一种信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法
【专利摘要】本发明公开了一种信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法，所述信号联锁子系统与防淹门系统之间采用继电器硬线接口电路相接，并分别根据各自的接口继电器状态进行信息判断，所述联锁方法包括：所述信号联锁子系统监控每一个防淹门的“全开并锁闭”和“关闭防淹门请求”的状态；当所述信号联锁子系统丢失“全开并锁闭”状态信息，阻止后续列车进入防淹门区域；当所述信号联锁子系统收到“关闭防淹门请求”状态信息，阻止后续列车进入防淹门区域。从而实现信号联锁子系统对防淹门系统的监控与控制。
【专利说明】一种信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及列车监控领域。
【背景技术】
[0002]防淹门系统是地铁的防灾设备，主要应用于有丰富水系的地区，比如上海、广州等。当地铁以地下线路穿越河流或湖泊等水域时，在进出水域的隧道两端的适当位置均需设置防淹门，以防止因意外使洪水进入隧道和车站，确保列车与乘客的安全。
[0003]从防淹门的功能需求上讲，防淹门系统的使用频率极低，设备会经常处于闲置状态，维护工作量少，寿命期后设备更新的工程量也少。因此现有的一些地铁线路没有将防淹门系统与地铁信号系统连接，只是提供对门体状态及水位报警的监视和现场控制等功能。但是，一旦防淹门因故障而关闭，如果信号系统不能立即得到防淹门关闭状态，将导致经过防淹门区域的列车没有得到防护而可能发生意外。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法，实现信号联锁子系统(Poste de Manoeuvre Informat ise (Computer Based Inter locking system), PMI)对防淹门(Floodgate Door, FGD)系统的监控与控制。
[0005]实现上述目的的技术方案是:
[0006]—种信号联锁子系统(PMI)与防淹门系统(FGD Sys tem)的联锁方法,所述信号联锁子系统与防淹门系统之间采用继电器硬线接口电路相接，并分别根据各自的接口继电器状态进行信息判断，
[0007]所述联锁方法包括:
[0008]所述信号联锁子系统监控每一个防淹门的“全开并锁闭”和“关闭防淹门请求”的状态；
[0009]当所述信号联锁子系统丢失“全开并锁闭”状态信息，阻止后续列车进入防淹门区域；
[0010]当所述信号联锁子系统收到“关闭防淹门请求”状态信息，阻止后续列车进入防淹门区域；
[0011]当所述信号联锁子系统未丢失“全开并锁闭”并收到“关闭防淹门请求”状态信息，所述信号联锁子系统开始X时间倒计，在倒计时内如果丢失“全开并锁闭”或者不再有“关闭防淹门请求”时，中断这个倒计时；在倒计时结束后，所述信号联锁子系统检查是否满足关闭条件，若满足，则发送“允许关闭防淹门”命令。
[0012]上述的信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法中，在后备模式下:
[0013]所述信号联锁子系统丢失某个防淹门“全开并锁闭”状态后，忽略ATS(自动列车监控系统)请求的与该防淹门相关联的后备进路的登记；如果后备进路已经排出，则所述信号联锁子系统紧急解锁该后备进路；
[0014]所述信号联锁子系统在重新获得某个防淹门的“全开并锁闭”状态后，工作人员重新排列经过恢复“全开并锁闭”状态防淹门的后备进路；
[0015]所述信号联锁子系统收到某个防淹门“关闭防淹门请求”信息后，在没有排列经过该防淹门的后备进路情况下，所述信号联锁子系统会忽略ATS请求的与该防淹门相关联的后备进路的登记；如果后备进路已经排出，则所述信号联锁子系统紧急解锁该后备进路；如果该防淹门的状态为“全开并锁闭”，则所述信号联锁子系统开始一个X时间的倒计时。
[0016]上述的信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法中，在后备模式下，所述的关闭条件为:
[0017]防淹门的状态为“全开并锁闭”；
[0018]防淹门的状态为有“关闭防淹门请求”；
[0019]防淹门区域的轨道区段都空闲；
[0020]与防淹门相关的后备进路都已经解锁；
[0021]与防淹门相关的后备进路的起始信号机红灯。
[0022]上述的信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法中，在基于通信的列车控制模式CBTC Mode(Communicat1n Based Train Control Mode)下:
[0023]所述信号联锁子系统丢失某个防淹门“全开并锁闭”状态后，忽略MAU(MovementAuthor i ty Uni t,移动授权单元)请求的与该防淹门相关联的CBTC进路登记；为非受控列车开放的与该防淹门相关的区间信号机显示红灯；如果与该防淹门相关联的CBTC进路已经排出，所述信号联锁子系统保持相关联的CBTC进路，为非受控列车开放的与该防淹门相关的CBTC进路起始信号机显示红灯，由MAU判断是否解锁CBTC进路并发送相应命令给所述信号联锁子系统，且MAU会关闭该防淹门所在的轨道区域；
[0024]所述信号联锁子系统在重新获得某个防淹门的“全开并锁闭”状态后，MAU保持防淹门所在的轨道区域关闭，工作人员命令重新开放轨道区域；
[0025]所述信号联锁子系统收到某个防淹门“关闭防淹门请求”信息后，在没有排列经过该防淹门的进路情况下，忽略MAU请求的与该防淹门相关联的CBTC进路登记；为非受控列车开放的与该防淹门相关的区间信号机显示红灯；如果与该防淹门相关联的CBTC进路已经排出，所述信号联锁子系统保持相关联的CBTC进路，为非受控列车开放的与该防淹门相关的CBTC进路起始信号机显示红灯，由MAU判断是否解锁CBTC进路并发送相应命令给所述信号联锁子系统，且MAU会关闭该防淹门所在的轨道区域；如果该防淹门的状态为“全开并锁闭”，则所述信号联锁子系统开始一个X时间的倒计时。
[0026]上述的信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法中，在基于通信的列车控制模式下，所述的关闭条件为:
[0027]防淹门的状态为“全开并锁闭”；
[0028]防淹门的状态为有“关闭防淹门请求”；
[0029]防淹门区域的轨道区段都空闲；
[0030]与防淹门相关的CBTC进路的起始信号机红灯；
[0031 ] 与防淹门相关的区间信号机红灯。
[0032]上述的信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法中，所述的倒计时间X为60秒。
[0033]本发明的有益效果是:本发明中，PMI会采集防淹门的“全开并锁闭”状态、“关闭防淹门请求”状态和“允许关闭防淹门”命令继电器的回采状态，根据联锁逻辑判断之后决定是否发送“允许关闭防淹门”命令，并且会对比命令与回采一致性从而判断此继电器是否故障，这些信息发送给ATS之后，中央监控室的值班员会对防淹门状态清楚把握，从而对紧急情况做出更优判断，减少对正常运营的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是本发明中防淹门系统与信号联锁子系统接口电路的示意图；
[0035]图2是本发明中冗余PMI监控防淹门的“全开并锁闭”的状态的连接图；
[0036]图3是本发明中冗余PMI监控防淹门的“关闭防淹门请求”的状态的连接图；
[0037]图4是本发明中PMI判断是否发送“允许关闭防淹门”命令且回采“允许关闭防淹门”命令继电器的状态的连接图；
[0038]图5是本发明中典型防淹门区域布局图；
[0039]图6是本发明中防淹门回采状态机逻辑图；
[0040]图7是本发明中防淹门命令状态机逻辑图；
[0041]图8是本发明中各子系统的连接示意图。
【具体实施方式】
[0042]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0043]本发明为了在防淹门区域灾害情况下保证列车与乘客的绝对安全，在地铁信号联锁子系统与防淹门系统之间设置接口，由PMI采集防淹门的“全开并锁闭”状态和“关闭防淹门请求”信息，实现列车控制与防淹门控制的联动功能。
[0044]如图1所示，地铁信号联锁子系统与防淹门系统之间采用继电器硬线接口电路，两个系统分别根据各自的接口继电器状态进行信息判断。
[0045]当电路出现断电、断线或短路故障时，信号系统收到的信息均为防淹门非“全开并锁闭”，从而立即对列车实施安全防护。该电路所有继电器采用具有“故障-安全”功能的安全型继电器，必须确保在防淹门非“全开并锁闭”状态时可靠失磁。
[0046]冗余的PMI会监控每一个防淹门的“全开并锁闭”的状态，其连接图如图2所示。
[0047]冗余的PMI会监控每一个防淹门的“关闭防淹门请求”的状态，连接图如图3所示。
[0048]在检测到防淹门有“关闭防淹门请求”后，PMI会根据设计逻辑判断是否发送“允许关闭防淹门”命令，并且回采“允许关闭防淹门”命令继电器的状态，其连接图如图4所
/Jn ο
[0049]请参阅图5，以典型防淹门布局为例，两个车站之间的地铁线路穿过水域时，在水域两端设置防淹门。各防淹门控制柜分别设置在该防淹门所在车站，控制柜A控制FGDl和FGD2，控制柜B控制FGD3和FGD4。
[0050]在正常情况下，各个防淹门状态为“全开并锁闭”和无“关闭防淹门请求”，不会影响信号系统进路的正常授权和信号机允许显示。
[0051]当PMI丢失防淹门“全开并锁闭”状态后，信号系统会认为防淹门关闭，并阻止后续列车进入防淹门区域。以上图5来做情景分析:
[0052]在后备模式FB Mode (Fal lback Mode)下:
[0053]丢失FGDl的“全开并锁闭”状态后，信号系统应该:
[0054]I)在没有排列经过FGDl的后备进路情况下，PMI会忽略ATS请求的与FGDl相关联的后备进路2和进路3登记；
[0055]2)如果后备进路2已经排出，则PMI紧急解锁后备进路2且信号机S2显示红灯；
[0056]3)如果后备进路3已经排出，则PMI紧急解锁后备进路3且信号机S3显示红灯。
[0057]在基于通信的列车控制模式下:
[0058]丢失FGDl的“全开并锁闭”状态后，信号系统应该:
[0059]I)在没有排列经过FGDl的CBTC进路情况下，PMI会忽略MAU请求的与FGDl相关联的CBTC进路登记；
[0060]2)为非受控列车开放的与FGDl相关的区间信号机显示红灯；
[0061]3)如果与FGDl相关联的CBTC进路已经排出，PMI保持相关联的CBTC进路，为非受控列车开放的与FGDl相关的CBTC进路起始信号机显示红灯，由移动授权单元MAU(Movement Authority Unit)判断是否解锁CBTC进路并发送相应命令给PMI,且MAU会关闭该防淹门所在的轨道区域。
[0062]当PMI重新获取到防淹门“全开并锁闭”状态后，情景分析如下:
[0063]在后备模式下:在重新获得防淹门FGDl的“全开并锁闭”状态后，由于最初的后备进路2和进路3已经被紧急解锁，相关信号机显示红灯，则ATS值班员需要重新排列经过恢复“全开并锁闭”状态防淹门的后备进路。
[0064]在CBTC模式下:MAU保持防淹门所在的轨道区域关闭，ATS值班员需要命令重新开放轨道区域，否则MAU依然会将该轨道区域当做障碍物处理。
[0065]当PMI收到防淹门“关闭防淹门请求”信息后，信号系统会认为防淹门即将关闭，将阻止后续列车进入防淹门区域，情景分析:
[0066]在后备模式下:
[0067]收到FGDl的“关闭防淹门请求”后，信号系统应该:
[0068]I)在没有排列经过FGDl的后备进路情况下，PMI会忽略ATS请求的与FGDl相关联的后备进路2和进路3登记；
[0069]2)如果后备进路2已经排出，则PMI紧急解锁后备进路2且信号机S2显示红灯；
[0070]3)如果后备进路3已经排出，则PMI紧急解锁后备进路3且信号机S3显示红灯；
[0071]4)如果FGDl的状态为“全开并锁闭”，则PMI开始一个60秒的倒计时。
[0072]在CBTC模式下:
[0073]收到FGDl的“关闭防淹门请求”后，信号系统应该:
[0074]I)在没有排列经过FGDl的进路情况下，PMI会忽略MAU请求的与FGDl相关联的CBTC进路登记；
[0075]2)为非受控列车开放的与FGDl相关的区间信号机显示红灯；
[0076]3)如果与FGDl相关联的CBTC进路已经排出，PMI保持相关联的CBTC进路，为非受控列车开放的与FGDl相关的CBTC进路起始信号机显示红灯，由移动授权单元MAU(Movement Authority Unit)判断是否解锁CBTC进路并发送相应命令给PMI,且MAU会关闭该防淹门所在的轨道区域；
[0077]4)如果FGDl的状态为“全开并锁闭”，则PMI开始一个60秒的倒计时。
[0078]上述情景中，如果F⑶I状态为“全开并锁闭”时防淹门系统有“关闭防淹门请求”时，PMI会开始一个60秒的倒计时，这个倒计时是为了在PMI发送“允许关闭防淹门”命令之前给防淹门区域的列车足够的时间来出清防淹门区域。在60秒倒计时中，如果FGD状态变为非“全开并锁闭”或者不再有“关闭防淹门请求”时，PMI会中断这个倒计时，并且在开始倒计时条件满足后再次开始这个60秒倒计时。
[0079]在后备模式下，60秒倒计时结束之后，当下列关闭条件满足时，PMI发送“允许关闭防淹门”命令:
[0080]FGDl的状态为“全开并锁闭”；
[0081]FGDl的状态为有“关闭防淹门请求”；
[0082]FGDl区域的轨道区段都空闲；
[0083]与F⑶I相关的后备进路都已经解锁；
[0084]与F⑶I相关的后备进路的起始信号机红灯。
[0085]在CBTC模式下，60秒倒计时结束之后，当下列关闭条件满足时，PMI发送“允许关闭防淹门”命令:
[0086]FGDl的状态为“全开并锁闭”；
[0087]FGDl的状态为有“关闭防淹门请求”；
[0088]FGDl区域的轨道区段都空闲；
[0089]与FGDl相关的CBTC进路的起始信号机红灯；
[0090]与FGDl相关的区间信号机红灯(不考虑为受控列车开放的允许信号)。
[0091]不论在后备模式还是CBTC模式，当以上任一条件不满足时:例如其他条件都满足，而与FGDl相关的一个轨道区段3被占用，则PMI不再发送“允许关闭防淹门”命令，若此时轨道区段3又变为空闲，则PMI会重新开始60秒倒计时，倒计时结束之后重新检查上述条件来判断是否发送“允许关闭防淹门”命令。
[0092]用两个状态机图来表示防淹门功能的PMI内部逻辑设计。
[0093]如图6，为防淹门回采状态机逻辑图。PMI初启动时在O状态，无输入输出，也没有内部变量改变。为安全考虑，PMI启动后默认防淹门状态为非“全开并锁闭”且有“关闭防淹门请求”，即启动后自动跳转到I和4状态，之后PMI会根据轨旁真实状态再改变内部逻辑变量状态。若此时轨旁真实状态为防淹门“全开并锁闭”且无“关闭防淹门请求”，则由状态I经由2 (200毫秒稳定的输入“全开并锁闭”轨旁状态)跳转到3，由状态4经由5 (200毫秒稳定的输入无“关闭防淹门请求”轨旁状态)跳转到6，此时PMI中防淹门状态变量为“全开并锁闭”且无“关闭防淹门请求”，若轨旁状态再次变为非“全开并锁闭”，则由3立即跳转到I，若轨旁状态再次变为有“关闭防淹门请求”，则由6立即跳转到4，不要求轨旁状态稳定输入200毫秒。
[0094]PMI初启动时在O状态，若此时检测到防淹门的“允许关闭防淹门”命令回采为高位，则由状态O跳转到7 ;若此时检测到防淹门的“允许关闭防淹门”命令回采为低位，则由状态O跳转到8。在状态8时若检测到“允许关闭防淹门”命令回采为高位，则经由9(200毫秒稳定的输入“允许关闭防淹门”命令回采为高位状态)跳转7 ;在状态7时若检测到“允许关闭防淹门”命令回采为低位，则经由7立即跳转到8，不要求轨旁状态稳定输入200毫秒。
[0095]如图7，为防淹门命令状态机逻辑图。PMI初启动时在O状态，无输入输出，也没有内部变量改变。启动之后，逻辑状态在1、3，之后PMI会根据轨旁真实状态及其他联锁条件再改变内部逻辑状态。用以下步骤来说明状态跳转:
[0096]DPMI启动之后状态在I和3，即PMI不发送“允许关闭防淹门”命令，也不检查发送“允许关闭防淹门”命令条件。若此时防淹门有“关闭防淹门请求”，且防淹门状态为“全开并锁闭”，则状态I会跳转到2，开始60秒倒计时，逻辑状态在2、3。若在倒计时中防淹门状态变为无“关闭防淹门请求”或非“全开并锁闭”，则中断60秒倒计时，状态2会跳回到1，逻辑状态在1、3。
[0097]2)若60秒倒计时正常结束，则状态2跳到5，逻辑状态在5、3，并产生一个内部变量-检查发送“允许关闭防淹门”命令条件，该变量会作为3到4条件之一，其他3到4条件在本章节中已一一列出，有任一 3到4命令条件不满足，状态都会保持在3。逻辑状态在
5、3时:a.若此时防淹门状态变为无“关闭防淹门请求”或非“全开并锁闭”，则由5跳回到状态1，逻辑状态在1、3 ；b.若3到4命令条件都满足的情况下，状态3跳转到4，5状态也跳回到1，PMI发送“允许关闭防淹门”命令，逻辑状态在1、4。
[0098]3)逻辑状态在1、4时:a.若由于防淹门状态变为无“关闭防淹门请求”或非“全开并锁闭”，则由4跳回到状态3，逻辑状态在1、3，若要PMI再次发送“允许关闭防淹门”命令，贝U需要防淹门状态变为“关闭防淹门请求”和“全开并锁闭”并重复步骤I和步骤2 ；b.若不是由于防淹门状态变为无“关闭防淹门请求”或非“全开并锁闭”，而是由于其他状态3到4条件不满足，则由4跳回到状态3，状态I自动跳转到2开始60秒倒计时，之后动作如步骤I和步骤2中描述。
[0099]正常情况下防淹门由信号系统和防淹门控制系统联动控制，但在特定情况下为保证安全必须立即关闭。如果此时因为各种原因(不符合发送“允许关闭防淹门”命令条件、防淹门控制系统动作失效等)，信号系统不能发出“允许关闭防淹门”信息，调度人员以及防淹门操作人员应在判明情况前提下操作就地控制器，及时强制关闭防淹门。相应车站防淹门均关闭到位后，应立即进入救灾工作，以尽快恢复部分区间列车的运行。
[0100]如图8所示，PMI监控与防淹门系统接口的各继电器并将状态发送给ATS及MAU，整个信号系统的各个子系统协同工作，确保对防淹门系统各状态的监控，并发送正确命令；防淹门系统可以在紧急情况下，如信号系统不能发出“允许关闭防淹门”命令时，为保障安全，强制关闭防淹门。
[0101]以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
【权利要求】
1.一种信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法，其特征在于，所述信号联锁子系统与防淹门系统之间采用继电器硬线接口电路相接，并分别根据各自的接口继电器状态进行信息判断， 所述联锁方法包括: 所述信号联锁子系统监控每一个防淹门的“全开并锁闭”和“关闭防淹门请求”的状态； 当所述信号联锁子系统丢失“全开并锁闭”状态信息，阻止后续列车进入防淹门区域； 当所述信号联锁子系统收到“关闭防淹门请求”状态信息，阻止后续列车进入防淹门区域； 当所述信号联锁子系统未丢失“全开并锁闭”并收到“关闭防淹门请求”状态信息，所述信号联锁子系统开始X时间倒计，在倒计时内如果丢失“全开并锁闭”或者不再有“关闭防淹门请求”时，中断这个倒计时；在倒计时结束后，所述信号联锁子系统检查是否满足关闭条件，若满足，则发送“允许关闭防淹门”命令。
2.根据权利要求1所述的信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法，其特征在于，在后备模式下: 所述信号联锁子系统丢失某个防淹门“全开并锁闭”状态后，忽略ATS请求的与该防淹门相关联的后备进路的登记；如果后备进路已经排出，则所述信号联锁子系统紧急解锁该后备进路； 所述信号联锁子系统在重新获得某个防淹门的“全开并锁闭”状态后，工作人员重新排列经过恢复“全开并锁闭”状态防淹门的后备进路； 所述信号联锁子系统收到某个防淹门“关闭防淹门请求”信息后，在没有排列经过该防淹门的后备进路情况下，所述信号联锁子系统会忽略ATS请求的与该防淹门相关联的后备进路的登记；如果后备进路已经排出，则所述信号联锁子系统紧急解锁该后备进路；如果该防淹门的状态为“全开并锁闭”，则所述信号联锁子系统开始一个X时间的倒计时。
3.根据权利要求2所述的信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法，其特征在于，在后备模式下，所述的关闭条件为: 防淹门的状态为“全开并锁闭”； 防淹门的状态为有“关闭防淹门请求”； 防淹门区域的轨道区段都空闲； 与防淹门相关的后备进路都已经解锁； 与防淹门相关的后备进路的起始信号机红灯。
4.根据权利要求1所述的信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法，其特征在于，在基于通信的列车控制模式下: 所述信号联锁子系统丢失某个防淹门“全开并锁闭”状态后，忽略MAU请求的与该防淹门相关联的CBTC进路登记；为非受控列车开放的与该防淹门相关的区间信号机显示红灯；如果与该防淹门相关联的CBTC进路已经排出，所述信号联锁子系统保持相关联的CBTC进路，为非受控列车开放的与该防淹门相关的CBTC进路起始信号机显示红灯，由MAU判断是否解锁CBTC进路并发送相应命令给所述信号联锁子系统，且MAU会关闭该防淹门所在的轨道区域； 所述信号联锁子系统在重新获得某个防淹门的“全开并锁闭”状态后，MAU保持防淹门所在的轨道区域关闭，工作人员命令重新开放轨道区域； 所述信号联锁子系统收到某个防淹门“关闭防淹门请求”信息后，在没有排列经过该防淹门的进路情况下，忽略MAU请求的与该防淹门相关联的CBTC进路登记；为非受控列车开放的与该防淹门相关的区间信号机显示红灯；如果与该防淹门相关联的CBTC进路已经排出，所述信号联锁子系统保持相关联的CBTC进路，为非受控列车开放的与该防淹门相关的CBTC进路起始信号机显示红灯，由MAU判断是否解锁CBTC进路并发送相应命令给所述信号联锁子系统，且MAU会关闭该防淹门所在的轨道区域；如果该防淹门的状态为“全开并锁闭”，则所述信号联锁子系统开始一个X时间的倒计时。
5.根据权利要求4所述的信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法，其特征在于，在基于通信的列车控制模式下，所述的关闭条件为: 防淹门的状态为“全开并锁闭”； 防淹门的状态为有“关闭防淹门请求”； 防淹门区域的轨道区段都空闲； 与防淹门相关的CBTC进路的起始信号机红灯； 与防淹门相关的区间信号机红灯。
6.根据权利要求1所述的信号联锁子系统与防淹门系统的联锁方法，其特征在于，所述的倒计时间X为60秒。
【文档编号】B61L27/00GK104309648SQ201410628940
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】刘延春 申请人:上海自仪泰雷兹交通自动化系统有限公司