地鐵屏蔽門二次關(guān)門故障分析及解決方案

游良

摘 要：屏蔽門設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性關(guān)系到屏蔽門設(shè)備的使用壽命及地鐵運(yùn)營的服務(wù)質(zhì)量與安全。文章介紹了地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)的四種控制方式，并以深圳地鐵羅寶線二期屏蔽門為例分析其控制系統(tǒng)與屏蔽門二次關(guān)門故障的內(nèi)在聯(lián)系，并提出了解決方法，以提高屏蔽門設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：地鐵；屏蔽門；二次關(guān)門；信號(hào)重疊區(qū)域

引言

地鐵屏蔽門是一項(xiàng)集建筑、機(jī)械、材料、電子和信息等學(xué)科于一體的高科技產(chǎn)品，使用于地鐵站臺(tái)。屏蔽門將站臺(tái)和列車運(yùn)行區(qū)域隔開，通過控制系統(tǒng)控制其自動(dòng)開啟。地鐵站臺(tái)安裝屏蔽門有效地減少了空氣對(duì)流造成的站臺(tái)冷熱氣的流失，保障了列車、乘客進(jìn)出站時(shí)的絕對(duì)安全，降低了列車運(yùn)行產(chǎn)生的噪音對(duì)車站的影響，提供了舒適的候車環(huán)境，具有節(jié)能、安全、環(huán)保、美觀等功能。屏蔽門設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，直接影響屏蔽門設(shè)備的使用壽命及地鐵運(yùn)營的服務(wù)質(zhì)量與行車安全。然而，在目前的地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)中還存在著一些問題，這就有必要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，使其更好地滿足屏蔽門穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

1 屏蔽門控制系統(tǒng)

屏蔽門控制系統(tǒng)具有系統(tǒng)級(jí)控制、站臺(tái)級(jí)控制、緊急操作控制和手動(dòng)操作控制四種控制方式。這四種控制方式中以手動(dòng)操作控制優(yōu)先級(jí)最高，系統(tǒng)級(jí)控制最低。

1.1 系統(tǒng)級(jí)控制

系統(tǒng)級(jí)控制是在正常運(yùn)行模式下能自動(dòng)或經(jīng)列車司機(jī)確認(rèn)后對(duì)屏蔽門進(jìn)行的自動(dòng)控制方式。在系統(tǒng)級(jí)控制方式下，列車到站并停在允許的誤差范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)或經(jīng)列車司機(jī)確認(rèn)后進(jìn)行開/關(guān)門操作，控制命令由信號(hào)系統(tǒng)（SIG）發(fā)送，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以廣播方式傳送操作指令，通過DCU進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)屏蔽門的系統(tǒng)級(jí)控制操作。

1.2 站臺(tái)級(jí)控制

站臺(tái)級(jí)控制是由列車司機(jī)通過站臺(tái)PSL對(duì)屏蔽門進(jìn)行的控制操作。當(dāng)系統(tǒng)級(jí)控制不能正常實(shí)現(xiàn)時(shí)，如SIG系統(tǒng)故障，PSC對(duì)DCU控制失敗等故障狀態(tài)下，列車司機(jī)應(yīng)在PSL上進(jìn)行開/關(guān)屏蔽門操作，實(shí)現(xiàn)屏蔽門的站臺(tái)級(jí)控制。

1.3 緊急操作控制

在緊急運(yùn)行模式下，如隧道內(nèi)或者站臺(tái)發(fā)生火災(zāi)等情況下，可由車站值班員操作車控室內(nèi)的PCS控制開關(guān)對(duì)屏蔽門進(jìn)行開/關(guān)控制。

1.4 手動(dòng)操作

手動(dòng)操作是站臺(tái)工作人員或乘客對(duì)屏蔽門進(jìn)行的操作。

2 深圳地鐵羅寶線二期屏蔽門控制系統(tǒng)優(yōu)化改造實(shí)例

2.1 存在問題

自羅寶線二期屏蔽門投入使用以來，發(fā)生過多起屏蔽門二次關(guān)門的故障。故障現(xiàn)象表現(xiàn)為在系統(tǒng)級(jí)控制方式下，整側(cè)屏蔽門在關(guān)門過程中突然打開約100mm后繼續(xù)關(guān)門。此故障對(duì)屏蔽門運(yùn)行的穩(wěn)定性及使用壽命和地鐵的運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響。

2.2 原因分析

2.2.1 信號(hào)系統(tǒng)（SIG）

在屏蔽門系統(tǒng)級(jí)控制下，將示波器接入控制系統(tǒng)，對(duì)信號(hào)系統(tǒng)（SIG）發(fā)送給屏蔽門的開/關(guān)門信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄。根據(jù)記錄到的正常波形圖（圖1）和二次關(guān)門故障發(fā)生時(shí)的波形圖，發(fā)現(xiàn)開/關(guān)門信號(hào)存在重疊區(qū)域，而當(dāng)故障發(fā)生時(shí)相應(yīng)的關(guān)門信號(hào)在重疊區(qū)域會(huì)出現(xiàn)掉碼現(xiàn)象。

2.2.2 屏蔽門控制原理

接下來分析現(xiàn)有的屏蔽門控制原理（圖2），開門時(shí)信號(hào)系統(tǒng)將開門信號(hào)發(fā)送給時(shí)間繼電器1，然后通過開門繼電器使屏蔽門執(zhí)行開門動(dòng)作；關(guān)門時(shí)信號(hào)系統(tǒng)將關(guān)門信號(hào)發(fā)送給時(shí)間繼電器2，然后通過關(guān)門繼電器使屏蔽門執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作。從控制原理圖我們可以得到，時(shí)間繼電器1和時(shí)間繼電器2不具備互鎖功能，故無法屏蔽掉信號(hào)系統(tǒng)的重疊區(qū)域，而當(dāng)關(guān)門信號(hào)在重疊區(qū)域掉碼時(shí)，屏蔽門就會(huì)發(fā)生二次關(guān)門現(xiàn)象。

2.3 改造方案

從以上分析中為消除此類故障，提高屏蔽門系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，整改方案可以從兩個(gè)方面著手。一方面可以從消除開/關(guān)門信號(hào)的重疊區(qū)域?yàn)橹贮c(diǎn)，另一方面可以從提高信號(hào)系統(tǒng)的穩(wěn)定行，盡量減少掉碼現(xiàn)象的發(fā)生為改造點(diǎn)。因?yàn)樾盘?hào)系統(tǒng)（SIG）不屬于屏蔽門系統(tǒng)的管轄范圍，所以改造的方向就只能集中于消除開/關(guān)門信號(hào)的重疊區(qū)域。

鑒于此，現(xiàn)提供以下整改方案，即在原有控制原理的基礎(chǔ)上加裝兩個(gè)時(shí)間繼電器，使時(shí)間繼電器1和時(shí)間繼電器2實(shí)現(xiàn)互鎖，從而消除掉開/關(guān)門信號(hào)中的重疊區(qū)域，以達(dá)到整改目的。整改方案如圖3，時(shí)間繼電器3和時(shí)間繼電器4是在原來控制原理基礎(chǔ)上加裝的兩個(gè)時(shí)間繼電器。開門時(shí)信號(hào)系統(tǒng)將開門信號(hào)發(fā)送給時(shí)間繼電器3，中間經(jīng)過時(shí)間繼電器1，最后通過開門繼電器使屏蔽門執(zhí)行開門動(dòng)作；關(guān)門時(shí)信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)門信號(hào)發(fā)送給時(shí)間繼電器4，中間經(jīng)過時(shí)間繼電器2，最后通過關(guān)門繼電器使屏蔽門執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作。此整改方案中的時(shí)間繼電器3的常開常閉觸點(diǎn)和時(shí)間繼電器4的常開常閉觸點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間繼電器1和時(shí)間繼電器2的互鎖，從而使時(shí)間繼電器1和時(shí)間繼電器2接受到的開/關(guān)門信號(hào)不存在重疊區(qū)域，實(shí)現(xiàn)整改目標(biāo)。

2.4 方案實(shí)施及效果

按照改造方案，先對(duì)地鐵車輛段的屏蔽門樣機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造，并模擬信號(hào)系統(tǒng)及其關(guān)門信號(hào)的掉碼，觀察屏蔽門樣機(jī)的反應(yīng)情況。通過測(cè)試未發(fā)現(xiàn)屏蔽門樣機(jī)出現(xiàn)二次關(guān)門的現(xiàn)象。據(jù)此，在正線選用深大站作為試驗(yàn)站，對(duì)屏蔽門的控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造。通過近一年的觀察，未發(fā)生過一起因信號(hào)波動(dòng)引起的二次關(guān)門故障，也證明了此次的改造是成功的，同時(shí)也為羅寶線二期其他車站的屏蔽門的改造提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3 結(jié)束語

屏蔽門在軌道交通運(yùn)輸中起著重大作用，其無論是對(duì)于乘客的安全還是對(duì)于能源的節(jié)約都起著不可取代的重要地位。然而隨著地鐵線路的增多，地鐵屏蔽門的種類也必然會(huì)不斷增加，而在屏蔽門的實(shí)際使用的過程中不可避免的地會(huì)出現(xiàn)各種問題和難題，只有對(duì)設(shè)備不斷摸索，不斷深入研究，提高分析問題和解決問題的能力，才能為提高地鐵運(yùn)營的服務(wù)質(zhì)量貢獻(xiàn)力量。

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