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摘要：随着城市轨道交通行业高速发展，国内各大中型城市在建地铁项目呈现雨后春笋般增长态势。信号系统作为整个地铁系统的“首脑”，在保证地铁安全、高效、运营方面占据举足轻重的地位。加强信号系统项目接口管理工作，编制全面、清晰的接口规范，能够有效预防相关联系统在工程实施阶段出现扯皮推诿现象，进而保证工程建设总工期目标以及质量目标的顺利实现。
关键词：地铁信号工程实施阶段接口管理要点简析
中图分类号：U291文献标识码： A
1 概述
目前国内地铁主流信号系统主要采用基于通信的列车控制系统（CBTC系统），实现地面设备与车载设备（VATC）数据实时传输、校核及指令控制，本地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。工程施工阶段是充分贯彻设计意图、并将设计意图形成工程实体的重要阶段。整个地铁工程系统分门别类，各系统并非相互独立，而是相辅相成形成一个统一的有机整体。因信号系统核心技术主要来源于国外，而地铁线路图设计、系统轨旁设备布置以及站场设备布置均由国内设计单位承揽，加之系统与其他系统存在诸多接口，若设计交底阶段接口界面划分不清晰，责任不明确，往往会导致施工、验收阶段出现扯皮推诿现象，从而影响整个工程建设的质量和进度目标，故而加强信号系接口管理工作在整个项目建设周期至关重要。
2 系统设计交底阶段接口界面管理工作要点
“凡事预则立，不预则废。”地铁信号系统除联锁和ATS子系统国产化率比较高以外，ATP、ATO子系统核心技术还是依靠国外成熟技术。显然，信号系统主要技术分包商的选择对整个信号系统建设至关重要；由于国外文化与我国文化的差异，导致系统设计理念、安全认识以及安全定义均会有所偏差，所以，信号系统实施准备阶段“国内外设计接口界面”交底工作无疑也是项目管理的重点。
（1）站场及轨旁设备布置与系统内部设计之间的接口界面划分
明确设备布置以及线缆敷设的接口界面划分，负责工程设计的总体设计单位与信号系统总承包单位应当就站场及轨旁设备布置设计与系统内部（机柜内部安装配线）设计界面，通常有两种划分方式：
a、以信号设备房为接口界面，设备房内部由信号系统承包商负责，外围由工程设计总承包方负责；
b、以信号设备房内机柜接线端子排为接口分界线，端子排以内（机柜内部布置、接线）由信号系统承包商负责，外围由工程设计总承包方负责。
（2）信号系统与其他系统之间的接口界面划分及功能要求
与车辆的接口
信号系统车载VATP、VATO设备和车辆控制设备间的接口包括机柜、控制及表示单元、速度监测系统、天线、司机驾驶台、紧急停车按钮（EP）等设备的安装接口和列车控制及表示（包括车门控制、表示）的信息接口。
为实现对列车实时、有效、精确的控制，车载信号系统与列车的牵引、制动以及控制、表示系统之间应进行有机的结合，并满足相应的技术指标要求。信号系统承包商与列车总包方应对以下技术指标及要求加以明确，并划清归属。
① 制动力的建立时间以及响应时间要求；
② 制动力的线性指标，特别是低速情况下制动力的可控性；
③ 车辆方设备产生的电磁波对信号设备的干扰；
④ 设备本身及控制过程中的速度及测距偏差矫正；
⑤ 车轮空转、打滑以及抱死的防护；
⑥ 人—机界面显示的完整性、实时性、可操作性及可维护性。
与屏蔽门系统（PSD）接口
屏蔽门的开与关是借助车载列车自动防护子系统(VATP)，列车自动驾驶子系统(VATO)和轨旁RATP设备实现的。通过信号系统和屏蔽门系统间的接口关系设计，实现了只有站台屏蔽门关闭时，列车才可以进入车站，只有车辆对标停稳后，站台屏蔽门才能被打开。不仅要实现正常条件下车门与屏蔽门的实时联动控制，而且要实现非正常条件下“故障-安全原则”防护功能，最终保证列车与旅客安全。具体接口如下：
① 开门：当列车进站并对标停稳后，信号系统车载VATP子系统给出允许开门命令，同时输出继电器建立传输通道，车载VAT0子系统通过列车位置识别车载发送器（IMU 100）和车载发送天线（PTI—an—tenna）将开门命令报文传送到地面，地面接收器（PTl-loop）接收到开门命令报文，将其传送到信号设备房的PTI MUX，PTI MUX对开门命令报文进行翻译，通过继电器盒(Relay box)输出开门命令，最后屏蔽门控制器执行打开屏蔽门操作。
② 关门：当列车在车站停车时间到，司机按下关门按钮，车载VATO接到关屏蔽门命令，然后通过车载IMU 100和PTI—antenna将关门命令报文传送到地面。地面接收器PTI—loop接收到关门命令报文，将其传送到信号设备房的PTI MUX，PTI MUX对关门命令报文进行解释，通过继电器盒(Relay box)输出关门命令，最后屏蔽门控制器执行关闭锁紧屏蔽门操作，并且将屏蔽门关闭锁紧信号经由信号系统轨旁设备传至车载VATP识别后，列车方可离站。
③ 对屏蔽门的实时监督：信号系统在对屏蔽门系统控制的同时，也对其门状态进行实时监督。其信号流如下：屏蔽门控制器将门状态信息传送到轨旁设备ATP-STG，然后通过FTGS轨道电路将门状態信息发送到车载设备，车载天线(LZB—antenna)接收门状态信息并传送到VATP进行处理。
图1 信号系统与PSD开/关门指令接口图
④ 屏蔽门控制的逻辑反应。
表-1PTI-MUX继电器输出的逻辑结果
与自动化集成系统的接口
接口功能描述：
① 在自动化集成系统显示信号系统设备及列车状态信息；
② 实现与行车有关的联动功能（如：行车时刻表、PAS、PIS等）；
③ 启动列车阻塞防/救灾模式；
④ 车站控制室IBP紧停按钮控制及指示；
⑤ 在OCC控制中心大屏上实现信号系统相关信息的显示；
信号系统与自动化集成系统接口界面划分如下图所示：
图2 SIG与AIS接口界面划分示意图
与无线通信的接口
目前，地铁信号系统正线为了防止外界频段干扰主要采用自身的无线传输设备，例如天线、漏缆等，但是在列车出入段线转换轨处以及试车线上通常还采用公用无线通信传输，保证列车与地面正常通信，这就要求公用无线系统和信号系统自身专用无线系统在列车进出段以及试车线实现无缝切换，确保车载信号系统与地控制面设备实时通信。
① 向控制中心调度指挥无线通信系统传送实时变化的车次号、车组号、乘务组号信息；
② 向控制中心传送列车的出、入段信息；
③ 向控制中心传送列车所处的车站和线路的位置信息等。
与车站通信系统的接口
信号系统ATS子系统与车站通信系统的接口，信息传输方式采用电子工业协会EIA标准接口方式。
（1）传输通道
通信系统可以为ATS子系统提供以下通道：
① 控制中心至各设备集中站及车辆段主、备传输通道（点对点）；
② 相邻设备集中站（含车辆段）之间主、备传输通道（点对点）；
③ 控制中心至各设备集中站及车辆段维修信息通道（点对点）；
④ 车辆段至各设备集中站主、备传输通道（点对点）；
⑤ 提供控制中心至车辆段信号楼10Mb/s以太网通道。
（2）时钟
通信系统为ATS子系统提供时钟校准信号，将标准时钟脉冲信息传送给ATS主机。
（3）广播
向车站广播提供列车接近、到站和离去条件，作为列车预报的自动广播触发信号。
与电力监控系统（SCADA）接口
根据需要，可以实现与电力遥控系统的接口，用于实现牵引供电的状态显示的功能。
与防灾报警系统（FAS）接口
根据需要，可以为FAS系统提供列车位置信息、时刻表信息以及信号系统可提供的其它信息。
与设备监控系统（BAS）接口
根据需要，当列车在隧道内停留超过一定时间时，ATS子系统应将有关信息传送至BAS系统。
与控制中心（OCC）大屏接口
控制中心计算机系统与控制中心显示屏接口，信息传输方式采用电子工业协会EIA标准接口方式。
与综合旅客向导标识（PIS）接口
ATS车站设备与综合旅客向导显示盘接口，信息传输方式采用电子工业协会EIA标准接口方式。
与现地控制盘接口
采集现地控制盘上有关按钮（如扣车/终止扣车）的状态信息，并给出相应表示。
3 与土建及装修专业的接口
除以上系统设备接口描述以外，信号系统在实施准备阶段还要与土建、装修等专业协调相关接口，例如：与土建专业确定线管以及设备基础槽钢预留、预埋，地脚螺栓的预留预埋等；与装修专业确定站台紧急停车按钮安装位置以及尺寸，以便装修专业在搪瓷钢板上预留孔洞等。
4 结束语
总之，要想使得系统设计意图在工程实体中得以完美实现，除了充分保证系统自身主要功能顺利实现以外，结合其他系统专业接口功能的顺利实现才能使得信号系统自身的优势在地铁综合运营中得以体现。在工程实施阶段，加强系统之间的接口管理工作能够起到事半功倍的效果，进而为整个地铁建设工程各项目标顺利实现保驾护航。
参考文献：
[1] 林瑜筠.城市轨道交通信号设备[M]北京.中国铁道出版社，2006 .5
[2] GB50157-2013《地铁设计规范》
[3] CBTC-ATS技术规范-上海标准DGTJ08-2130-2013
关键词：地铁信号工程实施阶段接口管理要点简析
中图分类号：U291文献标识码： A
1 概述
目前国内地铁主流信号系统主要采用基于通信的列车控制系统（CBTC系统），实现地面设备与车载设备（VATC）数据实时传输、校核及指令控制，本地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。工程施工阶段是充分贯彻设计意图、并将设计意图形成工程实体的重要阶段。整个地铁工程系统分门别类，各系统并非相互独立，而是相辅相成形成一个统一的有机整体。因信号系统核心技术主要来源于国外，而地铁线路图设计、系统轨旁设备布置以及站场设备布置均由国内设计单位承揽，加之系统与其他系统存在诸多接口，若设计交底阶段接口界面划分不清晰，责任不明确，往往会导致施工、验收阶段出现扯皮推诿现象，从而影响整个工程建设的质量和进度目标，故而加强信号系接口管理工作在整个项目建设周期至关重要。
2 系统设计交底阶段接口界面管理工作要点
“凡事预则立，不预则废。”地铁信号系统除联锁和ATS子系统国产化率比较高以外，ATP、ATO子系统核心技术还是依靠国外成熟技术。显然，信号系统主要技术分包商的选择对整个信号系统建设至关重要；由于国外文化与我国文化的差异，导致系统设计理念、安全认识以及安全定义均会有所偏差，所以，信号系统实施准备阶段“国内外设计接口界面”交底工作无疑也是项目管理的重点。
（1）站场及轨旁设备布置与系统内部设计之间的接口界面划分
明确设备布置以及线缆敷设的接口界面划分，负责工程设计的总体设计单位与信号系统总承包单位应当就站场及轨旁设备布置设计与系统内部（机柜内部安装配线）设计界面，通常有两种划分方式：
a、以信号设备房为接口界面，设备房内部由信号系统承包商负责，外围由工程设计总承包方负责；
b、以信号设备房内机柜接线端子排为接口分界线，端子排以内（机柜内部布置、接线）由信号系统承包商负责，外围由工程设计总承包方负责。
（2）信号系统与其他系统之间的接口界面划分及功能要求
与车辆的接口
信号系统车载VATP、VATO设备和车辆控制设备间的接口包括机柜、控制及表示单元、速度监测系统、天线、司机驾驶台、紧急停车按钮（EP）等设备的安装接口和列车控制及表示（包括车门控制、表示）的信息接口。
为实现对列车实时、有效、精确的控制，车载信号系统与列车的牵引、制动以及控制、表示系统之间应进行有机的结合，并满足相应的技术指标要求。信号系统承包商与列车总包方应对以下技术指标及要求加以明确，并划清归属。
① 制动力的建立时间以及响应时间要求；
② 制动力的线性指标，特别是低速情况下制动力的可控性；
③ 车辆方设备产生的电磁波对信号设备的干扰；
④ 设备本身及控制过程中的速度及测距偏差矫正；
⑤ 车轮空转、打滑以及抱死的防护；
⑥ 人—机界面显示的完整性、实时性、可操作性及可维护性。
与屏蔽门系统（PSD）接口
屏蔽门的开与关是借助车载列车自动防护子系统(VATP)，列车自动驾驶子系统(VATO)和轨旁RATP设备实现的。通过信号系统和屏蔽门系统间的接口关系设计，实现了只有站台屏蔽门关闭时，列车才可以进入车站，只有车辆对标停稳后，站台屏蔽门才能被打开。不仅要实现正常条件下车门与屏蔽门的实时联动控制，而且要实现非正常条件下“故障-安全原则”防护功能，最终保证列车与旅客安全。具体接口如下：
① 开门：当列车进站并对标停稳后，信号系统车载VATP子系统给出允许开门命令，同时输出继电器建立传输通道，车载VAT0子系统通过列车位置识别车载发送器（IMU 100）和车载发送天线（PTI—an—tenna）将开门命令报文传送到地面，地面接收器（PTl-loop）接收到开门命令报文，将其传送到信号设备房的PTI MUX，PTI MUX对开门命令报文进行翻译，通过继电器盒(Relay box)输出开门命令，最后屏蔽门控制器执行打开屏蔽门操作。
② 关门：当列车在车站停车时间到，司机按下关门按钮，车载VATO接到关屏蔽门命令，然后通过车载IMU 100和PTI—antenna将关门命令报文传送到地面。地面接收器PTI—loop接收到关门命令报文，将其传送到信号设备房的PTI MUX，PTI MUX对关门命令报文进行解释，通过继电器盒(Relay box)输出关门命令，最后屏蔽门控制器执行关闭锁紧屏蔽门操作，并且将屏蔽门关闭锁紧信号经由信号系统轨旁设备传至车载VATP识别后，列车方可离站。
③ 对屏蔽门的实时监督：信号系统在对屏蔽门系统控制的同时，也对其门状态进行实时监督。其信号流如下：屏蔽门控制器将门状态信息传送到轨旁设备ATP-STG，然后通过FTGS轨道电路将门状態信息发送到车载设备，车载天线(LZB—antenna)接收门状态信息并传送到VATP进行处理。
图1 信号系统与PSD开/关门指令接口图
④ 屏蔽门控制的逻辑反应。
表-1PTI-MUX继电器输出的逻辑结果
与自动化集成系统的接口
接口功能描述：
① 在自动化集成系统显示信号系统设备及列车状态信息；
② 实现与行车有关的联动功能（如：行车时刻表、PAS、PIS等）；
③ 启动列车阻塞防/救灾模式；
④ 车站控制室IBP紧停按钮控制及指示；
⑤ 在OCC控制中心大屏上实现信号系统相关信息的显示；
信号系统与自动化集成系统接口界面划分如下图所示：
图2 SIG与AIS接口界面划分示意图
与无线通信的接口
目前，地铁信号系统正线为了防止外界频段干扰主要采用自身的无线传输设备，例如天线、漏缆等，但是在列车出入段线转换轨处以及试车线上通常还采用公用无线通信传输，保证列车与地面正常通信，这就要求公用无线系统和信号系统自身专用无线系统在列车进出段以及试车线实现无缝切换，确保车载信号系统与地控制面设备实时通信。
① 向控制中心调度指挥无线通信系统传送实时变化的车次号、车组号、乘务组号信息；
② 向控制中心传送列车的出、入段信息；
③ 向控制中心传送列车所处的车站和线路的位置信息等。
与车站通信系统的接口
信号系统ATS子系统与车站通信系统的接口，信息传输方式采用电子工业协会EIA标准接口方式。
（1）传输通道
通信系统可以为ATS子系统提供以下通道：
① 控制中心至各设备集中站及车辆段主、备传输通道（点对点）；
② 相邻设备集中站（含车辆段）之间主、备传输通道（点对点）；
③ 控制中心至各设备集中站及车辆段维修信息通道（点对点）；
④ 车辆段至各设备集中站主、备传输通道（点对点）；
⑤ 提供控制中心至车辆段信号楼10Mb/s以太网通道。
（2）时钟
通信系统为ATS子系统提供时钟校准信号，将标准时钟脉冲信息传送给ATS主机。
（3）广播
向车站广播提供列车接近、到站和离去条件，作为列车预报的自动广播触发信号。
与电力监控系统（SCADA）接口
根据需要，可以实现与电力遥控系统的接口，用于实现牵引供电的状态显示的功能。
与防灾报警系统（FAS）接口
根据需要，可以为FAS系统提供列车位置信息、时刻表信息以及信号系统可提供的其它信息。
与设备监控系统（BAS）接口
根据需要，当列车在隧道内停留超过一定时间时，ATS子系统应将有关信息传送至BAS系统。
与控制中心（OCC）大屏接口
控制中心计算机系统与控制中心显示屏接口，信息传输方式采用电子工业协会EIA标准接口方式。
与综合旅客向导标识（PIS）接口
ATS车站设备与综合旅客向导显示盘接口，信息传输方式采用电子工业协会EIA标准接口方式。
与现地控制盘接口
采集现地控制盘上有关按钮（如扣车/终止扣车）的状态信息，并给出相应表示。
3 与土建及装修专业的接口
除以上系统设备接口描述以外，信号系统在实施准备阶段还要与土建、装修等专业协调相关接口，例如：与土建专业确定线管以及设备基础槽钢预留、预埋，地脚螺栓的预留预埋等；与装修专业确定站台紧急停车按钮安装位置以及尺寸，以便装修专业在搪瓷钢板上预留孔洞等。
4 结束语
总之，要想使得系统设计意图在工程实体中得以完美实现，除了充分保证系统自身主要功能顺利实现以外，结合其他系统专业接口功能的顺利实现才能使得信号系统自身的优势在地铁综合运营中得以体现。在工程实施阶段，加强系统之间的接口管理工作能够起到事半功倍的效果，进而为整个地铁建设工程各项目标顺利实现保驾护航。
参考文献：
[1] 林瑜筠.城市轨道交通信号设备[M]北京.中国铁道出版社，2006 .5
[2] GB50157-2013《地铁设计规范》
[3] CBTC-ATS技术规范-上海标准DGTJ08-2130-2013