城市轨道交通车辆与信号系统接口分析

城市轨道交通车辆与信号系统接口分析

代明匣

中车唐山机车车辆有限公司 河北省唐山市 063000

摘要：随着城市轨道交通的成熟发展,实现人车系统功能交互的铁路车门的安全性越来越受到重视。从外面可以分为两种:一种是半高开的安全门,另一种是全高关闭的安全门。平台门的设置确保了人员和设备的安全。由于城市甚至个别线路在实施铁路车门相关功能方面或多或少地不同,给从业人员和相关技术人员造成一定的负担,为本文对铁路车门相关功能,从以下三个方面逻辑结合实施的不同要求,分析了信号系统和铁路车门系统的接口:1、参与者,主要涉及操作人员、信号系统和铁路车站系统;2、实现功能,主要有铁路车门自动开关、手动开关、铁路跌落状态评估等。3、应用场景,可分为正常情况和故障情况。

关键词：城市轨道；交通车辆；信号系统接口

引言

在城市轨道交通（简称“城轨”）线路中，信号系统与站台门系统（PSD）之间的接口主要用于实现由信号系统控制站台门的打开和关闭，是地铁安全、正点运营的一个重要接口，同时也是保障乘客人身安全的防线。但在城轨项目开通初期，信号系统与站台门系统间的接口往往存在较多的问题。目前，城轨门系统的接口分析多采用头脑风暴式讨论分析，其覆盖面可能不全且侧重点不同。本文以地铁线路信号系统与站台门系统之间的接口为例，列明了各系统的失效模式，采用基于功能FMEA的方法，详细分析了该接口各种失效情况对运营的影响，并对其中危害分析结果为“灾难性的失效模式”的项给出相应的减缓措施，可用于指导后续新线建设。

1站台门/防淹门接口监测电路结构以及功能概述

城市轨道门开关由ATO命令或列车司机命令控制，该命令通过轨道旁边的CBI系统设备上的通信系统进行无线通信，然后使用CBI系统设备将它们作为与ATO车门控制命令相关的反馈传输到车站的车门系统中，该车门系统提供了与站台门相关的系统信号(关闭和锁定)，信号系统不允许对损坏的列车自动车门控制(不能发出车门控制命令)、通信列车、 EUM模型或RM模式列车)要打开/关闭站台门，必须手动执行站台门作业(开启/关闭)通讯系统和门系统之间的外部介面，透过安全的入口/出口CBI信号子系统和站台门系统使用安全的连接器来连接双断路继电器电路，必须设计成， 为了满足现场实际要求，信号系统和现场门系统应提供各自继电器接口的固定或可调电压范围的电源，信号系统将门和门发送到门系统。 打开和关闭命令必须同时发出，也必须同时发出关闭命令；两个命令应在信号系统内相互锁定信号“站内门关闭并锁定”和信号“站内门解锁”发送到信号的地铁站内门系统必须打开；表示状态信息的关闭命令和通信通道必须打开。 信号跟踪系统应使用安全的信号通道进行通信，以记录与信号相关的事件，并且上门接口将收集到中心位置，从而设置一组通过通信接口收集到计算机上的门模块。 为了满足相应的现场门采集功能，升级后系统提供了对现场运行状况和主要电气性能的监控功能，现场门总线包括电压和与现场门相关的状态，相关的电压集中来自于开启控制、门电压控制、关闭电压、对与现场门相关的中央流体管路的电压提取和排除对于KMJ、GMJ、PDKJ、PDQCJ来说，门的防汛状态包括FDGJ、fdgj、fdgcrj连接器的状态。

2接口信息

信号系统传递给平台门系统的信息 1)通用关闭命令(ZGM)用于控制平台上所有平台门的关闭运动。2)总开启命令(ZKM),用于控制平台上所有平台门的开启运动。3) 简单的关闭命令(GM1,GM2啊...GMn,其中n是第一个门)用于控制车站上其中一个门的关闭。4、简单的开门指令(KM1,KM2啊...KMn,其中n是第一个平台门)用于控制平台门的打开动作[6]。1)铁路车门始终关闭和锁定(ZPDKJ),这意味着车站上的所有车门都关闭和锁定,即只有在所有车门关闭和锁定时,此状态才有效。如果其中一个门没有关闭和锁定,则锁定状态始终是关闭和无效的。2)单个门关闭并上锁(PDKJ1、PDKJ2、PDKJn,其中n为第一门),表示单个门关闭并上锁。3) 取消列车防盗状态 (PDKJJC),以禁用对关闭和锁定列车门的信号系统的检查。

3接口分析

3.1接口危害减缓措施

接口危害分析结果为“灾难性的失效模式”的项需逐一进行风险评估，并实施相应的减缓措施，以降低系统风险。信号系统与站台门系统接口危害减缓措施明确给出联锁系统输出指令模块、输入指令模块应满足安全完整性等级（SIL）中的SIL4级要求；站台门系统输入输出模块、物理门状态检测功能模块应满足SIL4级要求。其中R1级风险为不可容忍风险，需通过实施减缓措施控制才可容忍；R3级风险为可容忍风险。后续在信号系统特定应用项目安全评估时就逐条验证接口分析的减缓措施，追踪相关问题并闭环管理

3.2人工办理开关门

手动控制开关通常可以在自定义重复实体按钮控制盘上进行设置，也可以在人机界面中创建自动弹出虚拟按钮，在释放开关按钮或停止虚拟按钮时，在上门系统上执行不同的开关信号要求:其中一种要求是在打开门时执行持续的开关命令，另一种选择是在收到开关命令时执行， 您可以将开关操作作为开关命令的中间传输系统，通过直接传递开关命令或通过维护开关命令来分析不同类型的开关命令、信号和现场门系统，信号系统可以对开关命令进行逻辑处理，从而使开关系统符合命令的要求，并且只有12种组合中的9种和11种能够实现正常开关。 这两种情况都需要不可用于手动控制和信号系统的永久门命令，这将导致现场门不能作为普通开关操作；因此，如果现场门系统需要永久的门开关命令，则必须执行手动控制或提供永久门开关命令的信号，而不是手动控制和信号的特定要求。

3.3列车站停结束时关门处理

由于表2分析了仍处于高电平和脉冲信号状态的门打开信息的处理细节，因此，无论用于关闭站点门的命令是永久性的高电平还是脉冲信号，都必须在关闭站点门时完成站点门，以便在站点门完全关闭并锁定后，没有“打开”和“关闭”命令(0，0)， 站台上的门会保持完全关闭，并且站台上的锁住门会一直开启，直到下一列列车到达站台时，这些信号中的任何一个都会向站台的门传送关闭指令，而不会出现任何开启站台门的列车(如果站台不在站台区域内或站台外)。

结束语

信号和铁路门/过度保护门监控电路的研究,可以有效地检测出铁路门和信号接口电路的安全隐患,实现实时监控报警功能,为维修人员及时准确地进行故障分析提供依据。监控采集电路采用专用采集模块,不影响现有设备的运行,有效解决了信号接口电路的安全隐患,及时消除了列车延误的影响,列车通过车站门和信号接口电路的拉动效应,更好地保证信号系统的安全可靠运行。

参考文献

[1]吕文龙,韩臻,李金峰.城市轨道交通信号系统与站台门系统信息接口方式分析[J].铁路通信信号工程技术,2020,17(09):83-88.

[2]陈琦,张冲,陈静梅.城市轨道交通CBTC信号系统互联互通接口与调试[J].都市快轨交通,2020,33(04):117-122+128.

[3]张宇灏.基于城市轨道交通工程信号系统工程的接口管理分析[J].智能城市,2020,6(10):156-157.

[4]李润锦,许华阳.城市轨道交通信号系统的实时数据接口研究[J].城市轨道交通研究,2019,22(12):132-135.

[5]高文.城市轨道交通信号系统与外部接口关系研究[J].中国新通信,2019,21(19):33.