關于列車車門系統互鎖故障的幾種判斷技巧
2014-12-31 00:00:00袁馬培
基層建設 2014年22期
摘要：地鐵車輛車門數量多、操作頻繁，而且車門的安全上鎖以及正常開關都關乎到乘客的人身安全。由于車門操作頻繁，容易發生車門故障，如何快速判斷及維修，是每位地鐵車輛工作人員較為關注的問題之一。本文根據多年工作實踐，對地鐵車輛車門系統互鎖故障的幾種判斷技巧進行探討。
關鍵詞：地鐵車輛;車門;安全聯鎖回路;故障
一、客室車門的開關門過程
（一）開門
列車控制系統發出開門指令（按壓開門按鈕或者自動運行模式下的自動開門指令）à列車控制系統檢測列車狀態àEDCU接收到開門指令àEDCU控制電路接通電機電源à電機通電并工作à端面解鎖裝置解鎖（螺母鎖緊裝置退出絲桿的鎖閉段）à攜門架上的滾輪、上滑道、擺臂、下滑道及短導柱配合，實現塞拉à攜門架、長導柱、上下滑道配合，實現平移à車門開啟直到完全打開。
（二）關門
列車控制系統發出關門指令（按壓關門按鈕或者自動運行模式下的自動開門指令）EDCU接收到關門指令àEDCU控制電路接通電機電源à電機通電并工作à車門開始關閉檢測列車狀態（由關到位開關S4和鎖到位開關S1檢測、障礙檢測等）進行下一步動作直到門完全關閉。
二、車門安全聯鎖回路
注：EDCU—主電子門控制單元;I3、I5—接口名稱
圖1" 單個車門安全聯鎖回路示意圖
如圖1所示，當車門全部關閉時，聯鎖回路閉合，列車才能起動;假如有一扇車門沒有關閉，列車無法起動，而且這些信息都會在司機顯示屏呈現。只有當所有車門安全聯鎖環路閉合，所有車門安全聯鎖繼電器得電時，列車才能起動。
在ATP（列車自動保護）正常的情況下，列車運行時當車門安全聯鎖環路斷開，車門安全聯鎖繼電器失電時，會觸發緊急制動。
如有單個車門故障，安全聯鎖回路無法貫通，在確保車門關閉的情況下，可以操作單門隔離開關，旁路單個車門的狀態，以保證車門安全聯鎖環路的閉合，實現安全聯鎖。
圖2為車門安全聯鎖回路的組成框圖及車門聯鎖信號在列車各系統中的應用。從圖2可以看到，
AT P、網絡系統、牽引系統、車輛駕駛控制等都需要使用該安全聯鎖信號。
圖2" 車門安全聯鎖回路邏輯圖
三、安全聯鎖回路故障判斷
（一）門體本身安全回路的故障判斷
從圖1中可以看出，EDCU會從車門安全聯鎖回路接收來自I3和I5的信號。其中I3為安全互鎖回路輸入端信號，I5為安全互鎖回路輸出端信號。根據DCOS，EUS，DCLS的閉合情況可以分析出I3和15有以下3種情況：
1）當門被隔離時，安全互鎖回路通，I3和I5的電平狀態應該相同;
2）當門未隔離，未操作緊急解鎖，且門關到位，I3和I5的電平狀態應該相同;
3）當門未隔離，操作了緊急解鎖或者門未關到位，I5應始終為低電平。
以上3種情況為車門安全聯鎖回路未出現異常情況下，I3和I5應該出現的狀態;如果I3和I5出現其他的狀態，可以認為是單扇門的安全聯鎖回路狀態異常。現參照圖1詳細說明EDCU如何根據DCOS，EUS，DCLS的閉合情況來確定I3和I5對應的狀態，具體見表1。
表1" 門體安全聯鎖回路故障判斷
DCOS（3-4觸點）
EUS（3-4觸點）
DCLS（3-4觸點）
狀態
a）
0
0/1
0/1
I3和I5電平狀態相同
b）
1
0
0
I3和I5電平狀態相同
1
1
0
I5始終為低電平
c）
1
1
1
I5始終為低電平
1
0
1
I5始終為低電平
注意：0—低電平;1—高電平
在表1中：
a）為DCOS打到隔離位（觸點1一2閉合，觸點3一4斷開），該門隔離，EUS和DCLS相當于被旁路，所以不用考慮EUS和DCLS的狀態，此時I3和I5的狀態應當一致。
b）為正常的關到位且鎖到位（DCLS觸點1一2閉合，觸點3一4斷開），沒操作緊急解鎖（EUS觸點1一2閉合，觸點3一4斷開），未隔離的狀態（DCOS觸點1一2斷開，觸點3一4閉合），此時I3和I5的狀態應當一致。
c）又分3種情況：①在車門未隔離的狀態下（DCOS觸點1一2斷開，觸點3一4閉合），未關到位（DCLS觸點1一2斷開，觸點3一4閉合），操作了緊急解鎖（EUS觸點1一2斷開，觸點3一4閉合）;②在車門未隔離的狀態下既關到位也操作了緊急解鎖;③在車門未隔離的狀態下即未關到位又未操作緊急解鎖。在這3種情況下，無論I3為何狀態，I5應始終為低電平。
對于EDCU來說，DCOS，EUS，DCLS不同狀態的組合，I3和I5所表現出來的狀態是確定的，如果出現不符合上述a），b），c）3種情況的其他情況時，則可以判定該扇門的“安全聯鎖回路”狀態異常。
需要注意的是，上述功能的實現是建立在I3為輸入，I5為輸出的基礎上。但是鑒于地鐵車輛設計的對稱性，安全聯鎖回路會出現前半列車I3為輸入、I5為輸出，后半列車變成I3為輸出、I5為輸入的情況。司機室換端后，情況則相反。所以，對于整列車而言，如果要實現上述功能，門控器還需要知道本端司機室和對端司機室激活信號，用于判斷當前處于激活端的司機室是哪一個;EDCU根據具體的司機室激活情況，再結合自身所在車輛的位置來判斷當前門應該采用“I3輸入，I5輸出”還是，\"I3輸出，I5輸入”。司機室激活信號和車輛位置信號可以通過TCMS送到每輛車的主門控器，再由主門控器送到各個車門的門控器。
狀態異常的判斷可以通過EDCU的軟件來實現。每個門控器將判斷后的結果通過內網送給每輛車的主門控器，然后在主門控器傳送給TCMS的MVB（多功能車輛總線）數據流中增加“安全互鎖回路故障位”，告知TCMS相應車門安全互鎖回路的狀態;TCMS將收到的信息在司機室人機接口（HMI）上顯示，使司機或維護人員能夠及時方便地排查故障。
（二）門體之間的安全回路故障判斷
因為安全聯鎖回路是將所有車門的狀態串聯在一起，除了對車門本身安全回路的故障檢測外，門體之間的回路也可能發生故障，如斷線或者連接器松動等都有可能造成門體間聯鎖回路發生故障。
兩個門體間的故障，可以通過TCMS根據每個門控器反饋的安全聯鎖回路的輸人I3和輸出I5（或者相反）的狀態來進行判定。
1）正常狀態下，前一節車門的安全聯鎖回路的輸出端的狀態應與后一節車門的安全聯鎖回路輸入端狀態相同，如果不同則認為門體間的安全聯鎖回路狀態異常。
2）當有一個EDCU斷電或者出現通信故障時，TCMS已經無法獲得該門的安全聯鎖回路狀態信號。在這種情況下，通過故障EDCU的前一節車門和后一節車門來判斷：如果故障EDCU前一節車門的安全聯鎖回路輸出狀態和故障EDCU后一節車門的安全互鎖回路的輸入狀態不一致，則認為門體間的安全聯鎖回路狀態異常。
圖3為某節車廂的車門安全聯鎖回路示意圖，車廂左右側各有5扇車門。若LDCU 3通信發生故障，此時TCMS檢測到MDCU1的輸出I5和LDCU5的輸入I3電平狀態不一致，則可判斷出MDCU1和LDCU5之間的安全聯鎖回路存在故障。
圖3" 單節車廂車門安全聯鎖回路故障示意圖
表2" 為門體本身的故障，表3為門體之間的故障。
表2" 門體本身故障表
I3是否為輸入
DCOS狀態
EUS狀態
DCLS狀態
I3電平狀態
I5電平狀態
是否故障
/
隔離
/
/
1
0
是
/
隔離
/
/
0
1
是
/
未隔離
未緊急解鎖
門關閉
1
0
是
/
未隔離
未緊急解鎖
門關閉
0
1
是
是
未隔離
已緊急解鎖
門關閉
/
1
是
是
未隔離
已緊急解鎖
門未關閉
/
1
是
是
未隔離
未緊急解鎖
門未關閉
/
1
是
否
未隔離
已緊急解鎖
1
/
是
否
未隔離
已緊急解鎖
1
/
是
否
未隔離
未緊急解鎖
1
/
是
注：“/”表示可忽略該信號的狀態
I3是否為輸入
DCOS
狀態
EUS
狀態
DCLS
狀態
前一節車輛
輸出電平
后一節車輛
輸入電平
是否故障
/
/
/
/
1
0
是
/
/
/
/
0
1
是
注：“/”表示可忽略該信號的狀態
表3 "門體之間故障表
因為TCMS畫面顯示的原因，出現上述兩種故障時，都可以人為地將故障位置設定在前一節或者后一節車門上，同時提供故障診斷代碼，幫助司機或維護人員快速識
四、結束語
綜上所述，在門體之間安全回路的故障判斷上，有一些工程項目并非完全是由TCMS來處理的，而是由MDCU來做比較判斷，這樣也能實現故障判斷的功能。但是，由于不同車輛之間的EDCU是沒有通信的，所以前一節車的最后一個EDCU和后一節車的第一個EDCU之間的安全聯鎖回路狀態是沒辦法判斷的。如果集中由TCMS來判斷，則不會存在此問題，從而提高車門系統的安全可靠性。
