地鐵列車客室側門系統網絡開門功能改造分析

羅燕龍

（深圳市地鐵集團有限公司運營總部車輛中心，廣東 深圳518000）

1 問題的提出

深圳地鐵羅寶線續建工程26列車（以下簡稱26列車）由南車株洲電力機車有限公司生產，于2009年9月正式投入運營。根據設計要求，新購列車客室側門系統列車線控制應采用復式的，單一故障不能使列車一側的所有門都失靈。但該項目列車客室側門系統列車控制線采用單一硬線，并未按照設計要求設計。當列車在正線運營時，車門控制的單一硬線故障將直接導致整側或整節車門無法打開，影響列車正常運營。例如，2013年1月25日，149車在華僑城上行，6車客室側門無法打開，該事件導致149車清客下線。

鑒于此，需將26列車開門單一硬線改造成多路硬線，但是在現有基礎上鋪設硬線的難度較大，材料及人工成本較高，需另尋其他方案。結合26列車車門網絡系統采用MVB＋RS485的傳輸方式，最終決定利用列車網絡增加開關門信號網絡傳輸通道，并對車門網絡開門功能進行改造。網絡開門功能改造后，車門的開關門信號新增了列車網絡傳輸通道，門控器將網絡開關門信號作為控制信號。任意一個通道故障都不影響整側或整節客室側門的開關功能。

2 問題分析及技術改造

2．1 列車網絡開門功能原理

列車的開關門信號采用兩路通道傳輸，一路是通過列車硬線傳輸至門控器（圖1）；另一路是通過列車的MVB數據總線傳輸至每節車的主門控器，再分別由每節車的主門控器通過RS485線傳輸至從門控器。26列車的網絡開門功能原理就是將列車的開關門信號轉化成網絡開關門信號，并利用現有客室側門網絡（MVB＋RS485）將網絡開關門信號發送至門控器，門控器則將網絡開關門信號作為車門開關的控制信號，控制車門開關。

圖1 客室側門網絡及硬線控制示意圖

26列車網絡開關門功能改造后，門控器優先執行網絡開關門信號，硬線開關門信號作為備份控制。當列車網絡故障時，延時2s轉為硬線控制，執行硬線開關門信號。

2．2 現有設計存在的問題分析

26列車網絡開門功能改造過程中，在功能測試時發現在沒有開門允許信號的情況下，可以操作任意一側開門按鈕將客室整側門打開的異常情況。在正線運營中，將可能發生司機誤操作非站臺側開門按鈕（開門允許信號未給出）導致非站臺側車門打開，進而造成乘客跌落軌行區的安全事故。因此，現有的設計存在重大安全隱患。

針對26列車網絡開門功能改造時現有設計存在的問題，對26列車客室側門控制電路、VCU控制邏輯、門控器系統設計等進行分析，并現場驗證，最終發現VCU控制邏輯設計存在不足，具體分析如下：

如26列車客室側門系統開關門控制原理示意圖（圖2）所示，開門按鈕分成2路控制：一路通過DE模塊1采集后形成開門按鈕信號，參與VCU內部邏輯控制。開門按鈕信號一方面通過信號系統向屏蔽門系統發送屏蔽門開門信號，另一方面則參與邏輯運算后形成網絡開關門信號，并通過列車網絡向門控器發送網絡開關門信號。從列車開關門控制電路分析，開門按鈕按下后，ATC系統給出開門允許信號的條件下，開門保持繼電器吸合，110V電源接通。另一路由DE模塊2采集形成開關門列車線信號，參與VCU內部邏輯控制；另一方面形成開關門硬線信號，通過列車硬線向門控器系統發送開關門命令。

圖2 客室側門系統開關門控制原理示意圖

由此可見，門控器系統收到2路開關門信號，一路是通過列車網絡發送的網絡開關門信號，另一路是通過列車硬線發送的硬線開關門信號。其中，網絡開關門信號不經過開門允許信號控制，而開關門硬線信號需ATC系統給出開門允許才能形成。

在網絡開關門功能改造前，門控器收到硬線開關門信號和網絡開關門信號，但門控器僅將硬線開關門信號作為控制信號，不執行網絡開關門信號。硬線開門信號必須在開門允許信號給出的條件下才會形成。在運營過程中若發生司機誤操作非站臺側開門按鈕，因開門允許未給出硬線開門信號則不會形成，非站臺側門控器不進行開門操作，因此不存在安全隱患。

在網絡開門功能改造后，門控器將網絡開關門信號作為優先控制信號，硬線開關門信號為備份控制信號。門控器收到網絡開關門信號后優先執行網絡開門信號，將車門打開。這樣，在開門允許未給出的情況下，操作開門按鈕網絡開關門信號仍可以形成，從而控制整側車門打開。在網絡開關門功能改造時，由于前期VCU控制邏輯設計不足，網絡開關門信號可以在開門允許信號未給出的條件下形成，導致存在非站臺側車門誤打開的安全隱患。

2．3 技術改進方案

26列車網絡開門功能改造項目本著改造代價最低，且不對實際運用操作產生較大影響的原則，綜合考慮后優先采用修改VCU控制邏輯的方案，對VCU車門控制邏輯進行如下修訂：（1）取消開門按鈕信號參與網絡開關門信號的邏輯運算。取消后，網絡開關門信號由開門列車線決定，開門按鈕信號則參與屏蔽門開門信號的邏輯運算。這樣，門控器執行的網絡開門信號必須在開門允許信號給出的情況下才能形成（圖3）。（2）保留車門控制的其他控制邏輯。

圖3 改造后的VCU開關門控制邏輯

按上述修改方案對VCU車門控制邏輯進行修訂后，經過現場試驗驗證，解決了在網絡開門時誤操作開門按鈕導致非站臺側車門打開的問題。

3 結語

目前，26列車已按修訂后的控制邏輯完成了VCU的升級改造工作，網絡開關門功能順利實現。26列車網絡開關門功能改造不僅解決了車門列車控制線僅采用單一硬線的問題，也明確了網絡開關門功能中VCU內部邏輯與列車控制的接口關系，為深圳地鐵后續增購車輛項目提供了技術借鑒，具有重要的指導意義。

［1］深圳地鐵1號線續建工程車輛電氣原理圖