摘要：結合廣州地鐵詳細地介紹了地鐵信號與屏蔽門聯動控制系統的組成、功能，分析了其原理和聯動的安全性、可靠性，并指出了在實際運行中的重要性。
關鍵詞：PTI多路接收器，屏蔽門，乘務組號

1 信號與屏蔽門聯動系統組成

廣州地鐵2號線屏蔽門(PSD)是由連續的列車控制系統(ATC)監督和控制。它由車載設備和軌旁設備共同實施，組成聯動系統。具體包括:車載設備FZG、軌道電路FTGS、軌旁列車自動防護系統ATP-STG、列車位置識別多路接收器PTI-MUX、屏蔽門PSD，其示意圖如圖1所示。

ATP-STG用于軌旁設備到車載系統間的單向通信，主要監督PSD狀態；FTGS用于傳遞PSD狀態報文；PTI線路系統用于車載系統到軌旁系統間的單向通信，傳輸PSD開關控制命令和列車的目的地號、車次號、乘務組號等。

站臺PSD的開關門命令是由特定的ATO乘務組號報文組成(eg:980982)，通過PTI線路系統處理后傳遞到安全輸出繼電器，經安全輸出繼電器動作，傳送到PSD控制系統。

2 信號與屏蔽門聯動系統功能

2.1 監督PSD狀態

軌旁ATP通過故障-安全輸入繼電器來接收當前PSD狀態(開或關)，同時也向列車上發送此信息。但在站前、站臺和站后3個區段向列車發PSD狀態的同時，又給列車發出相應的動作命令。當接收到站臺PSD是在關好狀態時，才允許列車以ATO或SM模式駕駛；否則，軌旁ATP就在相應的地方設置安全停車點或直接給車輛發送緊急制動命令，以確保站臺和列車上的安全。

1·如果列車正處在站前區段(站前區段足夠長)，軌旁ATP會令其在設置的安全停車點停下，不會進入相應的站臺。
2·當列車在站前區段準備入站或已經進入站臺區段還未停下時，會馬上實施緊急制動，讓車在最短時間內停下。
3·當列車在站臺區段已經停下準備離站時，軌旁ATP就會在此設置1個安全停車點，停止發送列車開放信號。
4·當列車已經離站進入站后區段，但車尾還未出清站臺區段時，軌旁ATP就會直接發出緊急制動命令，保證列車在最短的時間內停下。

其他情況下軌旁ATP只會向車上發PSD處于開狀態的命令，不會給列車發其他命令信息，此時列車可以ATO或SM模式行駛。

如果出現上述情況之一，要使列車能夠運行，有2種解決方法:①使軌旁ATP接收到的PSD狀態為關，這時列車以ATO、SM模式行駛；②列車采用故障RM限速模式行駛，出清相關的區段。

2.2 控制PSD開關

在任何駕駛模式下，列車一占用站臺區段，車載ATP就會切斷PTI通道，如圖1中PTIre-lease，以免由于干擾而給PSD發誤動作命令。當列車在ATP指定的停車窗內停下時，車載ATP就會接通PTI通道，同時軌旁ATP給出1個相應的門釋放信號，車門允許被打開，PSD也允許被打開。圖2畫出了開、關PSD命令安全輸出原理。

表1定義了開關PSD對應的乘務組號，并指出了相應動作的繼電器。

根據各個站的情況，表1中的信息都會作為用戶數據，在PTI-MUX系統中配置好，在確定列車是開左門還是右門后，PSD才動作。

1.PSD開控制。當列車門打開時，車載ATO接收到1個車門開信號，經過ATO、PTI處理后，向PSD控制系統發出開門命令信號，然后PSD自動打開。

為了確保PSD不會誤動作，車載ATO輸出2組不同數字(eg:980982)作為特定的乘務組號開門報文，傳給車載PTI處理系統，然后經PTI天線、PTI軌道接收環線或PTIbeacon，最后傳到軌旁PTI-MUX，再經PTI-MUX處理后，把980、982二個允許信號分別傳給PSDopen1、PSDopen2，它們動作之后，K1、K2也相繼動作，最后二路允許信號匯總，K6動作，將有效的“開”PSD命令信號傳給PSD控制系統。為了使PSD可靠動作，ATO將連續發“開”PSD命令直到接收到關車門信息。當PSD自動打開后，軌旁ATP就會接收到PSD處于開狀態，不允許動車。

2.PSD關控制。如果列車門關了，車載ATO接收到1個車門關信號，經ATO、PTI系統處理之后向PSD控制系統發出關門命令信號，然后PSD自動關閉。

ATO這時將用另2組不同數字(eg:988990)作為特定的乘務組號關門報文，傳給PTI處理系統，經過和開門命令同樣的線路，最后把988、990二個允許信號分別傳給PSDclose1、PSDclose2，它們動作之后，K3、K4也相繼動作，最后二路允許信號匯總，K5動作，將有效的“關”PSD命令信號傳給PSD控制系統。同樣為了使PSD可靠動作，ATO將連續地發“關”PSD命令直到列車動車離開。當車門、PSD關好后，PSD的狀態信息就會從“開”變為“關”，同時其他條件也滿足時，軌旁ATP就會釋放動車命令給列車，列車才可以以ATO、SM模式離站。

3 聯動命令的安全性和可靠性分析

1.用特定的乘務組號報文來控制PSD的開關。如表1，只有出現這些特定的乘務組號報文，開關PSD命令才會生效，同時這些乘務組號必須按特定的邏輯順序排列。

2.從車載ATO系統的IMU100到軌旁的PTI-MUX之間，整個的PTI通道是安全冗余。從信息源(ATO系統)到最后的目的點(PTI-MUX)之間，整個信息的流程是通過一個冗余CRC系統(車載ATP)控制的，如圖1。車載ATP是1個二取二的冗余安全系統，它通過1個安全的數字輸出來控制PTI的釋放，同時也監控PTI釋放繼電器的狀態。當列車在站臺區段停在停車窗內時，車載ATP才會釋放PTI繼電器，接通ATO系統到PTI-MUX系統間的傳輸通道。

3.信號命令與PSD控制系統間的接口，比如輸出繼電器的動作，是通過PTI-MUX運行程序來控制的。PTI-MUX系統設置允許最大容錯時間為1s。即PTI-MUX系統如果在1s內沒有收到列車發“開”或“關”PSD信號，PTI-MUX程序將保持1s輸出原來的PSD命令報文；如果超過了1s，程序就將終止輸出。

4.可以避免同時輸出開、關PSD等誤動作命令。從圖2可以看出，要有5個繼電器動作才能產生1個有效的PSD命令，因此在同一時間出現“開PSD、關PSD”等錯誤命令的幾率幾乎為零。

在PTI-MUX與PSD系統間安裝的K1、K2、K3、K4這些繼電器在開和關之間是互鎖的，能夠防止PTI多路接收器同時輸出“11”等無效組合命令。即使出現了一些無效組合，PTI-MUX軟件系統最后將輸出“00”給PSD系統，使PSD不會有任何動作。

5.PTI通道硬件故障。PTI通道元件的可靠性要求極高，特別是K1~K6這些電流繼電器，觸電就會動作，非常靈敏。由于在傳輸通道中冗余系統的保護和PSD控制命令是由報文中特定的乘務組號產生，因此單個的硬件故障不可能產生任何錯誤的PSD控制命令。