引言

地鐵屏蔽門系統(tǒng)是一個典型的機電一體化產(chǎn)品，其沿站臺邊緣布置，將車站站臺與行車隧道區(qū)域隔離開，降低車站空調(diào)通風系統(tǒng)的運行能耗。同時減少了列車運行噪音和活塞風對車站的影響，防止人員跌落軌道產(chǎn)生意外事故，為乘客提供了舒適、安全的候車環(huán)境，提高了地鐵的服務水平。

1 系統(tǒng)構(gòu)成及功能實現(xiàn)

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

屏蔽門控制系統(tǒng)主要由中央接口盤（PSC）、就地控制盤（PSL）、門控單元（DCU）、通訊介質(zhì)及通訊接口及外圍設備等組成。中央接口盤（PSC）又由主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）、兩個單元控制器（PEDC）、接線端子、接口設備及控制配電回路組成。典型站配置一個中央接口盤（PSC）、兩個就地控制盤（PSL）、每扇滑動門一個門控單元（DCU）。

1.2 系統(tǒng)控制功能

系統(tǒng)級控制是在正常運行模式下由信號系統(tǒng)（SIG）直接對屏蔽門進行控制的方式。在系統(tǒng)級控制方式下，列車到站并停在允許的誤差范圍內(nèi)時（如：±300mm），信號系統(tǒng)向屏蔽門每側(cè)單元控制器（PEDC）發(fā)送“長/短車開/關(guān)門”命令，單元控制器（PEDC）通過門控單元（DCU）對每扇滑動門進行實時控制，實現(xiàn)屏蔽門的系統(tǒng)級控制操作。單元控制器（PEDC）與門控單元（DCU）通過可靠的硬線連接。站臺級控制是由列車駕駛員或站務人員在站臺的就地控制盤（PSL）上對屏蔽門進行“開/關(guān)門”的控制方式。當系統(tǒng)級控制不能正常實現(xiàn)時，列車駕駛員或站務人員可在就地控制盤（PSL）上通過“專用鑰匙”及”開/關(guān)門按鈕”對屏蔽門進行“開/關(guān)門”操作，實現(xiàn)屏蔽門的站臺級控制操作。

1.3 監(jiān)視功能

主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）是中央接口盤（PSC）核心部分，完成每側(cè)屏蔽門單元相關(guān)信息的集成。包括收集PSC，PSL，IBP 以及屏蔽門電源的信息，屏蔽門故障警報儲存，屏蔽門正常系統(tǒng)運行記錄等。單元控制器（PEDC）與主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）之間的監(jiān)測信號通過可靠的硬線來連接，每個單元控制器（PEDC）將為主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）的邏輯輸入模塊提供其操作狀態(tài)（邏輯電平信號），由主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）監(jiān)測屏蔽門系統(tǒng)的基本操作狀態(tài)。門控單元（DCU）與主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）之間的監(jiān)視是通過使用通訊網(wǎng)絡（現(xiàn)場總線）來實現(xiàn)的。每個門控單元（DCU）在網(wǎng)絡上都有一個唯一的地址，工程上，為了便于管理和標識，每個門控單元（DCU）的地址可取決于門控單元（DCU）在站臺上的位置（上/下行線、門單元號）。由主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）監(jiān)測門控單元（DCU）的相關(guān)狀態(tài)信息。

2 系統(tǒng)信息集成

2.1 概述

如前所述，屏蔽門控制系統(tǒng)必須完成控制和監(jiān)視兩項基本功能，門控單元（DCU）完成每扇門的具體控制功能，而主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）完成整個車站所有門單元的相關(guān)信息集成，并提供與主控系統(tǒng)接口的界面，完成屏蔽門系統(tǒng)的監(jiān)視功能。在車站范圍內(nèi)，每個門控單元（DCU）的檢測到的對應滑動門的狀態(tài)信息必須通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡與主監(jiān)視系統(tǒng)進行通訊;在整條地鐵線路范圍內(nèi)，每個車站的主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）與主控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)接口建立通訊。

鑒于現(xiàn)場總線技術(shù)的開放性、互可操作性與互用性、高度分散性及對現(xiàn)場環(huán)境適應性等特性，目前廣泛應用于工業(yè)控制領(lǐng)域，并取得了良好的效果，在屏蔽門系統(tǒng)中主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）與門控單元（DCU）的通訊網(wǎng)絡就使用了現(xiàn)場總線技術(shù)。下面以廣州地鐵為例，簡單介紹CANbus現(xiàn)場總線。

2.2 CANbus現(xiàn)場總線

CAN是控制網(wǎng)絡ControlAreaNetwork的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。其總線規(guī)范現(xiàn)已被ISO國際標準組織制訂為國際標準，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已廣泛應用在離散控制領(lǐng)域。

CAN協(xié)議也是建立在國際標準組織（ISO）的開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI）基礎上的，不過，其模型結(jié)構(gòu)只有3層，只取OSI底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和頂上層的應用層。其信號傳輸介質(zhì)為雙絞線，通信速率最高可達 1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠可達 1 0km/kbps，可掛接設備最多可達 110個。

CAN支持多主方式工作，網(wǎng)絡上任何節(jié)點均在任意時刻主動向其它節(jié)點發(fā)送信息，支持點對點、一點對多點和全局廣播方式接收/發(fā)送數(shù)據(jù)。它采用總線仲裁技術(shù)，當出現(xiàn)幾個節(jié)點同時在網(wǎng)絡上傳輸信息時，優(yōu)先級高的節(jié)點可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級低的節(jié)點則主動停止發(fā)送，從而避免了總線沖突。

屏蔽門系統(tǒng)中網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)為總線型，物理層為EIA-RS232C/RS485協(xié)議，使用雙絞線。

3 系統(tǒng)外接口處理

屏蔽門系統(tǒng)作為車站重要設備。考慮到各車控室及控制中心（OCC）能夠有效、科學、合理地對各車站進行管理、調(diào)度，屏蔽門系統(tǒng)必須與車站其他系統(tǒng)建立密切的聯(lián)系，配合車站及控制中心完成相應的應急模式的執(zhí)行，必然牽涉到與相關(guān)專業(yè)接口問題，接口問題的處理好壞，直接影響了屏蔽門系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及在緊急情況下乘客及工作人員的安全。屏蔽門系統(tǒng)與主控、信號、低壓配電、車站建筑、限界及軌道等都存在接口，以下簡單介紹與主控系統(tǒng)及信號系統(tǒng)的接口處理。

3.1 屏蔽門系統(tǒng)與主控系統(tǒng)（MCS）的接口

屏蔽門系統(tǒng)與主控系統(tǒng)接口共兩種類型：以太網(wǎng)接口（PSD/MCS.1）及硬線接（PSD/MCS.2）。如下圖1所示

圖1 接口位置圖

結(jié)束語

屏蔽門系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)。目前，由于屏蔽門控制部分核心技術(shù)還需要靠進口，國產(chǎn)化率不高，投資是相當昂貴的。只有發(fā)展、鼓勵一批國內(nèi)的屏蔽門生產(chǎn)企業(yè)（設計院所）加快核心技術(shù)的開發(fā)、研究，培養(yǎng)一支高素質(zhì)的屏蔽門系統(tǒng)工程師，實現(xiàn)屏蔽門系統(tǒng)國產(chǎn)化，降低造價，相信屏蔽門在我國將會有更加廣泛的應用前景。