交通联锁系统接口技术以及安全性探析

交通联锁系统接口技术以及安全性探析

刘冰

深圳市地铁集团有限公司运营总部广东深圳518000

摘要：随着经济建设和城市化建设的快速发展，城市人口数量不断增多，在一定程度上增加了城市交通压力。为了确保市民的正常出行，地铁行业得到了快速的发展，因为大部分地铁线路位于地下，受自然、人为因素影响比较小。交通联锁系统是地铁交通信号系统中比较重要的组成部分，其不仅能够确保地铁的正常、安全运行，而且还能保护乘客的安全。因此本文将会对交通联锁系统接口技术及安全性进行分析和探究，以更好的推动我国地铁行业的发展。

关键词：交通联锁系统；接口技术；安全性

随着城市化进程加快，城市用地规模和人口比重不断扩大，从而给城市交通带来了严峻的压力，在一定程度上影响了城市的发展速度。而地铁的出现有效的解决了上述问题，以其舒适、安全、准点、运量大等优点在各城市化发展中得到了广泛的应用。在地铁发展过程中，交通联锁系统起到了至关重要的作用，不仅可以确保地铁列车的安全运行，而且还能保护乘客的安全。

1.交通联锁系统接口技术探究

1.1联锁系统与防淹门接口电路

（1）防淹门工作原理。在地铁运行过程中，防淹门系统主要是借助联锁系统来把接口信息传达给轨旁ATP（列车自动防护装置），然后借助GSM-R就可以把将实时信息MA传输至车载ATP中。通常情况下，ATP系统存在的重要性是与地面防护信号机进行有效的结合，从而达到安全防护的目的，该系统能够对防淹门区段列车的禁止与允许通行实施有效的管理和控制。如果水位超过了设定的报警值时，自动监测水位系统就会发出报警，在地铁控制室接收到信号后就会发出请求关门操作。当联锁系统与防淹门的接口电路保持正常工作状态时，就可以确保联锁系统就能够对列车运行状态进行系统的检查，并将检查信息传输至控制室，如果满足关门条件控制室就会发出关门指令。此外，联锁系统还可以实现对防淹门运行状态的实施监督，一般情况下，防淹门处于开启且锁闭的工作状态，如果遇到非正常状态时，联锁系统无法准确的收到门开并锁紧的信息。

（2）接口电路。一般情况下，地铁系统中的防淹门处于开启且锁闭状态，如果发生继电器失效或系统故障时，为了避免列车进入不会与防淹门发生碰撞而诱发安全问题，交通联锁系统将会使继电器接点位置断开，以确保防淹门已经关闭。

1.2联锁系统与屏蔽门接口电路

在地铁运营过程中，屏蔽门与信号系统结合在一起构建了交通联锁系统。当地铁列车开始进入车站时，则会接收到开门信号，此时地铁站的屏蔽门即打开；反之如果当地铁列车离开车站时，则会接收到关门信号，此时地铁站的屏蔽门即关闭。地铁运行过程中，车站屏蔽门的工作状态会实时的呈现在城市轨道交通系统监控界面上，同时在IBP盘上也按照要求设置了紧急开关门的按钮，以确保在遇到突发状况时能够人为对车门进行有效的控制。

（1）屏蔽门工作原理。对于地铁系统而言，屏蔽门的监督与控制系统主要包括了轨旁设备与车载设备。其中轨旁设备包括了轨旁ATP、GSM-R地面设备、屏蔽门控制系统设备；车载设备包括了继电器、列车位置识别发送设备、无线通信车载设备、ATO、车载ATP。交通联锁系统能够对屏蔽门进行有效的控制与监督。①开门控制：当地铁列车施加制动、解除牵引、停止运动、达到列车停靠位置时，车载ATP就会对屏蔽门发出开门指令，则实现屏蔽门的打开。同时，ATO系统能够对车载设备的运行状态进行判断，并将信号借助GSM-R传到地面，随后就可以通过联锁与屏蔽门接口电路来向屏蔽门传输控制信号，以实现对屏蔽门运行状态的有效控制；②关门控制：当地铁列车驶出地铁站时，ATO可以发出关门信号，并通过信号车载设备进行分析和判断后，借助GSM-R传到地面轨旁ATP，通过联锁与屏蔽门接口电路来向屏蔽门发出关门信号，以确保屏蔽门的有效关闭。③屏蔽门运行状态的监督。为了更好的满足安全及移动授权计算需求，交通联锁系统可以完成对屏蔽门运行状态的有效监督。通常情况下，屏蔽门的控制系统借助接口电路来实现信息的有效传输，并且当信号传输至轨旁ATP后可以借助GSM-R将信息进一步传递到车上，从而实现对地铁列车的有效控制。

（2）接口电路。在地铁运行过程中，如果屏蔽门出现运行故障无法正常开启或关闭时，为了能够确保地铁列车的正常运行，就需要工作人员借助互锁解除系统来解除屏蔽门来自于联锁系统的制约。实际上，地铁系统中其它信息的传递接口电路还涉及到屏蔽门开门控制、关门控制、关闭并锁闭。

2.交通联锁系统接口技术的安全性分析

2.1接口电路安全性分析

（1）继电器电路的使用：对于地铁运行系统来说，需要严格遵守故障-安全原则来进行电路结构组成的设计，如果遇到异常故障时，则会自动导向安全侧，有效的避免了安全事故的发生。如，①当防淹门控制系统、防淹门或与防淹门的接口电路发生继电器运行异常时，则会导致信号系统接收到处于非“全开并锁闭”状态的防淹门信号，以实现对地铁列车的安全防护。②当屏蔽门控制系统、屏蔽门或与屏蔽门接口的电路发生继电器运行异常时，此时信号系统会接收到屏蔽门开门状态，严禁列车离开或进入车站，以实现对车站乘客的安全防护。③安全继电器接口电路的使用，可以避免由于数字网络化接口引发的网络风暴导致的非安全事件。

（2）双断电路设计：地铁交通联锁系统中的接口继电电路一般会选择双断电路设计，这样一来电路传送的相关信息需要按照要求通过安全型继电器的两组接点，然后保持相互独立的方式来进行信息的传送。只有当接口电路收到的信息满足两路高电平要求的情况下才会认为信息有效，有效的提高了系统的冗余可靠性。

（3）选择具备“故障-安全”特点的安全型继电器：在地铁系统中，任何一个接口电路所选择的继电器都需要具备“故障-安全”特点，一旦发生故障时，继电器能够完成可靠失磁落下操作，以提高信息传输的安全性。

（4）在防淹门接口电路中需要做好以下几个方面的工作：①将站间可调电源设备应用到接口电路电源上，这样不仅可以避免信息传送距离过长而引发继电器无法有效吸收问题，而且还能够避免电流过大而引发继电器接点粘结无法实现可靠落下的问题。②设置人工强制开关：如果遇到在信号系统故障时交通联锁系统无法准确发送“允许关门”信息时，能够通过车站人员查明情况后，借助人工操作的方式来关闭防淹门，以确保地铁运行的安全。③接口电缆实行上/下行分开的设置原则，从而完成对防淹门的安全控制。

2.2接口通信安全性分析

（1）硬件方面。首先，轨旁ATP系统、全电子计算机联锁系统、车站ATS分机都选择了二乘二取二的安全性结构，在一定程度上提高了交通联锁系统的安全性。其次，交通联锁系统与轨旁ATP系统的连接选择了环型网络结构，其操作比较简单，而且能够降低对电缆的需求，有效的控制了成本。同时，交通联锁系统与车站ATS分机的连接选择了交叉互联方式，大大提高了连接的安全性和可靠性。

（2）通信协议方面。在地铁交通联锁系统中，接口技术所存在的安全隐患包括数据帧的丢失、重复、错序、错码、插入、延迟等情况，而交通联锁系统中的安全通信协议选择了序号控制、身份标识（源地址与目的地址）、超时、CRC校验、反馈信息等措施来对上述安全隐患进行控制，以确保地铁的安全运行。

3.结束语

随着城市化建设的快速发展，推动了城市地铁行业的发展，其不仅能够有效的缓解城市交通压力，而且还可以为乘客提供快捷、舒适的出行环境。交通联锁系统是地铁系统中比较重要的组成部分，其能够实现地铁列车与地面的双向大容量通信传输，保证了地铁列车的安全运行。

参考文献：

[1]安春兰，轨道交通信号系统计算机联锁采集接口电路安全性分析[J].城市轨道交通研究，2013，（09）：67-69

[2]梁志国.车辆段计算机联锁系统全电子化研究[J].都市快轨交通，2016，29（4）：59-63.