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摘要：结合广州地铁详细地介绍了地铁信号与屏蔽门联动控制系统的组成、功能，分析了其原理和联动的安全性、可靠性，并指出了在实际运行中的重要性。
关键词：PTI多路接收器，屏蔽门，乘务组号
1 信号与屏蔽门联动系统组成
广州地铁2号线屏蔽门(PSD)是由连续的列车控制系统(ATC)监督和控制。它由车载设备和轨旁设备共同实施，组成联动系统。具体包括:车载设备FZG、轨道电路FTGS、轨旁列车自动防护系统ATP-STG、列车位置识别多路接收器PTI-MUX、屏蔽门PSD，其示意图如图1所示。 （图片） ATP-STG用于轨旁设备到车载系统间的单向通信，主要监督PSD状态；FTGS用于传递PSD状态报文；PTI线路系统用于车载系统到轨旁系统间的单向通信，传输PSD开关控制命令和列车的目的地号、车次号、乘务组号等。
站台PSD的开关门命令是由特定的ATO乘务组号报文组成(eg:980982)，通过PTI线路系统处理后传递到安全输出继电器，经安全输出继电器动作，传送到PSD控制系统。
2 信号与屏蔽门联动系统功能
2.1 监督PSD状态
轨旁ATP通过故障-安全输入继电器来接收当前PSD状态(开或关)，同时也向列车上发送此信息。但在站前、站台和站后3个区段向列车发PSD状态的同时，又给列车发出相应的动作命令。当接收到站台PSD是在关好状态时，才允许列车以ATO或SM模式驾驶；否则，轨旁ATP就在相应的地方设置安全停车点或直接给车辆发送紧急制动命令，以确保站台和列车上的安全。
1·如果列车正处在站前区段(站前区段足够长)，轨旁ATP会令其在设置的安全停车点停下，不会进入相应的站台。
2·当列车在站前区段准备入站或已经进入站台区段还未停下时，会马上实施紧急制动，让车在最短时间内停下。
3·当列车在站台区段已经停下准备离站时，轨旁ATP就会在此设置1个安全停车点，停止发送列车开放信号。
4·当列车已经离站进入站后区段，但车尾还未出清站台区段时，轨旁ATP就会直接发出紧急制动命令，保证列车在最短的时间内停下。
其他情况下轨旁ATP只会向车上发PSD处于开状态的命令，不会给列车发其他命令信息，此时列车可以ATO或SM模式行驶。
如果出现上述情况之一，要使列车能够运行，有2种解决方法:①使轨旁ATP接收到的PSD状态为关，这时列车以ATO、SM模式行驶；②列车采用故障RM限速模式行驶，出清相关的区段。
2.2 控制PSD开关
在任何驾驶模式下，列车一占用站台区段，车载ATP就会切断PTI通道，如图1中PTIre-lease，以免由于干扰而给PSD发误动作命令。当列车在ATP指定的停车窗内停下时，车载ATP就会接通PTI通道，同时轨旁ATP给出1个相应的门释放信号，车门允许被打开，PSD也允许被打开。图2画出了开、关PSD命令安全输出原理。（图片） 表1定义了开关PSD对应的乘务组号，并指出了相应动作的继电器。
根据各个站的情况，表1中的信息都会作为用户数据，在PTI-MUX系统中配置好，在确定列车是开左门还是右门后，PSD才动作。
1.PSD开控制。当列车门打开时，车载ATO接收到1个车门开信号，经过ATO、PTI处理后，向PSD控制系统发出开门命令信号，然后PSD自动打开。
为了确保PSD不会误动作，车载ATO输出2组不同数字(eg:980982)作为特定的乘务组号开门报文，传给车载PTI处理系统，然后经PTI天线、PTI轨道接收环线或PTIbeacon，最后传到轨旁PTI-MUX，再经PTI-MUX处理后，把980、982二个允许信号分别传给PSDopen1、PSDopen2，它们动作之后，K1、K2也相继动作，最后二路允许信号汇总，K6动作，将有效的“开”PSD命令信号传给PSD控制系统。为了使PSD可靠动作，ATO将连续发“开”PSD命令直到接收到关车门信息。当PSD自动打开后，轨旁ATP就会接收到PSD处于开状态，不允许动车。
2.PSD关控制。如果列车门关了，车载ATO接收到1个车门关信号，经ATO、PTI系统处理之后向PSD控制系统发出关门命令信号，然后PSD自动关闭。
ATO这时将用另2组不同数字(eg:988990)作为特定的乘务组号关门报文，传给PTI处理系统，经过和开门命令同样的线路，最后把988、990二个允许信号分别传给PSDclose1、PSDclose2，它们动作之后，K3、K4也相继动作，最后二路允许信号汇总，K5动作，将有效的“关”PSD命令信号传给PSD控制系统。同样为了使PSD可靠动作，ATO将连续地发“关”PSD命令直到列车动车离开。当车门、PSD关好后，PSD的状态信息就会从“开”变为“关”，同时其他条件也满足时，轨旁ATP就会释放动车命令给列车，列车才可以以ATO、SM模式离站。
3 联动命令的安全性和可靠性分析
1.用特定的乘务组号报文来控制PSD的开关。如表1，只有出现这些特定的乘务组号报文，开关PSD命令才会生效，同时这些乘务组号必须按特定的逻辑顺序排列。
2.从车载ATO系统的IMU100到轨旁的PTI-MUX之间，整个的PTI通道是安全冗余。从信息源(ATO系统)到最后的目的点(PTI-MUX)之间，整个信息的流程是通过一个冗余CRC系统(车载ATP)控制的，如图1。车载ATP是1个二取二的冗余安全系统，它通过1个安全的数字输出来控制PTI的释放，同时也监控PTI释放继电器的状态。当列车在站台区段停在停车窗内时，车载ATP才会释放PTI继电器，接通ATO系统到PTI-MUX系统间的传输通道。
3.信号命令与PSD控制系统间的接口，比如输出继电器的动作，是通过PTI-MUX运行程序来控制的。PTI-MUX系统设置允许最大容错时间为1s。即PTI-MUX系统如果在1s内没有收到列车发“开”或“关”PSD信号，PTI-MUX程序将保持1s输出原来的PSD命令报文；如果超过了1s，程序就将终止输出。
4.可以避免同时输出开、关PSD等误动作命令。从图2可以看出，要有5个继电器动作才能产生1个有效的PSD命令，因此在同一时间出现“开PSD、关PSD”等错误命令的几率几乎为零。
在PTI-MUX与PSD系统间安装的K1、K2、K3、K4这些继电器在开和关之间是互锁的，能够防止PTI多路接收器同时输出“11”等无效组合命令。即使出现了一些无效组合，PTI-MUX软件系统最后将输出“00”给PSD系统，使PSD不会有任何动作。
5.PTI通道硬件故障。PTI通道元件的可靠性要求极高，特别是K1~K6这些电流继电器，触电就会动作，非常灵敏。由于在传输通道中冗余系统的保护和PSD控制命令是由报文中特定的乘务组号产生，因此单个的硬件故障不可能产生任何错误的PSD控制命令。
4 结束语
PSD是地铁安全的又一道屏障，实现信号与PSD联动，既可以节省大量人力物力，也可以节省大量时间，同时安全保障方面又提高到一个新层次，真正实现地铁特有的优势———安全、准点、快捷、高效。
参考文献
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9/11/2007
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