屏蔽门系统方案.doc

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1、第一章 绪论随着近几年我国城市轨道交通的飞速发展，乘客乘车的安全问题一直是所有地铁建设中的首要着眼点。站台屏蔽门设备是20世纪80年代末在世界部分国家和地区的一种先进的安全环控设备。站台屏蔽门系统是在20世纪80年代引入并使用到地铁、轻轨等轨道交通系统中的新兴安全机电设备。随着屏蔽门系统设备技术的日益成熟，屏蔽门系统在城市轨道交通系统及其他系统中应用的优越性更加明显。屏蔽门系统给地铁带来了显著的节能效果和车站良好的候车环境及空气质量，给乘客留下了深刻的印象。站台屏蔽门系统是应用在城市轨道交通中的一种安全装置，屏蔽门系统设置在车站站台边缘，将站台的区域和列车运动区域之间隔开的设备。安装站台屏蔽门

2、系统的重要目的是为了防止乘客或工作人员跌落轨道而产生意外事故，列车在没有进站时，站台屏蔽门是处于关闭的状态，以此保证乘客候车的安全，防止可能发生的种种意外；而当列车进站后，列车车门和站台屏蔽门门要求严格对准，并且要求列车车门与站台屏蔽门同时联动开启，以供乘客上下车，待乘客乘降结束后，站台屏蔽门和列车车门同步关闭。站台屏蔽门未乘客提供了一个安全、舒适的候车环境，比并且大大提高了地铁的服务水平。列车车门与站台屏蔽门作为乘客上下车的通道，两者的不同步问题会直接危害到乘客的乘车安全，会影响到城市轨道交通行业的服务质量。车门、屏蔽门的开/关门问题由于牵涉车辆本身、信号系统和站台屏蔽门系统3个系统之间的协

3、调配合，一直以来都是城市轨道交通所关注的问题，为了规城市轨道交通的乘客服务，解决城市轨道交通车门、屏蔽门开/关不同步的问题，有必要对城市轨道交通列车车门及站台屏蔽门的开/关时序进行研究。为规城市轨道交通的乘客服务，解决城市轨道交通列车车门和站台屏蔽门开/关不同步问题，有必要对城市轨道交通中站台屏蔽门和列车车门开/关门时序进行研究。目前还没有统一的标准及要求，在研究开/关门同步性的基础上，着重的研究列车车门和站台屏蔽门开关同步性的信息传输流程时间。屏蔽门系统如今在各国各地的城市轨道系统中得到应用，地铁也采用屏蔽门系统。研究站台屏蔽门和列车车门的开/关门时序，能够检验我对专业理论知识理解与掌握的程

4、度，能够锻炼我综合运用所学知识进行分析问题、解决问题的能力，能够提高我的专业素养，提高我的理论知识，对专业知识进行加深巩固和再学习。列车车门与站台屏蔽门的开/关门时序研究，可以减少安全事故的发生，满足乘客对安全性的要求，提高城市轨道交通行业的服务质量，保证了城市轨道交通中较高的可靠性，又满足了地铁的运营需要，而且，也达到了很好的节能效果。运用站台屏蔽门设置广告显示屏，达到了资源的最大利用化，同时车站整体空间布置也得以优化。站台屏蔽门是国新兴的一个行业，因为地铁屏蔽门有安全、节能、美观的性状，深受城市轨道交通建设单位的青睐。在如今以人为本的社会中，要求地铁服务水平不断提高。对乘客乘车安全、车站的

5、环境、节能等方面的要求也在不断提高。屏蔽门系统正是符合了地铁系统节能与安全的要求，正是为地铁产生的一个地铁设备系统，屏蔽门系统在各国地铁系统中的应用，给各国乘客留下了良好的印象。站台屏蔽门系统大大降低了因为列车行驶产生的活塞风，改善了车站站台的环境，为乘客创造了一个舒适、现代、明亮的候车环境。并且屏蔽门还提高了整个地铁系统的服务水平，给地铁系统的无人驾驶创造了条件，今后，屏蔽门系统在新建地铁或已建好的地铁线路的改造中的应用会更加广泛。中国从2002年应用屏蔽门以来，现在已经实现全面推广；国家发改委要求，在现在或是将来规划的地铁项目，屏蔽门系统要作为一个地铁系统中必须配置的设备。现有的站台屏蔽门

6、系统由门体结构、电源系统、门机系统和控制系统等4部分组成，而目前屏蔽门系统主要技术需求集中体现在控制系统和门机系统上，这也是国外企业技术优势集中之所在，需要我们自主研发与引进吸收国外先进技术相结合，尽快的形成我国自己的核心技术。另外，大量的实际应用中有功能上客观需求和存在的问题，也提供了有利条件为全面思考和创新产品技术。如果我们重视屏蔽门应用的节能广泛性、实用性。将会全面的提升屏蔽门的品质和技术水平。第二章车门、屏蔽门2.1 车门 车门包括客室车门、紧急疏散安全门和司机室通道门。2.1.1 车门的驱动方式客室车门通常称车门，用于乘客上、下车。根据现在城市轨道交通的特点，列车车门需要有足够的有效

7、宽度，并且需要均匀的分布，以便乘客乘降，车门的数量要足够，乘客上、下车时间要满足列车运行密度的要求，要有足够的空间在车门附近，以便乘客上、下车时进行周转，要保证乘客的乘降安全，可靠性要高。按驱动系统的动力来源来分，车门分为电动式车门，也称为电动门和气动式车门也称为风动门。电动门的动力来源是直流电动机或交流电动机。风动门以压缩空气为动力，动力来源是驱动气缸。城市轨道交通车辆一般采用气动式车门，也有采用电动式车门的。2.1.2车门的开启方式按车门的运动轨迹和车体的安装方式将车门分为藏嵌入式侧移门、外挂式移门、塞拉门、外摆式车门四种形式。（1）藏嵌入式侧移门，又称为藏门。当车门开/关时，门叶在车辆侧

8、墙的饰板与外墙板两者之间的夹层移动。车门的传动系统设置在车厢侧车门的顶部，车门装有导轮的门叶能在导轨上移动，传动机构的丝杠、钢丝绳或皮带和门叶连接，气缸或电机驱动传动机构，以此来实现车门的往复开/关门动作。（2）外挂式侧移门，又称为外挂门。外挂门的门叶和悬挂机构位于侧墙的外侧，它的传动机构的工作原理和藏门的工作原理相同。（3）塞拉门。塞拉门的门叶通过车门上方安装的导轨导向和悬挂机构作用，通过电机驱动机械传动机构让门叶沿着导轨移动。当车门处于开启状态时，门叶贴靠于侧墙的外侧；当车门处于关闭状态时，门叶的外表面和车体外墙成一平面。这既使车辆外观美观，也利于列车在高速行驶的时候减小空气阻力，使车门不

9、会由于空气涡流而产生噪声，也方便自动洗车装置对车门的清洗。（4）外摆式车门，又称为外摆门。当列车开门时门叶通过摆杆和转轴向外摆出并贴靠在车体的外墙板上，当车门关闭后，门叶的外表面和车体外墙成一平面。外摆门的特点是在开启的过程中，门叶会需要较大的摆动空间。表2-1四种车门的性能比较标准藏式外挂门塞拉门外摆门隔声差很差很好好隔热差差好好隔空气动压差差差很好一般乘客候车区无障碍一般一般差很差2.1.3车门的机械结构（1）气动门的机械结构。每扇气动门由驱动气缸、门控电磁阀、门叶、行程开关和机械传动系统等组成。风动门由压缩空气驱动气缸，作用于驱动气缸活塞，然后通过活塞杆带动钢丝绳、滚轮、防跳轮、绳轮和导

10、轨组成的机械传动系统让两门叶同步的反向移动，以此完成车门的开、关门动作。驱动气缸是执行开、关门动作的执行元件，是双作用式、双重活塞结构，通过压缩空气推动车门的活塞运动，然后通过机械传动系统把推力传给门叶。整个气缸是处于浮动状态，不会因车体变形而使活塞在气缸产生卡死现象。驱动气缸的性能会直接决定车门的开/关动作是否可靠。门控电磁阀有三个两位三通电磁阀分别为开门、关门和解锁电磁阀；四个节流阀，它们的功能是调节开关门速度、关门速度、开门缓冲和关门缓冲；两个快速排气阀的集成阀，相当是一个双向的选择阀，把主气缸两端排气管排向大气。机械传动系统由上下导轨、防跳轮、绳轮、滚轮和钢丝绳等组成，把驱动气缸活塞杆

11、的运动传给两扇门叶，让车门动作。门叶、外的表面的材料是铝合金板，部是由铝箔构成的蜂窝结构，因此提高了门叶的抗弯刚度和减轻了车门的重量，蜂窝结构和面板使用胶黏剂通过加温加压黏接成一体。门叶的上部安装了由氯丁橡胶密封条及钢化玻璃组成的玻璃窗。门叶的前后边安装了橡胶密封条，以此确保门叶关闭时有很好的密封效果。门叶前边的橡胶条又叫做护指橡胶，在车门关闭的瞬间有保护乘客不让乘客被夹伤的作用。行程开关是反映车门开、关动作的限位开关。在开、关车门时，行程开关把车门的机械动作变成电信号反映到车门的监控回路，使司机随时了解车门的开、关状态。四个行程开关是对门钩位置、急手柄位置、门控切除及关门行程紧进行监控和显示

12、的。（2）电动门的机械结构。电动门包括驱动电动机、门叶悬挂机构、控制器、传动装置、门叶、闭锁装置和紧急开门装置七个部分。每一组车门都是由直流电机驱动，通过丝杠螺母传动机构传动，都采用了先进的电子门控单元控制。2.1.4车门的电气控制系统气动门的电气控制系统完成车门控制、列车控制电路联锁和车门动作监视等，以此确保车门动作的行车安全和可靠。车门的电气控制系统具有车门开关控制、客室车门监控回路和列车再开门功能。车门的电气控制系统采用电子控制技术，可根据需要编制程序，修改操作过程。车门开、关的操作模式。车门的开、关是由司机按动司机室左、右侧墙上的开关门按钮完成的，开关门按钮上有指示灯，可以显示车门的开

13、关门状态。车门的电气控制系统由两种操作模式：在ATP系统开通的状态下进行操作，在ATP系统关闭的状态下进行操作。ATP系统开通时的开、关门控制。列车司机按下开门的按钮时，设在按钮的指示灯点亮，这是开门的必要条件（前提条件是站位对准、车速为零、钥匙启动）；向解锁气缸充气，打开车钩，气缸的活塞杆推动门叶滑动，做好开门准备；具备了开门的必要条件且做好了开门的准备后，即可打开车门；门钩复位，关闭车门。为了提醒乘客不要被车门夹住，在关门前设置关门报警。报警时蜂鸣器鸣叫的时间约为45s，蜂鸣器停止鸣叫后车门关闭。ATP系统关闭时的开、关门控制。当ATC系统出现故障时，列车关闭ATP系统，实行人工驾驶模式，

14、这时司机转动司机室后墙的开关处于关闭状态，此后的程序与ATP系统开通时的开、关门动作相同。车门的监控。为了保证安全运营，必须有一套有效的车门监控装置来监控列车全部车门开、关门的状态。该装置全方位监控车门，具有自动故障报警和记录的功能。司机首先通过关门按钮上的按钮灯亮或暗来判断全列车的客室车门是否关闭及锁定，然后根据司机台的显示屏显示容或车外侧侧墙灯、车门灯来进一步确认。当列车的某一扇车门因为故障而不能正常的开、关门时，可以用方孔钥匙通过应急拉手旁的行程开关把该扇门的控制电路切除，让该扇门处于关闭状态而不能开启。列车再次开门时。以防在开关门时夹伤乘客，车门还设置了防夹的装置，当车门在关闭过程中，

15、如果乘客或乘客随身携带的物品被夹持在待关闭的车门门叶之间，则司机实施再开门功能，即再按一下开门按钮，此时仅有未关闭的车门再次开启，并隔45s后自动关闭。2.2屏蔽门系统2.2.1系统的分类根据门体型材、供电方式、控制方式、具体结构、应用场合封闭形式等方面，屏蔽门系统可以分为下面的几种类型：（1）按照封闭形式分类：根据屏蔽门系统应用场合的封闭形式，可以将屏蔽门分为半高敞开式安全门和全高封闭式屏蔽门。全高站台门门体结构高度在2450mm左右，一般安装在地下车站；半高站台门门体结构高度是1500mm左右，主要安装在高架车站和地面车站，当地下车站站台边缘顶部安装全高站台门的条件不具备或者是通过车站进风

16、、区间排风的地下车站将改为安装半高站台门。（2）按照结构上分类：按照屏蔽门的具体结构，可以分为上部悬吊式和下部支撑型。（3）按照供电方式分类：屏蔽门系统的供电电源方案主要有集中供电和分散供电两种。两种方案各具特色，在地铁屏蔽门项目中均有应用。集中供电的有利于门机的驱动电源直接从设备室引出，在设备房可以直接对电源参数进行监控。但是由于集中供电时变压整流装置的体积较大，而且占用设备室的面积大。供电线路的损耗和压降也比较大，如果故障发生，整侧门就无法动作，所以故障影响围比分散供电大。分散供电优势在于设备室不设置驱动电源，供电线路的压降损耗很小，所占用的设备室面积小，在整体比集中供电优越。但分散供电在

17、设备室不能监控电源参数，布线也比较复杂，装置较多的变压整流，设备故障率较集中供电高，但故障影响围小。（4）按照执行机构分类：根据目前屏蔽门系统所采用的执行机构，主要有气动和电动执行机构两类。屏蔽门气动执行机构的控制系统可以由典型的可编程序控制器、传感器、气动元件组成。（5）按照机械传动方式分类：按机械传动执行的角度出发，可以分为同步带式传动和滚珠螺杆式传动。滚珠螺杆式传动精度高、安装简单、故障率低、维修工作量小，但部件一旦磨耗超过限值则需整体更换。同步带式传动很容易调节、不需要维护，但系统工作寿命受尺带寿命影响，精度比滚珠螺杆式的低。2.2.2系统组成屏蔽门系统是由电气和机械两部分组成，电气部

18、分包括控制和电源两个系统，机械部分包括门机系统和门体结构两部分。（1）门体结构包括钢架结构、屏蔽门顶盒、屏蔽门门体单元、下部支承结构。1）钢架结构是一个完整的受力构件，它承受屏蔽门的水平荷载、垂直荷载和乘客带来的挤压力。钢架主要由连接螺栓、高度调节装置、绝缘衬垫、横梁、立柱、支柱等组成。钢架结构在安装中严禁明火焊接。2）屏蔽门顶盒由部门驱装置、安装框架、门控单元、前后盖板、连接件、闭锁机构、配电端子箱、滑动门导轨等组成。3）屏蔽门门体单元由手动开锁机构、固定门、应急门、闭门器、滑动门、气密材料等组成。门体的功能：固定门：是固定安装的，形成隔离的屏障和滑动门一起。用来隔断站台和轨道。应急门：在正

19、常的情况下应急门是锁闭不开启的。设置了门锁装置，在紧急的情况下允许手动打开，站台侧站务员用钥匙打开应急门，在轨道侧司机通过广播指导乘客压推杆锁来打开车门。滑动门：中分双开式，是乘客的疏散通道，设有有若干对和列车车门相对应的滑动门。（2）门机系统主要由驱动装置、传动装置、锁紧装置、门控单元（DCU）等组成。1）门控单元：DCU是门机系统的核心，DCU安装了微处理器，是电动机速度曲线、存储数据和软件的存储单元，并且有自诊断功能，DCU根据电动机速度曲线驱动控制电动机按照所设定的曲线参数进行工作。2）驱动装置：每侧站台的DCU采用总线与就地控制器PSL连接，构成分布式控制网络。在DCU得到指令后完成

20、驱动。3）传动装置：屏蔽门系统的直流无刷电动机的转轴与减速箱直接连接，电动机在关门阶段一般经过加速、速度保持、减速、低速保持、制动五个阶段。4）锁紧装置：每道滑动门单元均有一套电磁式门锁紧装置，闸锁上装有四个开关，两个是锁闭监测安全开关，这两个安全开关用于证实锁是否已经可靠闭紧锁紧，另外两个是应急安全开关，用以证实滑动门是否因滑动门的手动解锁装置动作而打开过。2.2.3屏蔽门系统的电气控制部分电气控制部分包括电源供电系统和电气控制系统。（1）电气供电系统：屏蔽门电源供电系统主要分为驱动电源和控制电源供电系统。驱动电源：驱动电源由双电源自动切换箱、驱动电源UPS1、驱动电源屏及其他相关设备组成。

21、每个站台配置一个配电源配电盘。电源按照逻辑顺序给6个就地供电单元LPSU配电。单一供电电路的故障仅仅影响一个屏蔽门单元、一个电源。每个滑动门单元的门机包括一个LPSU。当输入的两路380V交流电源都发生故障或其他异常情况时，驱动USP将采用蓄电池供电。蓄电池容量满足断电后开关屏蔽门35次的要求。控制电源。为提高电源质量，控制设备采用UPS供电。（2）电气控制系统1）站台屏蔽门的系统控制模式。屏蔽门系统分为四种运行模式：手动控制、紧急操作控制、站台级控制和系统级控制，以此满足屏蔽门系统运行和安全的要求。具有最高的优先权的是手动控制，具有最低的优先权的是系统级控制。包括6个控制级别：紧急操作（车站

22、级）、远程自动控制（系统级）、紧急控制（站台级）、就地控制（门级）、单个PSD/EED手动操作（门手动级）站台端头控制（站台级）。根据优先级从低到高的顺序排列分为：系统级控制（SIG）；站台级控制（PSL）；车站紧急控制（IBP）；单道门局部控制（ICB）；PSD手动解锁操作。系统级控制模式是在正常运行模式下，系统可以自动或经司机确认后对屏蔽门进行开/关门操作的自动控制方式。滑动门在接受列车驾驶员或ATC发出的操作指令后，通过DCU进行自动控制，以此执行开/关门的操作。当列车进入车站后，停靠在允许误差围的停车位置时，信号系统发出“开门”的指令；此开门指令传送给每个要求打开的屏蔽门单元的EDU上

23、，从而控制电动机驱动门体做开门动作。当所有的滑动门/应急门都打开时，DCU会向信号系统及EMCS（机电设备监控系统）传送检测装置检测到的“门已打开”的状态信息；在列车要驶离车站时，信号系统发送发出“关门”命令给应该关闭的屏蔽门单元的DCU，从而控制电动机驱动屏蔽门开始关门。当所有屏蔽门关闭并锁闭后，DCU会向信号系统及EMCS发送检测装置检测到的“门已关闭并锁紧”的信号。当信号系统收到屏蔽门“关闭并锁紧”状态信息后，才会向司机发出开车命令。若在整个信息传输的控制过程中任何一个屏蔽门单元出现了故障，那么故障信号会被传送给PSA进行声光报警，并且把故障信息显示在PSA显示器上，还可以通过固有的串口

24、进行故障信息的下载。在这样的情况下，站台屏蔽门受列车的车门控制和联动通过信号系统，列车停车位置如果超出了停车的精度围，站台屏蔽门和列车车门将不会开启。在站台屏蔽门尚未关托前，列车也不能正常启动。站台级控制是司机通过站台PSL控制操作屏蔽门进行开/关门动作。当不能正常实现系统级控制时，如信号系统故障，或是主控机PSC不能控制门机控制器DCU控制等故障下发生，司机通过站台端门处的就地控制盘PSL上操作开/关门，使屏蔽门的站台级控制操作得以实现。手动操作通过站台工作人员或乘客对屏蔽门进行的操作。当屏蔽门控制系统自身发生故障时，只能采用手动操作开/关滑动门，即在轨道侧通过把手，在站台侧用钥匙开/关滑动

25、门。应急门和端门均可手动操作，即在轨道侧通过把手、在站台侧用钥匙开/关应急门和端门。2）屏蔽门电气控制系统的组成。一个完整的屏蔽门电气控制系统包括屏蔽门控制开关（PCS）、模式开关（自动/旁路/测试）、站台端头就地控制盒（PSL）、门机单元控制器、屏蔽门状态报警盘（PSAP）、声光报警装置、硬线控制电路、操作指示盘（PSA）、测试开关、门机控制器（DCU）、安全继电器、总线网络和主控机（PSC）等，以每个车站为单位构成一个完整的监控系统。主控机（PSC）：是屏蔽门控制系统的核心部分，采用先进的工业控制计算机，具备与信号和EMCS的通信功能，能接收和发送信号系统以及DCU、PSL等部设备的各种控

26、制信号和状态信号。系统具有运行监视控制功能和自诊断功能。主控机操控简单，可通过PSA上的人机界面进行故障诊断调试，并留有与便携式计算机的接口，可连接便携式计算机实现对系统进行编程、数据及程序下载、参数修改等编程控制功能。站台端头就地控制盘（PSL）：根据列车运行的需要，可以在站台靠列车行进方向的一段或两端设置，其布设位置与列车正常停车时驾驶室的门相对应。站台端头就地控制盘（PSL）与单元控制器PEDC和门机控制器DCU之间均采用硬线连接，包括开门信号、关门信号、滑动门关闭锁紧等关键信号。当设置两个PSL时（列车有双向运行需求），这两个PSL具有同等优先级，当操作其中任意一个PSL时，另一个将失

27、去控制作用。门机单元控制器（DCU）：是滑动门电器的的控制装置，它是门机系统的核心。每个滑动门均配置一个DCU，并安装在门体上部的顶盒。DCU安装了微处理器，是电动机速度曲线、存储数据和软件的存储单元，而且有自诊断的功能。DCU还配置了模式开关控制输入接口、两路冗余网络总线、手动开/关门开关控制输入接口和门状态指示灯以及用于连接PSL、PEDC的硬线接口，并提供声光报警装置的I/O接口、开/关门指令的接口，并可对相邻EED的开关状态信号进行检测。声光报警装置：声光报警装置是设置在每档屏蔽门的顶盒面板上。模式、测试开关：模式开关位于每档屏蔽门的上方，具有自动/旁路/测试选择功能。当模式开关处于“

28、旁路”状态时，该档屏蔽门与整个屏蔽门控制网络脱离；测试开关能向DCU发出开/关门指令，用于对该档屏蔽门进行测试；并且利用测试开关，能够对屏蔽门故障时发出的告警声进行消声。屏蔽门状态报警盘（PSAP）：PSAP布置在每个车站的站台控制室，具有声光报警器，且有消声功能，能够对屏蔽门系统的状态进行实时监控。操作指示盘（PSA）：操作指示盘布置在车站控制室，它具有足够的存储单元，并通过网络接口连接至PSC，其MMI中文人机界面能显示各档屏蔽门的开关状态和故障信息，并可通过PSA置的编程/调试接口实现对系统进行编程、数据及程序下载、参数修改等编程控制功能。屏蔽门控制开关（PCS）：PCS位于车站控制室，

29、由相应钥匙进行控制，可以对屏蔽门的开关动作进行控制，钥匙有车站值班员负责管理。现场总线：现场总线（FIELDBUS）是现场控制系统和通信网络的集成，屏蔽门控制系统是站台屏蔽门系统中很重要的组成部分，现场总线技术在屏蔽门控制系统中有关键的作用。屏蔽门控制系统使用网络技术，把挂接在网络上、作为现场总线节点的各设备，连接为网络集成式的全分布控制系统，以实现对屏蔽门的控制功能以及参数值更改、报警、显示、监视等综合自动化功能。图2.1屏蔽门控制系统网络第三章车门、屏蔽门的开/关门工作原理如果要使列车车门和站台屏蔽门开/关门的同步得以实现，就需要信号ATC系统（车载及轨旁子系统）、屏蔽门控制器系统和车辆本

30、身的车门三者之间的相互配合。但是，在其中，由于车辆部的电路的设计不一样，而且信号系统车门的管理模式（自动开/关门、手动的开/关门和自动开门/手动关门）也一样，所以在完成开/关门的过程中的指令传输的流程不同，信号系统所发送的信息也就不相同。车门和屏蔽门打开/关闭的情况：在信号系统的控制下，列车车门和站台屏蔽门的打开/关闭的情况如下：（1）列车到达车站的时候。当运行的列车停靠在信号系统的停车窗，并确认列车对其站台。（2）信号系统的车载设备向车辆系统发车“允许车门打开命令”并且发出命令给车载控制器让其打开列车的车门；同时，信号系统的车载设备会发出指令给信号系统的轨旁设备，在接到信号系统的车载设备的命

31、令时，轨旁设备会通过硬件接口（即区域控制器和连锁），向屏蔽门控制器传送打开屏蔽门的指令。3.1自动开/关门流程列车根据列车运行图授权运行到车站，信号系统车载设备ATP（列车自动防护系统）通过精确定位系统定位，检测到列车速度为零并且列车停靠站台，当信号系统验证了列车停靠在站台的停车窗围，车载设备将允许开门指令发送出，并发送报文给信号系统车载ATO（列车自动控制系统）。信号车载ATO对列车停在的目标点进行验证，即将开门命令发送给列车的控制单元。当开门的指令发送到了并且控制单元接收到，车门控制单元将控制车门进行解锁，所以车门就开始开门。在此同时，信号车载ATO会向信号系统轨旁设备发送要求开门指令。信

32、号系统轨旁设备在接收到开门命令后立即将开门命令通过接口继电器传输给车站相应的每一个站台屏蔽门的主控机。接下来，相应车站屏蔽门的将开门的指令发送给主控机屏蔽门控制单元。屏蔽门控制单元在接收到车站屏蔽门发送来的开门命令后立即进行屏蔽门的解锁动作，站台屏蔽门开始开门。车站屏蔽门主控机将屏蔽门状态信息反馈回给相应的车站控制室。图3.1自动开门指令传输流程图当系统时刻表设定的停站时间结束后，信号系统车载ATO将发出关闭门的指令，并发送报文给信号车载ATO。信号车载ATO对列车所停在的目标的进行验证，信号系统将关门的指令传输给列车控制单元，列车控制单元接收到信号车载ATO发送来的关门指令后，车门开始进行关

33、门。当所有的车门关闭并且进行锁闭后，列车控制单元发送“车门关闭并锁闭”的状态信息。同时，信号车载ATO将关门指令发送给信号轨旁设备，信号轨旁设备收到关门指令将指令发送给相应车站屏蔽门主控机，车站屏蔽门主控机将关门指令发送给屏蔽门控制单元，屏蔽门控制单元收到关门指令后，屏蔽门开始关门。当所有的站台屏蔽门关闭并且全部锁闭后，屏蔽门立即将屏蔽门已经关闭并且锁闭的状态信息发送给相应的车站控制器。信号车载ATP确认同一时间收到“屏蔽门已关闭并锁闭”状态信息和“车门已关闭锁闭”的状态信息后，可以允许列车出发。ATO列车自动运行系统将启动列车，列车发车，列车离开车站。图3.2自动关门指令传输流程图3.2手动

34、开/关门流程在手动开门的方式下，列车停靠站台，信号系统判断到列车停靠在站台停车窗围，车载设备经过处理后，发出开启使能命令，向列车发送允许开门指令，人机界面显示提示信息，表示满足开门的条件，提示司机可以执行手动开门，列车司机按下“开启左/右车门”按钮开启车门。同时将司机室开门按钮的信号发送到信号车载设备和车门控制器。在接收到传输来的开门指令后，车门立即进行解锁，开始开门，检测到司机发送的开门使能时，车载设备接收到司机开门按钮的信号后，确认按钮信号为有效的信号之后，就将开门的指令发送给轨旁信号设备，要求轨旁信号设备向站台屏蔽门发送开门指令。屏蔽门门控单元接到开门请求的指令后，屏蔽门立即进行解锁，开

35、始开门。图3.3手动开门指令传输流程图车门的关闭为司机注意到关门的指示灯亮起来，司机按下关门按钮，同时，也将司机室的关门信号发送给车门控制器和信号车载设备。当车门控制器接收到关门的指令后，判定其关门指令是否为有效的信号，当判断并确定其为有效信号后，车门就将进行关门的动作，并且进行车门的锁闭，这个时候车门发送“车门关闭并且锁闭”的状态信息，这样就完成了一次正常关闭车门的过程。当信号车载设备检测到关门的要求后，信号设备就将关闭车门的指令发送给屏蔽门系统，要求关闭屏蔽门。接着信号轨旁设备将命令发送给屏蔽门控制器，屏蔽门控制单元接收到了信号设备发送来的关闭屏蔽门的指令后进行关闭屏蔽门动作并在关门的动作

36、完成后进行锁闭屏蔽门，同时，屏蔽门将“屏蔽门关门并且锁闭”的状态信息发送，完成了一次正常的关闭屏蔽门的过程。图3.4手动关门指令传输流程图第四章车门/屏蔽门开关时序车门、屏蔽门如果要想实现开/关门的同步，就必须由信号系统、屏蔽门系统和车辆本身的车门三者之间协调完成。4.1车门开/关门的时序列车车门自动开/关门和手动开/关门的指令传输的流程和开/关门的动作所所用时间大体的是相同的。不同的就是列车发出开/关门的对象不同。列车通过信号系统发出自动开/关门的指令，司机通过按压列车的开/关门按钮发出手动开/关门指令。列车在进行手动开门动作时，在收到司机发送的开门请求后，车辆会有短暂的延时情况，系统在对接

37、收到的开门指令进行持续性的检查，最后才进行列车车门指令的传输和开门的动作，开门的过程则是在接收到开门命令0.5s后在车门控制器上进行。其中在整个车门进行开门的过程中，开门过程时间包括车门的开门指令有效判断所用时间、车门指令进行处理的时间、传输过程的时间、车门设定延时时间、车门开门过程时间。但是，车门自动开门时间，因为发送开门指令是由信号系统发出，所以车门的开门不进行指令有效判断，因此不需要开门指令有效判断时间，不过可能包括系统发送周期时间。图4.1手动开门时序列车在进行手动关门的作业时，在收到驾驶司机发送的关门请求后，车辆会有短暂的延时情况，系统在对接收到的关门指令进行持续性的检查，最后才进行

38、列车车门指令的传输和关门的动作，关门的过程则是在接收到关门命令0.5s后在车门控制器上进行。其中在整个车门进行关门的过程中，关门过程时间包括车门的关门指令有效判断所用时间、车门指令进行处理的时间、传输过程的时间、车门设定延时时间、车门关门过程时间和关门预警的时间。关门时需要的预警时间为3S。但是，车门自动关门时间，因为发送关门指令是由信号系统发出，所以车门的关门不进行指令有效判断，因此不需要关门指令有效判断时间，不过可能包括系统发送周期时间。图4.2手动关门时序4.2屏蔽门开/关门时序站台的屏蔽门进行开/关门的指令动作时，动作过程由列车的信号系统发送的指令判断、处理和传输；屏蔽门系统对指令的处

39、理、传输和动作的过程两部分组成。所以，对屏蔽门的开/关门时序研究主要从这两方面进行。4.2.1信号系统开/关门指令传输流程及时间就站台屏蔽门开/关过程而言，自动的开/关屏蔽门和手动的开/关屏蔽门两者最大的区别在于列车司机的反映时间及手动按压开关门按钮的有效判断时间。针对两者的差异性，就此对不同的情况下的接口方式和电路设计情况下对信号的处理过程及时间展开分析和研究。手动开/关屏蔽门所涉及的主要时间有驾驶司机看到开/关门提示信息到按压按钮前的反应时间和驾驶司机按压下按钮的有效时间。按照站台屏蔽门和信号系统两者间的接口方式不同，列车停靠站台，信号系统确定列车完全停稳后，信号系统向站台屏蔽门发送的指令

40、有所不同，包括发送允许开门指令和不发送允许开门指令两种形式。当列车司机按下开门的按钮后，信号车载设备会判断列车司机开门动作是否有效，确定为有效动作，并检验到开门的其他条件全部满足后，信号车载设备通过车与地的通信达到信号系统和屏蔽门联动功能的不同方式，把开门指令传送到信号轨旁设备。信号轨旁设备进行信息处理，处理后将开/关屏蔽门的指令信息通过屏蔽门门的接口继电器和驱动发送给站台的屏蔽门系统。图4.3信号与屏蔽门系统信息传递方式示意图理想的手动开门动作的过程对信号系统的处理如图4.4所示图4.4手动开门过程号系统的处理列车停靠站台，在信号系统检测到列车完全挺稳的信息、同时检测开门的相关条件已经满足后

41、，才同意将车门和屏蔽门打开，让乘客上/下车，这时，信号车载设备将允许开门的指令和开门的指令发送给信号轨旁设备，信号车载设备收到允许开门指令和开门指令后，进行信息的采集和处理，当一序列信息的采集和处理后，发送允许开门指令和开门指令给屏蔽门系统。过程中的系统时间如图4.5。图4.5自动开门过程号系统的处理因为站台屏蔽门和信号系统两者之间的接口电路设计不一样，所以可以只向屏蔽门发送开门指令，就信号系统而言，信号系统在站台屏蔽门、列车车门同步的过程中所占用的时间是一样的。由于要考虑车门解锁时间和屏蔽门解锁时间，采用此接口的方式时，要对列车和屏蔽门系统部的延时时间做相应的调整，以此来实现车门和屏蔽门的同

42、步。图4.6自动开门过程号系统的处理（仅发送开门指令）4.2.2屏蔽门系统开/关门指令传输流程及时间当信号系统向站台屏蔽门系统的主控机（PSC）送达开/关门信息后，屏蔽门系统的主控机向门机控制器(DCU)送出“开门”/“关门”的指令，这时全部的屏蔽门（PSD），将进行开始开门/关门的动作。信息传输的整个过程非常的快。按照相关依据，站台屏蔽门的关闭时间为3.03.5S，开启的时间为2.53.5S。4.3车门、屏蔽门开/关门对应关系在前文讲解了列车车门、站台屏蔽门的开/关门过程中站台屏蔽门系统、信号系统及列车本身三者相应部件运行动作所花的时间。不过，如果要实现列车车门、站台屏蔽门的开/关门，除研究

43、开关门各个阶段过程中系统所用时间外，还需要设定延时开解决开/关门问题。在开门的指令一起向屏蔽门和列车传送时，因为站台屏蔽门的开门指令是通过车载设备发送的，车辆接收到开门指令所用的传输时间比屏蔽门早，所以，车辆接收到此开门指令后要有一定的延时，经过一定的延时后，才会将开门指令发出，以此来执行开门的动作，列车车门和站台屏蔽门的同步才得以实现。由于门的个体差异性，设定的延时时间的具体数值不能做出统一的指标，只能在调试中确定。在关门的指令一起向屏蔽门和列车传送时，屏蔽门的关门指令通过车载设备发送，车辆接收到关门指令所需传输时间比屏蔽门早，车辆接收关门指令要经过一段时间的延时，而且，在关门的过程中，列车

44、客室的车门要有3S的关门预警，才会将关门指令发出，以此来执行关门的动作，列车和屏蔽门的同步性才实现。所以，关门时，列车的传输时间比开门的传输时间的长。第五章优化研究站台屏蔽门的净开度是1900mm，如果开关门的时间是3.5s，门叶行程是542mm，因为开/关门是屏蔽门有缓冲功能，电机的速度在开/关门的初始阶段比较快。所以，在实际的情况中，屏蔽门门叶在1s的行程将会超过542mm，这样的屏蔽门开度已经可以引发乘客的感观了，让乘客产生一定的视觉冲击。但是因为在开关门时，信号的传输过程中各个环节会有限制和列车车门、站台屏蔽门机械性能的本身的差异性会造成车门、屏蔽门开关门同步性能上的制约。所以设定延误

45、时差时要考虑使用和技术两者的双重需求，将车门、屏蔽门开关门设计的最大延时误差设定为1s。对于乘客强行扒门上车的违规行为，完全通过技术的手段开制止是不可能的，并且发生这种违规行为的概率比在拥挤情况下乘客被挤在中间的概率小，城市轨道交通高峰时期乘客都相对较多，是较为拥挤的，此时，要为乘客的安全考虑，并且，列车车门和屏蔽门同步会涉及到此条线路上全部的车站上所有屏蔽门和这条线路上车辆的车门相对应，要做到所有车辆的车门和所有车站站台屏蔽门动作时全部完全的同步是很难的，对于此问题，开门的时候，原则上要求站台屏蔽门与列车客室车门同时启动，但在实际的调试中，车门不能再屏蔽门先启动，站台屏蔽门在车门先启动的时间

46、不大于1s。关门的过程中，原则上要求站台屏蔽门和列车客室车门同时关闭并锁闭，但在实际调试时，站台屏蔽门不可以比车门先关闭到位，车门先关闭到位的时间不能大于1s。自开门指令发送到开始门叶动作，屏蔽门开门信息传输的时间为：1.7s+0.1s+0.1s+t4t展开（=t1+t2+t3+t4）2s+0.2s+0.2s+t4车门开门信息的传输时间为：0.1s+t4+t车开（=t1+t4）0.75s+t4即:t车开0.1s+ t4,0.75s+ t4如果要实现开门的时候，原则上要求站台屏蔽门与列车客室车门同时启动，但在实际的调试中，车门不能再屏蔽门先启动，站台屏蔽门在车门先启动的时间不大于1s，即t车开-

47、t展开0.1s，代入数据后可以得到t4-t41.15s,3.3s。根据上述计算，如果要满足要求，列车车门和站台屏蔽门的设定开门延时误差必须控制在1.15s3.3s。如果要实现关门的过程中，原则上要求站台屏蔽门和列车客室车门同时关闭并锁闭，但在实际调试时，站台屏蔽门不可以比车门先关闭到位，车门先关闭到位的时间不能大于1s。同理，要满足关门时车门和屏蔽门同步的时间差要求，站台屏蔽门和列车车门设定的关门延时时间差必须控制在03.35s。因此，将列车车门和站台屏蔽门的设定开门延时误差必须控制在1.15s3.3s，站台屏蔽门和列车车门设定的关门延时时间差必须控制在03.35s，从而优化列车门和站台屏蔽门开关门的时间，从而达到规乘客的服务。