龐巴迪CX-100型電客車門阻塞功能原理探究及故障處理

金 慶，班 勃

（1.廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 510000；2.廣東工業大學，廣東廣州 510006）

1 CX-100車型

該車型雖屬于城市軌道交通列車，但其在自身結構上與普通軌道交通列車存在較大的差別。最為明顯的不同點即是CX-100型車為橡膠輪，每節車共計8個橡膠輪胎。因為其為橡膠輪胎，該車在垂向震動頻率較鋼輪列車低，但震動幅度較大，總體乘客舒適度方面更好[1]。圖表1為CX-100車型的主要參數。

圖1 CX-100車型照片

表1 車輛尺寸、材料及性能[1]

因為CX-100型列車為全自動無人駕駛，故其在安全方面要求更為嚴格。作為乘客進出列車的車門，其安全性能直接影響列車在行駛中的安全。與普通地鐵列車相同，所有列車車門必須具有緊急解鎖功能，該功能能夠確保列車車內一旦發生緊急情況時，乘客可以在司機監控情況下手動打開安全側的車門進而疏散。CX-100型車由于是無人駕駛，故無法做到實時監控各車門狀態，確保行車時的車門及停車后非安全側的車門不被乘客意外打開，因此APM1型電客車車門均設計具有門阻塞功能。所謂門阻塞功能，就是指防止列車運行過程中乘客打開車門及打開列車停車后非安全側的車門（無疏散平臺側）的車門，簡單點概括為防止人為不安全的打開車門。該項功能關系CX-100型列車能否上線運行，是最基本的安全致關功能之一。

2 門阻塞原理及執行機構

結合廣州地鐵APM線列車運營經驗，以及維護過程中的多次調試，個人對CX-100型列車的門阻塞功能原理進行了深入探究，并研究出門阻塞功能的機制，最終經在線調試與故障模擬成功進行了驗證。

2.1 門阻塞功能的施加

CX-100型電客車采用CITYFLO650信號系統，該系統可以實現CX-100型列車ATC（列車自動控制）、ATS（列車監控）、ATO（列車自動運行）。該信號系統采用雙通道來確保各種安全至關信息的采集，如零速、安全側、位標和開門使能等。

當一列經過初始化、通信正常的CX-100列車在正線運行時，該列車本身會通過ATC的自動計算（運行速度、運行時間、上次位置）及通信從而計算出列車位置，同時列車會通過軌道上的位標對所估算的列車位置進行修正，在經過與其內部存儲的物理地圖進而確定列車在何位置、哪個站臺或者區間。在確定列車位置后，車載ATC就會根據列車的速度確定列車兩側是否施加門阻塞。

當列車通過轉速計測速確定列車處于運行狀態時，列車兩側均默認為非安全側，兩側都會施加門阻塞功能防止乘客通過車門緊急解鎖手柄打開車門。當列車停車后，不論是區間停車還是在站臺正常停車，列車只會在非安全側施加門阻塞，此時乘客可以通過操作車門緊急解鎖手柄打開。

2.2 安全側與非安全側

安全側與非安全側的區分在于，安全側是指站臺側或者區間具有疏散平臺側，該側未安裝任何設備，乘客可以在該側進行疏散；非安全側是指非站臺側且無疏散平臺，且該側安裝了各類弱電設備，不利于乘客安全，無法疏散。

2.3 門阻塞功能的冗余控制

當列車確定施加門阻塞后，兩側施加門阻塞均會由不同的ATC板件(XA3/XA10)施加驅動電源，驅動相應門阻繼電器DL1/2/3/4得電。繼電器得電后會使得其控制的觸點導通至門控制器的24 V電源，進而使得乘客解鎖車門時會接通該電源至車門電機，車門電機反轉關閉車門，實現阻止乘客打開非安全側的車門。

以CX-100型列車的1、2對門頁為例介紹下該繼電器及相應觸點的動作情況。當ATC確認1、2對門頁側需要施加門阻塞功能后即會通過DBRE1/2兩條電路驅動DL1/2繼電器動作，繼電器動作后會接通DL1/2繼電器13/14、15/16觸點，將MCS電路的24 V電源送至DRS1觸點進而到達車門控制器。其中DL繼電器觸點為冗余控制避免單個觸點不導通影響門阻塞功能施加，進而影響乘客安全。龐巴迪列車的在關系安全方面的功能多采用冗余設計，CX-100型列車控制中也多次出現，本文中不作詳述。

圖2 門阻繼電器控制電路

CX-100型列車車門緊急解鎖裝置如圖3所示。

圖3 CX-100列車車門緊急解鎖裝置

3 常見故障及處理建議

門阻塞故障，當列車無法施加門阻塞功能或者無法判斷安全側時，列車即會報門阻塞故障。故障報警原理簡單通俗，但深入到如何檢測列車功能無法施加或者如何無法判斷安全側，由于缺乏資料，該問題一直困擾著同行。現將門阻塞功能如何檢測闡述如下。

3.1 無法判斷安全邊

由列車無法判斷安全引起的門阻塞功能分為兩種，一是當列車未初始化、丟失通信或者ATP故障時，此時均無法判斷安全邊，會伴隨著門阻塞故障。此種情況，可以忽略該報警，將列車正確初始化、重置ATP即可。二是當ATC預存物理地圖故障，此種情況需要對ATC更新軟件，重載其物理地圖。針對廣州地鐵APM線CX-100型列車ATC故障情況，建議結合定修定期更新ATC軟件，從而避免出現ATC軟件故障，如初始化不成功、停車參數跳變和交叉檢驗錯誤。

3.2 列車無法施加門阻塞功能

CX-100型電客車判斷列車是否可以施加門阻塞功能主要涉及兩個方面，一是門鎖繼電器（DL）是否正常得電動作，二是車門是否具有開門等與門阻功能沖突的指令。當列車檢測到兩種情況有任一正確時，會通過控制EEBF繼電器失電，從而導通至XA13板件的報警回路，列車報門阻塞故障。

3.2.1 門阻繼電器DL

該繼電器在XA4/XA9板件驅動下會相應動作，如果動作不同步，車載ATC即會通過DL檢測回路發現故障，從而列車判定門功能未施加，斷開EEBF，報門阻塞故障。

圖4 DL繼電器驅動及檢測回路

3.2.2 車門狀態

當列車任一側車門具有開門或者關門指令時，車載ATC默認此時該側車門正在動作，不具備施加門阻塞功能的條件。該項檢測是列車載ATC通過監測車門開門繼電器MCR，判斷列車車門狀態。此種檢測方式以列車每側為單元，通過串聯MCR常閉觸點（13/15腳），監測MCR是否動作。

3.2.3 故障處理流程

綜合以上分析，當列車報門阻塞故障時，一般可以遵從圖5的故障處理順序。

圖5 門阻塞故障處理流程

4 總結

以上關于CX-100型列車門阻功能原理探究及故障處理全部來源于現場運營經驗及正線調試，是通過實際驗證的，可以完全解析CX-100車型的門阻功能原理，為該車型的故障處理提供了較大的參考。目前，國內北京、廣州兩地已開通該車型的線路，上海也已著手開建相同線路，相信本文的研究將會為國內城市該車型的維保提供一定幫助，也為國內逐步突破國外該車型的壟斷提供一定借鑒。

［1］APM線車輛設備手冊［Z］.匹茲堡：龐巴迪運輸（控股）美國有限公司，2010.