轨道交通站台屏蔽门与列车联动自动控制系统的研究与开发

摘要

文章针对城市轨道交通已经运营线路上的加装站台屏蔽门设备后的控制方案提出了解决策略，用无线传输的方式实现了列车对站台屏蔽门的实时控制。站台屏蔽门(简称PSD)系统是现代轨道交通工程的重要设施，它将轨道区与站台候车区隔离，能减少噪音，防止人员跌落轨道，对于安全和节能有重要作用，因此在1号线加装屏蔽门设备非常必要。但屏蔽门系统通常由信号系统控制，而各信号系统供货商接口均不开放且报价很高，从降低投资、打破垄断、振兴民族工业的角度出发，自主研发很有意义。 技术原理及性能指标。系统采用2.4GHZ扩频通信数传电台建立车地双向无线通信，通过轨旁子系统与信号ATC系统紧急停车电路接口，与PSD系统通过继电器接口，实现对屏蔽门的安全控制与状态监督。系统包括轨旁控制主机和车地通信设备。 技术的创造性与先进性。该系统具备以下特点：(一)完全独立于信号系统或PSD系统，打破国外信号系统供货商在PSD控制方面的垄断。(二)创造性的将先进的2.4GHZ扩频无线通信技术融合到我国成熟应用的信号微机联锁技术当中，既实现良好的车地通信，又确保系统具备非常高的安全性和可靠性。(三)具有直观友善的用户界面和诊断功能。(四)兼容性好、应用范围广，不受信号制式限制，可作为列车-屏蔽门联动自动控制系统的通用解决方案。 技术的成熟程度，适用范围和安全性。该系统成功地采用了2.4GHZ扩频无线通信技术和国铁车站微机联锁系统的软、硬件平台。前者在金融、安防等领域均已成熟商用，后者在国铁信号控制方面有1000个车站以上的成功案例。因此，技术应用成熟可靠。适用范围为:任何新加装屏蔽门工程的既有地铁线路。安全性等级可达到国铁车站微机联锁系统的同等水平。 应用情况。本系统在完成设备安装和调试后，于2006年10月18日至31日在一号线某站试运行，联动成功率为100％，未发现任何安全事故或隐患。从节能、人身安全的角度出发，南京、北京等城市的地铁线路还有加装站台屏蔽门的需求，由于该联动控制系统为国内首次研发成功，且工程实施简便，预计有较好的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1项目研究背景

1.2任务来源

1.3项目情况

1.3.1项目研究任务

1.3.2项目研究内容

1.3.3项目进展及成果交付

第二章课题研究总体思路

2.1系统方案简介

2.2.1接口信号的条件与功能

2.2.2系统对PSD接口的处理

2.3信号急停按钮回路接口

2.4系统与车载门控电路接口

2.5本章小结

第三章技术方案及实现

3.1车地通信的实现方式拟用2.4GHz扩频通信技术

3.1.1.2.4GHz扩频通信技术发展现状

3.1.2扩频通信制式分类与选择

3.2系统总体架构

3.2.1系统工作原理

3.2.2系统控制过程

3.2.3系统硬件组成

3.3轨旁控制主机

3.3.1系统冗余结构方案比选

3.3.2双机并行结构的实现(正样设备)

3.4列车门控电路接口

3.4.1车辆门控信息的采集

3.4.2车辆门控功能故障条件下的安全防护

3.5屏蔽门控制系统接口

3.5.1采集电路的实现

3.5.2驱动电路的实现

3.5.3驱动电路的安全防护

3.6信号紧急停车电路接口

3.6.1安全防护功能

3.6.2紧急停车输出的旁路手段

3.7系统人机接口

3.7.1车载显控终端

3.7.2轨旁人机接口

3.8系统主控软件

3.8.1系统初始化

3.8.2通信处理子程序

3.8.3 CAN通信程序

3.8.4串口通信程序

3.8.5逻辑处理子程序

3.8.6屏蔽门动作控制函数

3.8.7站台防护控制函数

3.8.8车辆门控函数

3.8.9系统自检子程序

3.9程序人机界面

3.9.1用户界面简介

3.9.2系统工作模式

3.9.3日志管理

3.10系统安全性分析

3.10.1系统的安全性以及故障—安全原则

3.10.2系统可靠性、安全性和故障—安全的关系

3.10.3故障—安全原则的理论基础及实现

3.10.4系统实现故障—安全的条件

3.10.5安全智能I/O模块

3.10.6安全智能I/O模块硬件组成

3.10.7安全智能I/O模块在安全性方面采取的措施

3.10.8系统主控软件安全性设计

3.10.9无线通信安全设计

3.10.10看门狗

3.11特殊站型的解决方案

3.11.1 GYQ站控制方案

3.11.2紧急停车功能

3.11.3列车门控功能

3.11.4 XL站控制方案

3.11.5列车定位问题解决方案

3.11.6不同股道间无线干扰问题解决方案

3.11.7屏蔽门开关门逻辑

3.12试验与检验

3.13本章小结

结论

参考文献

致谢