信号系统与屏蔽门系统分析论文

【摘要】针对城市轨道交通地铁中信号系统与屏蔽门系统通信的特点，探讨了信号系统与屏蔽门系统在通信过程中存在的若干问题。根据接口的功能需求，采用继电接口电路的方法实现了信号系统与屏蔽门系统的通信（包括屏蔽门的开、关控制，屏蔽门开、关门状态的监督和采集。另外基于故障-安全的原则，进行了安全性和可靠性分析）。下面是小编为大家整理的《信号系统与屏蔽门系统分析论文 (精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

信号系统与屏蔽门系统分析论文 篇1：

屏蔽门系统和地铁信号系统接口分析探讨

摘要：随着社会的发展，我国的城市化建设的发展也突飞猛进。针对城市轨道交通地铁中信号系统与屏蔽门系统通信的特点，探讨了信号系统与屏蔽门系统在通信过程中存在的若干问题。根据接口的功能需求，采用继电接口电路的方法实现了信号系统与屏蔽门系统的通信。结果表明：该继电接口电路满足信号系统与屏蔽门系统通信的要求。

关键词：屏蔽门系统;地铁信号系统;接口分析探讨

引言

随着我国城市化进程的不断推进，我国各城市的交通压力也变得越来越大，地铁在一个城市的交通地位日渐显现。地铁在运行的过程中安全保障也愈发重要。为了保证地铁运行的安全性与乘客的生命安全，必须不断加强对于地铁信号系统与屏蔽门联动控制系统的技术性研究，本文对地铁信号系统与屏蔽门控制接口进行研究论述，以供参考。

1信号系统与屏蔽门逻辑关系

1.1信号系统每个联锁区均配置一台屏蔽门联锁机PSD来控制整个联锁区内各车站站台的屏蔽门，向屏蔽门发送开门指令。联锁PSD应能随时监测站台屏蔽门的状态信息。在屏蔽门打开或屏蔽门状态信息丢失，在CBTC模式下ZC能通过联锁及时检测此信息并阻止列车进入或离开站台。非CBTC模式下则通过防护信号机显示红灯来实现列车防护

1.2列车在站台预定误差范围内停稳后，车载控制器CC通过ZC向联锁控制器发出开门命令，联锁控制器接受开门命令后驱动相应继电器动作，并通过继电器接点将开门命令传给屏蔽门控制系统以实现打开屏蔽门的动作。屏蔽门动作后应将门状态信息反馈给联锁机。

1.3列车停站时间一结束，CC通过ZC向联锁控制器发出关门命令，请求关闭屏蔽门。联锁控制器接受关门命令后驱动相应继电器动作，并通过继电器接点将关门命令传给屏蔽门控制系统以实现关闭屏蔽门的动作。屏蔽门关闭并锁紧后立即将信息反馈给联锁机。

2信号系统与屏蔽门系统间的信息交换

3地铁信号系统与屏蔽门控制接口运行分析

3.1接口功能综述

信号系统和屏蔽门系统的接口，是信号系统中不可缺少和重要的接口之一，两者在车站层面进行信息的传递。由于信号系统的安全控制级别相对较高，并采用故障导向安全的设计方式，故在信号系统的联锁集中站方案中，各车站的屏蔽门系统都通过安全性继电器接口与集中站联锁系统相连，通过继电器节点的闭合和断开传递给信号系统屏蔽门状态信号;在信号系统的区域联锁方案中，各车站的屏蔽门状态通过安全性继电器传递给本站联锁I/O模块，区域联锁通过网络采集各车站I/O模块。同样联锁通过上述设备传递给屏蔽门系统，开门信号和关门信号，屏蔽门系统在接收到开门信号时就执行开门动作;在接收关门信号时，就执行关门动作;当开门信号和关门信号都是为0时，屏蔽门系统保持上一个状态;开门信号和开门信号由信号系统确保不能同时为1。

3.2接口信号

3.2.1开门命令

对于开门命令而言，开门命一般由车载ATC系统发送联锁系统，并通过联锁的I/O模块或者继电器传递给屏蔽门系统;也有些设计是通过车载ATC将信号传递给轨旁ATC系统，由轨旁ATC发给联锁系统，并最终通过联锁的I/O模块或者继电器传递给屏蔽门系统。车载ATC必须符合以下情况才能操作打开屏蔽门：车头和车尾处于停车窗+/-0.5m范围内;同时检测到列车已经施加了停车制动，并且切除了牵引;列车的为零速状态;收到开门请求。

3.2.2关门命令

对于关门的命令而言，当ATC车载收到相应的关门命令请求时。车载ATC就向轨旁设备发送关门命令，在进行关门命令的信号所需要持续的时间内信号必须保持在一个高电平状态，直到列车完整离开。

3.2.3屏蔽门锁闭信息

对于相关的屏蔽门锁闭的信息而言，发送条件往往需要全部的屏蔽门进行锁闭之后才能进行，让PSD系统给信号系统。在这个信号持续的时间内信号状态需要处于高电平的状态直至获得了PSD的开门指令。

3.2.4屏蔽门互锁解除信息

当屏蔽门处于故障状态时，屏蔽门系统需要发送互锁解除信息给信号系统。避免列车无法进站或者出站。当信号系统采集到屏蔽门互锁解除信号时，及时开放允许信号。

结语：

综上所述，如果想要对地铁的自动化运行程度进行加强，那么必须要加强地铁信号系统与屏蔽门控制接口的研究。这一点不单单可以减少大量人物力，而且还可以提高安全系数是真正符合地铁管理当中的方便、高效的宗旨的。

參考文献：

[1]陈会.地铁信号与屏蔽门联动控制系统分析[J].四川水泥，2015)(07)：12.

[2]张天羽.地铁信号与屏蔽门控制接口问题研究[J].住宅与房地产，2016(03)：177.

作者：李永昊 高征威

信号系统与屏蔽门系统分析论文 篇2：

屏蔽门系统和地铁信号系统接口设计

【摘要】针对城市轨道交通地铁中信号系统与屏蔽门系统通信的特点，探讨了信号系统与屏蔽门系统在通信过程中存在的若干问题。根据接口的功能需求，采用继电接口电路的方法实现了信号系统与屏蔽门系统的通信(包括屏蔽门的开、关控制，屏蔽门开、关门状态的监督和采集。另外基于故障-安全的原则，进行了安全性和可靠性分析)。结果表明：该继电接口电路满足信号系统与屏蔽门系统通信的要求。

【关键词】信号系统;屏蔽门;接口

1.屏蔽门工作原理

1.1 系统组成

图1所示为屏蔽门的系统组成：[1-4](1)车载设备：机车位置识别轨道旁接收装置(PTI MUX)、接收天线(LZB-antenna)、发送天线(PTI-antenna)、列车位置识别车载发送装置(IMU100)、监督和控制通道选择继电器接点(J)、列车自动驾驶(ATO)、列车自动防护装置(ATP);(2)轨旁设备：FTGS(检测轨道空闲情况)、轨旁ATP(ATP-STG)(监督屏蔽门开关通道)、屏蔽门控制指令接收装置(PTI-loop)、继电器控制指令组合输出电路盒(Relay box)。

图1 屏蔽门(PSD)系统组成

1.2 屏蔽门系统控制与监督

(1)开门控制

当列车停车，并且停在ATP停车窗规定的停车点后，屏蔽门释放命令由车载ATP通过报文的形式给出，并同时使继电器建立相应传输通道。释放命令由ATO或司机的操作产生，然后经过PTI天线、IMU100，车载ATO将开门信息传至地面轨旁设备。此信息到达地面PTI环线后，地面PTI环线将其发送至PTI MUX，PTI MUX收到后分析解释此信息，而后再通过Relay box输出开门命令。最终屏蔽门控制器接收到此开门信号，而后执行此命令打开屏蔽门。即ATP轨旁计算机单元触发一个用于开门的安全输出到屏蔽门。图2所示为开门信号传送流程图[5]。

图2 开门信号传送流程图

(2)关门控制

若列车要离开站台，ATO车载计算机单元将由ATO自动产生或由列车司机的操作产生和发送一个屏蔽门关命令。此关门信息通过IMU100、PTI天线送至轨旁设备。ATP轨旁计算机单元利用此信息触发一个关闭屏蔽门的输出到屏蔽门系统。收到关门信息后，地面设备PT1环线则将其送到PTI MUX，PTI MUX收到后分析解释该报文，而后通过Relay box，输出关门命令，最后屏蔽门控制器接收到此关门信号，而后执行此信号命令关闭屏蔽门。图3所示为关门信号传送流程图[5]。

图3 关门信号传送流程图

(3)屏蔽门状态的实时监督

一方面，信号系统控制屏蔽门的开关;另一方面，信号系统采集监督屏蔽门的相关状态。其信号传送途径如下：门状态信息由屏蔽门控制器发送到轨旁ATP-STG，经由FTGS轨道电路被发送到车载LZB天线，LZB天线收到后又发送给车载ATP，车载ATP继而进行处理。

2.接口功能需求

列车的正常运行和停止，需要屏蔽门满足以下功能需求[4]：

(1)信号系统与屏蔽门系统接口采用安全的继电电路物理接口。

(2)列车只有在屏蔽门关闭且锁闭的条件下，才可驶入站台区域。

(3)列车如果还没有到达站台区域时，屏蔽门状态改变，ATP轨旁单元会立刻关闭且封锁站台，并在其关闭区域边线处进行安全防护点设置。

(4)列车如果已经到达站台区域，屏蔽门的状态改变，ATP轨旁单元将会为安全考虑，立即实施紧急制动措施。

(5)只有当列车停在ATP停车窗规定的停车点时才打开屏蔽门。

(6)如果列车停在ATP停车窗规定的位置時，车载ATP将传递一个报文信息到轨旁信号单元，使其得到一个安全的屏蔽门解锁信息。

(7)在屏蔽门没有关闭，或即使屏蔽门处于关闭且锁紧状态但联锁系统未检测到，不能开放相应信号，以保证安全。为提高效率防止屏蔽门控制系统出现故障而不能正确给出状态指示，设置了一个互锁解除开关。当屏蔽门控制系统异常情况下，需要人工将此互锁解除开关闭合，从而给出了屏蔽门的状态指示，列车可以正常运行。这个方法用来屏蔽“门关闭且锁闭”信号(即“门未关闭且锁闭”的人工互锁解除信号)。

3.接口描述

3.1 信号系统与屏蔽门接口电路

3.1.1 门关闭且锁闭接口电路

如图4所示[1，4，6，7]，当屏蔽门PSD系统的继电器接点K11、K12闭合时，表示所有门已经关闭处于锁闭状态，并且产生了有效的“门关闭且锁闭”信号。K11、K12闭合后就接通信号继电器K7、K8电路，K7、K8就励磁吸起，产生两路“关门且锁闭”信号(输入1 A、输入1 B)，这两路信号信息将以非等效的方式传送到信号轨旁设备，接收到该信息后，信号轨旁设备就会将该信息发送到ATS和ATP，当ATS和ATP接收到“所有门关门且锁闭”的信息后，就允许列车驶入和驶出车站站台区域。

如果屏蔽门PSD系统发生故障，或者“所有门关闭且锁闭”继电器出现异常情况时，为了防止列车驶入、驶出车站站台区域，屏蔽门PSD系统的继电器接点位置将位于断开的一侧，表明此时屏蔽门处于开门状态。

图4 “所有门关闭且锁闭”状态信号接口

3.1.2 互锁解除继电器接口电路

为提高行车效率，当屏蔽门控制系统出现异常，或者屏蔽门本身出现故障的情况下，可以使用安全型互锁解除开关将信号联锁系统与屏蔽门系统断开，这必须由有该工作权限的车站相关工作人员来完成。如图4所示，关闭互锁解除开关A、B，接通继电器K9、K10，K9、K10励磁后将该互锁解除信号信息(输入2 A、输入2 B)传到信号轨旁设备里，信号轨旁设备接收都该信息后又将其发送给ATS和ATP，ATS和ATP接收到该互锁解除信息后，将允许列车驶入和驶出车站站台区域。如果此强制开关(互锁解除开关)失效时，开关接点位置应接通断开的一侧，即要符合故障-安全的原则。

3.2 开、关门继电器接口电路

3.2.1 开门继电器接口电路

如图5所示，当列车发出一个开门命令后，开门继电器open1、open2励磁，其开关闭合而后使得K1、K2继电器励磁，而后K1、K2闭合其输出接点，从而使得K6继电器电路励磁，K6也将闭合其输出节点，最终，输出一个开门命令，屏蔽门收到该开门命令的信号后执行开门命令。相反，如果列车发出的是关门命令，那么以上所述的继电器都会落下，其输出接点位置将处于断开的一侧。

图5 开、关门命令接口电路

3.2.2 关门继电器接口电路

如图5所示[1，4，6，7]，当列车发出一个关门命令后，关门继电器close1、close2励磁，其开关闭合而后使得K3、K4继电器励磁，而后K3、K4闭合其输出接点，从而使得K5继电器电路励磁，K5也将闭合其输出节点，最终，输出一个关门命令，屏蔽门收到该关门命令的信号后执行关门命令。相反，如果列车发出的是开门命令，那么以上所述的继电器都会落下，其输出接点位置将处于断开的一侧。

4.安全可靠性分析

为防止屏蔽门故障，采取了如下相应措施：

(1)用不同的报文驱动用于开门的open1和open2这两个继电器。关门命令close 1和close 2同理。

(2)可避免同时产生开、关门命令。如图5所示，继电器开关K1、K2、K3、K4安装在屏蔽门与信号系统的接口电路中，它们之间是互锁的，能够有效防止PTI多路接收器输出无效的开关门命令。

(3)整个开关门传输通道[1]：从发出命令的车载ATO单元，到车载设备列车位置识别发送装置IMU100，再到轨旁信号设备列车位置识别轨道旁接收装置PTI-MUX，都是受CRC保护的，并且是安全冗余的。PTI的释放与否由车载ATP设备进行把控，车载ATP设备还监控PTI释放继电器的状态。车载ATP要想释放PTI继电器，并且允许接通ATO系统到PTI-MUX系统间的传输通道，列车就必须正确的停靠在停车窗内。

(4)最大容错时间设为1s，即如果由于误码产生了一个不正确的继电输出，那么只有在1s内，第二个特定的误码也出现才会对最终的输出产生不良的影响。

5.总结

信号系统与屏蔽门系统采用继电接口电路进行信息的交互，信号车载设备和轨旁设备间使用无线通信方式交互信息，并在屏蔽门控制系统失效或屏蔽门故障的条件下禁止列车进出站台区域，符合故障-安全的设计要求。

参考文献

[1]潘桂芳.地铁信号与屏蔽门联动控制系统分析[J].铁道通信信号，2006，42(1)：24-26.

[2]陈高飞.西门子地铁信号控制系统轨旁ATP控制单元综述[J].现代城市轨道交通，2012(4)：14-17.

[3]胡泽新.地铁信号系统与屏蔽门系统控制接口浅析[J].科技资讯，2013(29)：30-31，34.

[4]党志涛.屏蔽门系统和地铁信号系统接口的解析[J].现代城市轨道交通，2008(6)：31-33.

[5]金碧筠，周巧莲.列车车门及站台屏蔽门的开/关门时序研究[J].城市轨道交通研究，2013(8)：86-91，96.

[6]张爽，罗育立，隋鹏.信号与屏蔽门联动系统在地铁中的应用研究[J].铁道通信信号，2011，47(8)：51-54.

[7]朱发林.广佛线信号系统与屏蔽门系统接口分析[J].铁道通信信号，2012，48(4)：9-12.

[8]何文卿.6502电气集中电路[M].北京：中国铁道出版社，1997.

作者简介：吴艾玲(1987—)，女，贵州毕节人，碩士研究生，主要研究方向：交通信息工程及控制。

作者：吴艾玲

信号系统与屏蔽门系统分析论文 篇3：

对地铁屏蔽门电气控制系统几点论述

【摘要】本文主要分析了地铁屏蔽门电气控制系统相关内容，重点介绍了地铁屏蔽门电气控制的构成以及各部分功能作用，地铁屏蔽门电气控制系统不仅能够克服地铁屏蔽门在工作中存在的缺点和不足，而且具有多种优势优点以及功能作用。通过对地铁屏蔽门电气控制系统研究，以期为地铁的良好运营提供可靠的保障，创造出最大化的经济与社会效益。

【关键词】地铁屏蔽门;电气控制系统;分析研究

在我国社会经济飞速发展，科学技术水平不断提高的背景下，近些年来我国城市轨道交通呈现出蓬勃发展的趋势，地铁作为城市轨道交通中最为主要和重要的组成部分，在我国一二线城市中普及建设。地铁的普及建设运营，不仅缓解了城市交通压力，便利了城市居民的日常出行，也带动了城市进一步发展。在地铁运营中，地铁屏蔽门系统是必备的基础性设施，是地铁站台所必须设置的设施。将电气控制系统应用至地铁屏蔽门中，能够发挥出多种功能作用。因此，文章对地铁屏蔽门电气控制系统进行分析论述，有着重要的价值和现实的意义。

1地铁屏蔽门系统概述

在地铁运行过程中，活塞风是不可避免的问题，大量空气会在此情况下进入地铁车站内，将会把后面车站风带至前车站内，进而对地铁站环境产生不利影响。同时，在地铁运行阶段，活塞风也会产生一定的热量热能，并连带人体产生的热量一同带至下个地铁车站，进而不同程度上增加了地铁车站的空调能耗。然而，基于节能环保理念下，地铁运营单位与部门需要在保证地铁运行安全性的情况下，最大限度地降低地铁运行的能源消耗，因此活塞风是地铁运营单位需要格外关注的一个问题。在地铁运行阶段，地铁屏蔽门系统得到了广泛应用，其既能够提高地铁运行的安全性与舒适程度，而且还能够有效保护地铁车站内的环境。

在地铁运营系统中，地铁屏蔽门系统是一个涵盖多领域行业内容知识的综合性系统，通常应用于地铁站台区域。通过屏蔽门，能够有效地对地铁站台以及地铁列车进行隔离，同时，通过控制系统还可以实现对屏蔽门开关的有效操控，进而确保地铁车辆的安全、高效运行。在地铁行驶阶段，也会出现比较强烈的活塞效应，并且在地铁进站时，活塞风也有可能将乘客带入列车运行轨道，进而增加了安全隐患。此时就需要对地铁屏蔽门给予科学、合理的应用，能够在一定程度上对地铁站台与隧道空间进行隔离，并且在地铁驶入车站时，屏蔽门与地铁列车门将会处于正对状态，这样不仅可以避免乘客探出安全区域的风险发生，而且还可以避免物品或人员意外跌入地铁轨道的风险发生，进而确保地铁的安全运行。

2地铁屏蔽门电气控制系统分析

電气控制系统在地铁屏蔽门中的应用，能够显著提高地铁屏蔽门控制的效果，从而真正发挥地铁屏蔽门系统的作用和功能，对电气控制系统功能作用的发挥进行分析，需要从电气控制系统构成、电气控制系统功能特点以及电气控制系统屏蔽门运行控制系统三个方面进行分析研究，文章本部分将对地铁屏蔽门电气控制系统进行阐述。

2.1地铁屏蔽门电气控制系统构成

电气控制系统属于地铁屏蔽门系统中比较重要的组成部分，其一般是由主控机、就地控制盘、操作指示盘、站台端头控制盒、总线网络、站台控制开关以及门机控制器等部分组成。除此之外，主控机主要是由主监视系统、接线端子、控制配电回路、接口设备以及两个单元控制器共同组成，对整体电气控制系统的正常运行起到指示作用，进而更好的发挥电气控制系统的优势，提高地铁屏蔽门使用效率。

2.2电气控制系统特点功能

通常情况下，在地铁屏蔽门系统中所应用的电气控制系统，一般涉及到以下两个方面的功能特点：(1)控制功能。其属于地铁屏蔽门电气控制过程中比较核心的一项功能，主要是由站台级、系统级、火灾模式以及手动操作控制构成，其中手动操作控制等级最高，然而其优先级却较低，因此为了确保地铁屏蔽门控制系统的高效运行，则需要根据实际进行优先级对比，选择优先级较高的模式进行操作，而后选择优先级较低模式进行操作。在地铁信号系统中，系统级控制一般是指直接对屏蔽门进行控制，以提高其控制效率。站台级控制一般是指地铁驾驶台驾驶人员以及地铁车站站务人员操作控制屏蔽门，而手动操作控制则是地铁站台站务人员手动对屏蔽门进行操作控制，火灾模式的主要作用是预防和避免地铁车站发生火灾情况;(2)监视功能。该工程一般需要依靠电源系统、监视单元控制器、主控系统、门控单元以及系统维修终端等部分组成，并在各个环节中通过不同设备来实现通讯，然后整合通讯信息后，就可以获取各屏蔽门单元信息，同时，主监视系统能够通过屏蔽门内部网络将收集到的信息进行共享。

2.3屏蔽门运行控制系统

在地铁屏蔽门的实际运行中，电气控制系统主要对屏蔽门起到控制作用的系统包括四个部分，分别为智能视频系统、红外线束、重量传感器以及激光扫描器。智能视频系统是行为视屏系统，通过智能视频系统能够有效地对地铁车站内各种异常情况现象进行识别，从而提高安全监测的有效性。如今，我国地铁站台轨道所采用的安全保护系统一般是借助IVS来发挥作用，并且一旦车站出现异常时，可以立即发出警报，IVS技术具备一定的优势，在轨道交通中得到了广泛的应用。借助智能视频系统，地铁屏蔽门电气控制系统能够真正发挥出其作用与功能，并且智能视频系统设备较为简单，其成本较低。但智能视频系统在多种外界因素干扰下，仍会出现误报情况，因此仍有一定的发展空间。红外线束一般是安装在地铁站台平面下方，并且与轨道轴线保持垂直，如果出现障碍物对红外线束产生影响时，将会触发警报装置，以确保相关人员能够及时采取有效措施给予处理。虽然红外线束极大地提高了地铁屏蔽门控制的安全性与可靠性，但不可否认的是，当前红外线束在实际运行中，仍存在并会出现误报情况。例如纸张、塑料袋等物体进入轨道阻挡红外线束时，相应警报仍会触发。总体而言，红外线束技术设备较为便捷，且生产成本较低，应用实际效果良好，虽然容易受到环境因素影响出现误报情况，但整体上能够满足地铁屏蔽门控制安全性需求。重量传感器属于比较常见的压垫设备，其可以对压力变化情况给予及时、准确的反映。重力传感器属于电容器，随着压力大小变化其电容量会发生改变。通常会在轨道边缘与地铁站台设置压力敏感垫，因外界环境因素变化而导致压垫电容量变化情况时，达到一定界限会触发警报，从而帮助相关工作人员对地铁屏蔽门系统进行控制，提高地铁屏蔽门安全性。激光扫描器是地铁屏蔽门控制中的一个重要设备，其能够对一般用于判断激光脉冲在接收器、发射器及物体间传递的时间，而且在进行测量时不需要对角度进行变换，并通过选择不同角度与距离来对其进行多次探查。在激光扫描探查阶段，一般会借助旋转镜进行测量，其能够较为敏感地反应极端天气情况。若科学合理的布置激光扫描器，也可以规避外界环境因素产生的不利影响。实际上，激光扫描器安全工序具有成本较低，操作便捷的特点，虽然容易受外界因素影响，然而可以借助特殊算法来进行处理，进而对于提高地铁屏蔽门稳定性与安全性有着重要的价值和作用。

3结语

总之，在地铁运行过程中，地铁屏蔽门系统属于比较重要的屏障系统，其既能够保持地铁乘客与地铁列车间处于安全距离，而且还可以确保屏蔽门控制系统安全运行。电气控制系统在地铁屏蔽门中的应用，能够显著提高屏蔽门的正常安全运行，文章对地铁屏蔽门电气控制系统进行多方面分析，并加以论述和总结，希望能够帮助提高地铁运行的可靠性与安全性。

【参考文献】

[1]宋先景.浅谈现代地铁屏蔽门电气控制系统[J].装饰装修天地，2015，(6)：348.

[2]韩旭良.浅谈地铁屏蔽门电气控制系统[J].百科论坛电子杂志，2019，(9)：209.

[3]宁勇刚.现代地铁屏蔽门电气控制系统研究[J].城市建筑，2017，(3)：364-365.

作者：鲍玉梅