道交通技术的发展，实现自动控制已经是必然趋势，所以列车车门与站台屏蔽门的联动功能已经成为新建线路的系统设计的一项必备功能。

参考文献

[1]李亚东.南京地铁车辆门控器功能及常见故障初探[J].现代城市轨道交通，2009，4：40～42.

[2]朱士友，胡文伟.广州地铁车辆车门结构、控制原理及改进意见[J].铁道车辆，2000，38（12）：60～63.

作者简介：唐娟（1982，3-），女，兰州交通大学本科毕业，研究方向：地