站臺(tái)門與信號(hào)系統(tǒng)接口原理及常見故障分析

張榮琨

西安市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司 陜西西安 710016

信號(hào)系統(tǒng)在CBTC 模式下時(shí)，當(dāng)列車在站臺(tái)安全停穩(wěn)且停車誤差在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)，由信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出命令控制站臺(tái)門的打開和關(guān)閉。所以站臺(tái)門與信號(hào)系統(tǒng)之間有較為成熟和完善的接口電路[1]。為總結(jié)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化對(duì)該接口故障的判斷和處理，現(xiàn)以西安地鐵4 號(hào)線站臺(tái)門系統(tǒng)與信號(hào)系統(tǒng)接口設(shè)備為例，對(duì)信號(hào)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)站臺(tái)門的工作原理、站臺(tái)門與信號(hào)的接口電路及信號(hào)專業(yè)對(duì)接口電路故障判斷方法進(jìn)行探討。

1 信號(hào)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)站臺(tái)門的工作原理

1.1 功能概述

信號(hào)系統(tǒng)控制站臺(tái)門開門和關(guān)門，當(dāng)列車在站臺(tái)安全停穩(wěn)且停車誤差在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)，由車載 ATP/ATO 子系統(tǒng)發(fā)出開門命令到站臺(tái)門設(shè)備端。

當(dāng)停站時(shí)間結(jié)束時(shí)，由車載 ATP/ATO 子系統(tǒng)發(fā)出關(guān)門命令到站臺(tái)門設(shè)備端。只有當(dāng)站臺(tái)門關(guān)閉且鎖緊后，才允許發(fā)車。

1.1.1 自動(dòng)管理（正常模式）

站臺(tái)門由來自列車的信號(hào)系統(tǒng)命令或司機(jī)命令控制，該信息通過車地通信傳輸至軌旁聯(lián)鎖設(shè)備，再由聯(lián)鎖設(shè)備傳輸至站臺(tái)門系統(tǒng)，站臺(tái)門系統(tǒng)向信號(hào)系統(tǒng)給出站臺(tái)門狀態(tài)。

在CBTC-AM 模式下，可由信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)管理站臺(tái)門，也可由司機(jī)人工開/關(guān)車門和站臺(tái)門，車門與站臺(tái)門聯(lián)動(dòng)；

在CBTC-CM 模式下，司機(jī)人工開/關(guān)車門和站臺(tái)門，車門與站臺(tái)門聯(lián)動(dòng)；

在點(diǎn)式后備模式下，若車地通信正常，同樣可實(shí)現(xiàn)車門與站臺(tái)門聯(lián)動(dòng)。

1.1.2 降級(jí)模式：人工管理

站臺(tái)門人工模式用于故障列車（不能發(fā)出站臺(tái)門控制命令）、非裝備列車、ATP 切除模式或在RM 模式下的列車不進(jìn)行站臺(tái)門自動(dòng)控制。所有控制均需人工操作完成。

1.1.3 降級(jí)模式：站臺(tái)門旁路和互鎖解除

為了實(shí)現(xiàn)降級(jí)模式下正常接發(fā)車，每扇站臺(tái)門都能單獨(dú)被旁路。當(dāng)某道門被旁路后，站臺(tái)門系統(tǒng)將持續(xù)給信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送門關(guān)閉且鎖緊信息。通常在PSL 上設(shè)置一個(gè)互鎖解除按鈕來實(shí)現(xiàn)旁路操作，當(dāng)站臺(tái)門狀態(tài)出現(xiàn)故障時(shí)，車站值班員可以操作互鎖解除按鈕進(jìn)行旁路切換。此時(shí)信號(hào)系統(tǒng)會(huì)采集到互鎖解除信息，并允許列車正常進(jìn)出車站[2]。

1.2 電氣接口

1.2.1 信號(hào)系統(tǒng)獲取站臺(tái)門系統(tǒng)信息

信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門系統(tǒng)間的外部接口通過繼電器干接點(diǎn)安全輸入/輸出實(shí)現(xiàn)的。站臺(tái)門系統(tǒng)為站臺(tái)門關(guān)閉且鎖緊和站臺(tái)門互鎖解除提供兩個(gè)安全繼電器的干接點(diǎn)，信號(hào)系統(tǒng)通過24V DC 電源和站臺(tái)門系統(tǒng)提供的兩組接點(diǎn)構(gòu)成接口回路，并實(shí)時(shí)采集其接點(diǎn)狀態(tài)。

站臺(tái)門輸出給信號(hào)系統(tǒng)的“門關(guān)閉且鎖緊”信息滿足故障導(dǎo)向安全原則。當(dāng)所有站臺(tái)門關(guān)閉且鎖緊時(shí)，站臺(tái)門的狀態(tài)信息才能被檢測為“關(guān)閉且鎖緊”。

1.2.2 站臺(tái)門系統(tǒng)獲取信號(hào)系統(tǒng)信息

信號(hào)系統(tǒng)對(duì)開門和關(guān)門命令提供兩個(gè)安全繼電器干接點(diǎn)。

站臺(tái)門通過24V DC 電源和信號(hào)系統(tǒng)提供的兩組接點(diǎn)構(gòu)成接口回路，并通過站臺(tái)門的接口繼電器狀態(tài)控制站臺(tái)門動(dòng)作。

1.2.3 接口界面

信號(hào)系統(tǒng)與站臺(tái)門系統(tǒng)接口分界位于站臺(tái)門設(shè)備室控制盤端子排外線側(cè)，如圖1 所示：

圖1 SIG-站臺(tái)門接口邊界圖

2 故障的分類及判斷處理

常見站臺(tái)門故障分為以下三類：1、站臺(tái)門無法打開/關(guān)閉故障（整個(gè)車站上下行站臺(tái)門均無法打開/關(guān)閉、單側(cè)門無法打開/關(guān)閉、單個(gè)門無法打開/關(guān)閉）；2、站臺(tái)門無關(guān)閉且鎖緊信號(hào)；3、打互鎖解除后不能發(fā)車?，F(xiàn)對(duì)三類故障逐一分析。

2.1 站臺(tái)門無法打開/關(guān)閉故障

信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備分為上下行兩套電路分別對(duì)站臺(tái)門進(jìn)行控制。

每一套電路中通過一個(gè)開門繼電器KMJ 和一個(gè)關(guān)門繼電器GMJ 來實(shí)現(xiàn)對(duì)一整側(cè)站臺(tái)門的驅(qū)動(dòng)，所以如果僅是單個(gè)門無法打開/關(guān)閉，故障原因就不在信號(hào)設(shè)備側(cè)；如果單側(cè)門無法打開/關(guān)閉，信號(hào)維護(hù)人員就需要確認(rèn)驅(qū)動(dòng)該側(cè)站臺(tái)門的KMJ/GMJ 動(dòng)作記錄，即在信號(hào)維護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)MSS 上確認(rèn)KMJ/GMJ 兩個(gè)繼電器是否正常動(dòng)作。

如KMJ/GMJ 動(dòng)作正常，再檢查其兩組落下接點(diǎn)和兩組吸起接點(diǎn)接觸是否良好（可在繼電器吸起瞬間測試信號(hào)設(shè)備室分線盤上通過繼電器接點(diǎn)通往站臺(tái)門設(shè)備室的四根連線電壓是否正常）。

如KMJ/GMJ 動(dòng)作異常，則排查信號(hào)側(cè)的聯(lián)鎖、區(qū)域控制器ZC 及車載ATP 等設(shè)備。

整個(gè)車站上下行站臺(tái)門均無法打開/關(guān)閉，如遇此類故障可先確認(rèn)有無電源、聯(lián)鎖等異常報(bào)警，如無報(bào)警則按照單側(cè)門無法打開/關(guān)閉的方法進(jìn)行處理。

2.2 站臺(tái)門無關(guān)閉且鎖緊信號(hào)

針對(duì)站臺(tái)門無關(guān)閉且鎖緊信號(hào)，車站打互鎖解除發(fā)車的故障，此類故障我們可以借助車控室IBP 盤“門關(guān)閉且鎖緊”指示燈來做初步判斷[3]。

當(dāng)站臺(tái)門設(shè)備室的關(guān)閉且鎖緊繼電器正常吸起時(shí)，車控室IBP盤上站臺(tái)門關(guān)閉且鎖緊燈點(diǎn)亮，同時(shí)信號(hào)設(shè)備室內(nèi)關(guān)閉且鎖緊繼電器PDKJ 正常吸起。如果信號(hào)設(shè)備室內(nèi)關(guān)閉且鎖緊繼電器PDKJ 未吸起同時(shí)車控室IBP 盤“門關(guān)閉且鎖緊”燈也不亮?xí)r，說明故障點(diǎn)在站臺(tái)門設(shè)備側(cè)。如果車控室IBP 盤“門關(guān)閉且鎖緊”燈正常點(diǎn)亮，但信號(hào)設(shè)備室內(nèi)關(guān)閉且鎖緊繼電器PDKJ 未吸起，則根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谛盘?hào)設(shè)備室分線柜進(jìn)行電壓測量并進(jìn)一步分析。如圖2 所示：

圖2 分線柜關(guān)閉且鎖緊信號(hào)電壓測量圖例

如果在F2-101-1、2 處測量V2 電壓正常則說明故障點(diǎn)在繼電器側(cè)；如果V2 電壓不正常但F2-101-5、6 處V1 電壓正常，說明故障點(diǎn)在信號(hào)設(shè)備室至站臺(tái)門設(shè)備室區(qū)域，需雙方對(duì)接口設(shè)備進(jìn)行共同排查。

2.3 打互鎖解除后不能發(fā)車

如果在進(jìn)行站臺(tái)門操作后確認(rèn)相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮但發(fā)車進(jìn)路信號(hào)機(jī)仍無法開放時(shí)，信號(hào)維護(hù)人員首先需要確定信號(hào)設(shè)備室內(nèi)互鎖解除繼電器PDQCJ 是否正常吸起。如圖2 所示，如果F2-103-5、6 處測量電壓V3 異常，首先排查電源屏至分線柜的電源及線路是否正常；如果F2-101-3、4 處測量電壓V4 正常但PDQCJ 未正常吸起，說明該繼電器或組合線路故障；如果PDQCJ 繼電器已正常吸起，那么故障基本鎖定在信號(hào)設(shè)備側(cè)，需進(jìn)一步排查。

3 結(jié)語

通過對(duì)信號(hào)及站臺(tái)門兩個(gè)系統(tǒng)設(shè)備原理及接口電路的分析，使我們對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)接口故障的處理有了更清晰的思路，再通過對(duì)日常發(fā)生的故障現(xiàn)象進(jìn)行歸類、判斷，不僅簡化了故障的判斷方法，為有效處理故障、快速恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行提供參考。