苗亮亮 姚永利
天津市地下铁道集团有限公司 天津市 300010
摘要：防淹门设备是地铁系统中特有的一种防止洪水涌入车站与区间隧道的密闭设施。城市轨道交通中，信号系统保障地铁列车安全运行时，必须对引入的防淹门设备进行研究，实现与防淹门系统的安全、高效联动控制。目前，在城市轨道交通的各类行业技术规范中，尚未对信号系统中的防淹门防护功能进行明确的技术规定。
关键词：地铁；信号系统；防淹门；建模
1防淹门相关的运营场景分析
1.1列车控制行为
在对信号系统的列车控制行为进行分析的过程中，首先确定防淹门的有效状态集，将复杂的运营场景归纳为有限的防淹门状态集，逐个分析防淹门状态作为激励条件，信号系统中，联锁、ZC、ATS等各个子系统该如何进行列车控制方面的处理。信号系统监督防淹门系统提供的“防淹门状态”信号，如果防淹门处于“开门并锁闭”状态，联锁可办理相应的通过防淹门的进路，并给控制中心（OCC）的ATS系统提供一个防淹门开启指示，轨旁ZC可为通过该防淹门的列车提供移动授权（MA）；如果防淹门未处于“开门并锁闭”状态，相应的通过防淹门区域的进路将禁止建立，如已建立进路，其防护信号机将会立即关闭，并给控制中心（OCC）的ATS系统提供一个防淹门未开启指示，轨旁ZC将停止为所有列车提供通过该防淹门的移动授权（MA）。信号系统监督“操作员请求关闭防淹门”的状态信号。如果防淹门的“关门请求”未激活，联锁可办理相应的通过防淹门的进路，并给控制中心（OCC）的ATS系统提供一个防淹门“未请求关闭”的指示，轨旁ZC可为通过该防淹门的列车提供移动授权（MA）；如果防淹门的“关门请求”已激活，相应的通过防淹门区域的进路将禁止建立，如已建立进路，其防护信号机将会立即关闭，并给控制中心（OCC）的ATS系统提供一个防淹门的“关门请求”激活的指示，轨旁ZC将停止为所有列车提供通过该防淹门的移动授权（MA）。ZC收到“防淹门关闭请求”或“防淹门完全开启且锁定”信息丢失时，将列车运行方向顺向的防护信号机所在位置当作危险点处理，移动授权不能越过该危险点，CBTC列车根据更新后移动授权自动采取安全防护。防淹门状态有3个布尔型变量：‘门开且锁闭’变量，‘关门请求’变量，‘允许关门’变量。3个变量组合出的8个状态，其中，有2个‘未请求关门，却允许关门’的状态被视为无效状态，剩余的有效状态为6个。综上分析，只有在状态组合2的事件下，信号系统允许列车正常驶过防淹门区域，其它状态组合的事件场景下，信号系统应该阻止列车进入防淹门区域。
1.2防淹门控制行为
（1）列车已进入或即将进入防淹门区域；（2）列车不会进入防淹门区域。分别分析这两种事件发生后，信号系统如何进行防淹门控制方面的处理。如果经过某个防淹门的进路（包括保护区段经过该防淹门的进路）没有排列，进路处于未锁闭状态。此时，信号系统认为列车不会进入防淹门区域。当信号系统收到防淹门的‘关门请求’信号后，信号系统将在ATS界面上显示出‘关门请求’激活。信号系统将输出‘关门允许’命令给防淹门系统。一旦防淹门系统停止输出‘关门请求’信号给信号系统，信号系统立即停止输出‘关门允许’信号给防淹门系统。如果经过某个防淹门的进路（包括保护区段经过该防淹门的进路）已经建立且信号开放，当信号系统收到防淹门的‘关门请求’信号后，信号系统将立即关闭该进路的防护信号机，并在ATS界面上显示出‘关门请求’激活。此时，信号系统无法确保列车不会进入防淹门区域，不能允许防淹门系统的关门请求。在防淹门‘请求关闭’信号持续有效的前提下，信号系统须持续检查下列条件满足后，方可认为列车不会进入防淹门区域，输出‘关门允许’命令：（1）防淹门区域内没有列车占用；（2）该防淹门区域相关区段没有进路锁闭或保护进路锁闭。如果上述条件不能全部满足，信号系统不会发出‘关门允许’命令给防淹门系统。只有上述条件全部满足，信号系统方可输出关门允许命令给防淹门系统。在输出‘关门允许’命令期间，上述任何条件不再满足后，信号系统立即停止输出‘关门允许’信号给防淹门系统。
2信号系统与防淹门系统的硬件接口设计
2.1继电器设置及安全侧定义
为了实现信号系统与防淹门系统之间的有效隔离，避免相互干扰，信息交互采用继电接口方式。针对每套防淹门设备的3个安全信息，信号系统分别设置3个安全继电器进行表示：防淹门打开且锁闭继电器FYMKJ，防淹门关门请求继电器FYMGQ，防淹门关门允许继电器FYMGY。防淹门关门允许继电器由信号系统控制，选用JPXC-1000型偏极继电器。防淹门关门请求继电器与防淹门打开且锁闭继电器选用JWXC-1700型无极继电器，复示来自防淹门系统的状态系统。其各自含义及安全侧定义如下：（1）当防淹门状态继电器FYMKJ励磁吸起时，信号系统视为‘防淹门打开且锁闭’，当FYMKJ落下时，信号系统视为‘防淹门关闭’或者‘防淹门未锁闭’。该继电器由防淹门系统送给信号系统，应为一个持续不间断的信息。（2）关门请求继电器FYMGQ励磁吸起时，信号系统视为防淹门系统未请求信号系统关闭防淹门，当FYMGQ落下时，信号系统视为防淹门系统请求信号系统关闭防淹门。该继电器由防淹门系统送给信号系统，应为一个持续不间断的信息。（3）联锁系统驱动关门允许继电器FYMGY，当FYMGY励磁吸起时，表示联锁系统输出的允许防淹门关门信号有效。当FYMGY落下时，表示联锁系统未输出允许防淹门关门信号。该继电器由联锁系统送给防淹门系统，应为一个持续不间断的信息。
2.2联锁系统的采集驱动电路设计
信号系统中的计算机联锁子系统负责和防淹门直接接口，采集防淹门的‘门开且锁闭’状态继电器信息、‘关门请求’继电器信息，驱动并回采‘关门允许’继电器。联锁子系统对防淹门关门允许继电器的物理驱动采用双断方式。驱动继电器对应执行层的双系采用分线圈方式使用。联锁子系统采集的防淹门相关继电器通过采集继电器接点的方式直接证明继电器状态。联锁的每一系同时采集‘关门请求’和‘门开且锁闭’两个状态继电器的前后接点，并予以校核。联锁对其本身驱动的‘关门允许’继电器，进行回采及安全校核。
联锁系统采集驱动电路图
2.3接口电路的设计
（1）采用双断电路设计；（2）使用远端供电方法。信号系统采集防淹门系统信息，并由信号系统提供采集电源。防淹门系统采集信号系统信息，并由防淹门系统提供采集电源。电路符合“故障-安全”设计原则，接口采用安全继电器。信号系统与防淹门系统之间相互提供干接点来实现接口信息传递。当信号系统允许关门时会驱动关门允许继电器吸起，防淹门系统的允许关门继电器励磁回路串接信号系统的继电器接点，且励磁电源由防淹门系统提供。信号系统的防淹门关门请求继电器（FYMGQ）与防淹门状态继电器（FYMKJ）励磁回路串联防淹门系统相关的两组干节点，且常态为吸起状态，其可调DC24~60V励磁电源由信号系统提供。
3结语
随着国内城市轨道交通建设的蓬勃发展，信号系统与防淹门系统的接口技术标准需要尽早统一。该方案立足于工程实际，功能边界清晰，交互简单，既能有效的保证列车控制的安全和效率，又能兼顾出现地质灾害发生时，高效地控制防淹门设备。具有进一步推广应用，并纳入城市轨道交通行业技术标准的价值。
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50157-2013地铁设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2013．
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部．CJ/T453-2014地铁隧道防淹门[S]．北京：中国标准出版社，2014．
论文作者:苗亮亮,姚永利
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/7
标签：系统论文; 信号论文; 关门论文; 继电器论文; 进路论文; 联锁论文; 状态论文; 《防护工程》2018年第9期论文;