淺析電客列車(chē)車(chē)門(mén)控制原理

汪明華

摘 要： 在地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，因地鐵站間距設(shè)計(jì)不長(zhǎng)、車(chē)站較多，需列車(chē)頻繁停站進(jìn)行開(kāi)關(guān)門(mén)，為保證乘客能及時(shí)、迅速上下車(chē)，車(chē)門(mén)頻繁動(dòng)作容易引發(fā)車(chē)門(mén)故障；為提高司機(jī)在車(chē)門(mén)故障時(shí)能夠有效處置，本文以廣州地鐵2號(hào)線電客列車(chē)車(chē)門(mén)為例，嘗試對(duì)車(chē)門(mén)控制原理進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞： 車(chē)門(mén)控制；開(kāi)/關(guān)門(mén)；零速；安全回路；障礙物探測(cè)；切除

中圖法分類(lèi)號(hào) U270.38+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

0 引言

各個(gè)城市的地鐵運(yùn)行過(guò)程中，車(chē)門(mén)故障也屬于高發(fā)故障；同時(shí)，車(chē)門(mén)故障也會(huì)影響服務(wù)質(zhì)量和乘客安全，特別是大客流時(shí)還會(huì)影響運(yùn)營(yíng)秩序。為提高司機(jī)在車(chē)門(mén)故障時(shí)能夠有效處置，本文對(duì)車(chē)門(mén)控制原理進(jìn)行闡述，為司機(jī)處置車(chē)門(mén)故障提供依據(jù)。

1 車(chē)門(mén)控制原理

從車(chē)門(mén)控制原理圖上（圖1）可以看出，列車(chē)的開(kāi)門(mén)控制時(shí)EDCU單元為保證安全，對(duì)列車(chē)開(kāi)門(mén)實(shí)行了零速保護(hù)，簡(jiǎn)單的描述：列車(chē)車(chē)門(mén)要正常打開(kāi)時(shí)須同時(shí)具備兩個(gè)條件：

列車(chē)的實(shí)際速度為零；

有開(kāi)門(mén)指令。

在EDCU（電子門(mén)控單元）同時(shí)收到這兩個(gè)信號(hào)后，將開(kāi)門(mén)指令發(fā)出給車(chē)門(mén)電機(jī)，將對(duì)應(yīng)車(chē)門(mén)的兩個(gè)門(mén)頁(yè)運(yùn)動(dòng)至打開(kāi)狀態(tài)。

1. 開(kāi)/關(guān)門(mén)

整個(gè)門(mén)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是由電子門(mén)控單元來(lái)控制，電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)絲桿，絲桿上的螺母（螺母通過(guò)鉸鏈與門(mén)頁(yè)相連）驅(qū)動(dòng)門(mén)頁(yè)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)；同時(shí)，絲桿/螺母機(jī)構(gòu)保證同一車(chē)門(mén)兩個(gè)門(mén)頁(yè)的同步性。

通常開(kāi)關(guān)門(mén)是通過(guò)安裝在司機(jī)室內(nèi)開(kāi)關(guān)門(mén)控制面板上的開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的，開(kāi)關(guān)門(mén)控制面板安裝在司機(jī)室內(nèi)，司機(jī)室內(nèi)每側(cè)設(shè)一套，分為列車(chē)的左右側(cè)開(kāi)關(guān)門(mén)控制面板，分別控制列車(chē)左右兩側(cè)車(chē)門(mén)的開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)，每側(cè)都有單獨(dú)的電路。當(dāng)司機(jī)用主控鑰匙激活司機(jī)臺(tái)時(shí)，開(kāi)關(guān)門(mén)控制面板上的開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕得電。當(dāng)所有車(chē)門(mén)被關(guān)閉且鎖閉良好時(shí)，兩側(cè)的關(guān)門(mén)按鈕指示燈點(diǎn)亮、且所有關(guān)門(mén)指示燈點(diǎn)亮；如果有任意一側(cè)的任意一個(gè)車(chē)門(mén)沒(méi)有關(guān)閉且鎖閉良好的時(shí)候，相應(yīng)側(cè)的關(guān)門(mén)按鈕指示燈將無(wú)法點(diǎn)亮、且所有關(guān)門(mén)指示燈也不會(huì)亮；兩側(cè)的關(guān)門(mén)按鈕指示燈和所有關(guān)門(mén)指示燈顯示當(dāng)下列車(chē)車(chē)門(mén)的狀態(tài)，方便司機(jī)能及時(shí)準(zhǔn)確確認(rèn)車(chē)門(mén)是否正常。

在通常的操作中，開(kāi)門(mén)可以由ATP自動(dòng)實(shí)現(xiàn)（列車(chē)以ATO進(jìn)站，門(mén)模式選擇開(kāi)關(guān)2S11在自動(dòng)開(kāi)門(mén)位）。當(dāng)列車(chē)停車(chē)且停在站臺(tái)的正確位置時(shí)，ATP子系統(tǒng)才能給出車(chē)門(mén)使能信號(hào)，車(chē)門(mén)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門(mén)。但在URM模式下，列車(chē)將一直有車(chē)門(mén)使能信號(hào)，但列車(chē)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門(mén)功能，只能通過(guò)操作司機(jī)室的開(kāi)門(mén)按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)。無(wú)論在任何情況下，車(chē)門(mén)使能與牽引控制單元的零速信號(hào)互鎖。

當(dāng)司機(jī)按下關(guān)門(mén)按鈕后（主控鑰匙激活司機(jī)操縱臺(tái)后關(guān)門(mén)按鈕有效），關(guān)門(mén)信號(hào)通過(guò)列車(chē)線向EDCU（電子門(mén)控單元）發(fā)出，每個(gè)車(chē)門(mén)的EDCU（電子門(mén)控單元）收到關(guān)門(mén)信號(hào)后將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿，從而使門(mén)頁(yè)關(guān)閉且鎖閉到位。

單個(gè)車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)還可以通過(guò)乘務(wù)員鑰匙開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在每輛車(chē)上的二位端的兩個(gè)車(chē)門(mén)（17/19、18/20號(hào)門(mén)）內(nèi)外側(cè)都安裝有乘務(wù)員鑰匙開(kāi)關(guān)。當(dāng)車(chē)門(mén)關(guān)閉鎖到位且蓄電池電源可用時(shí)，可使用專(zhuān)用鑰匙操作乘務(wù)員鑰匙開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)出車(chē)輛。乘務(wù)員鑰匙開(kāi)關(guān)有三個(gè)檔位，即“開(kāi)”、“斷”和“關(guān)”。只有當(dāng)開(kāi)關(guān)處于“斷”位置時(shí)，鑰匙才可以插入和拔出；當(dāng)開(kāi)關(guān)處于“開(kāi)”位時(shí)將導(dǎo)致對(duì)應(yīng)車(chē)門(mén)被解鎖并部分打開(kāi)，同時(shí)可以手動(dòng)全部打開(kāi)該車(chē)門(mén)；當(dāng)開(kāi)關(guān)處于“關(guān)”位時(shí)，對(duì)應(yīng)車(chē)門(mén)將自動(dòng)關(guān)閉且鎖閉或可以完成手動(dòng)關(guān)閉且鎖閉，列車(chē)安全回路將重新形成；將鑰匙重新設(shè)定在“斷”位不會(huì)影響對(duì)應(yīng)車(chē)門(mén)的狀態(tài)。

2. “零速”保護(hù)

列車(chē)速度為“0”時(shí)，得到“零速”信號(hào)后才能實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)開(kāi)、關(guān)的控制功能。當(dāng)列車(chē)速度大于5km/h時(shí)，仍然開(kāi)啟的車(chē)門(mén)將自動(dòng)關(guān)閉。

3. 安全回路

每節(jié)車(chē)同一側(cè)所有車(chē)門(mén)的鎖閉行程開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)是串聯(lián)在一起的，當(dāng)車(chē)門(mén)完全關(guān)閉后，門(mén)鎖閉行程開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，形成每節(jié)車(chē)的關(guān)門(mén)安全連鎖回路，一列車(chē)的關(guān)門(mén)安全連鎖回路形成環(huán)路；整列車(chē)的所有車(chē)門(mén)關(guān)好后，司機(jī)室內(nèi)左右兩側(cè)的“關(guān)門(mén)”指示燈亮，列車(chē)才能啟動(dòng)。由于車(chē)門(mén)的狀態(tài)關(guān)系到乘客及運(yùn)營(yíng)安全，列車(chē)的所有車(chē)門(mén)正確鎖閉才能保證列車(chē)正常運(yùn)行，只要列車(chē)上有一個(gè)車(chē)門(mén)沒(méi)有正確鎖閉，列車(chē)將無(wú)法正常起動(dòng)；而在運(yùn)行過(guò)程中，如果有乘客拉下車(chē)門(mén)緊急解鎖手柄，車(chē)門(mén)的安全回路則會(huì)斷開(kāi)、無(wú)法形成環(huán)路，將觸發(fā)緊急制動(dòng)直至列車(chē)停車(chē)。

4. 車(chē)門(mén)的切除

當(dāng)單個(gè)車(chē)門(mén)出現(xiàn)故障（開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)或其他異常情況）時(shí)，為了保證列車(chē)的正常運(yùn)行，使用專(zhuān)用的鑰匙對(duì)該車(chē)門(mén)進(jìn)行切除（即將該車(chē)門(mén)的控制從整條回路里單獨(dú)隔離稱(chēng)為車(chē)門(mén)切除）。切除車(chē)門(mén)后，安全回路將不再檢測(cè)該車(chē)門(mén)的安全狀態(tài)，開(kāi)關(guān)門(mén)指令也無(wú)法控制該車(chē)門(mén)。

5. 障礙物探測(cè)

障礙物探測(cè)功能的啟動(dòng)根據(jù)車(chē)門(mén)的傳動(dòng)方式而定，氣動(dòng)門(mén)是以關(guān)門(mén)過(guò)程中的產(chǎn)生的阻力值通過(guò)壓力傳感器測(cè)定后實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)阻力值超過(guò)壓力傳感器設(shè)定額定壓力值，則啟動(dòng)障礙物探測(cè)功能；電動(dòng)門(mén)則是以關(guān)門(mén)過(guò)程中電機(jī)產(chǎn)生的電流值實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電流值超過(guò)設(shè)定額定值，則啟動(dòng)障礙物探測(cè)功能。

如果關(guān)門(mén)過(guò)程中門(mén)頁(yè)碰到障礙物，設(shè)定的上限關(guān)門(mén)力最多可持續(xù)0.5s，車(chē)門(mén)將隨之自動(dòng)重新打開(kāi)至距離障礙物30CM的位置，然后重新關(guān)閉或保持這個(gè)位置進(jìn)行一段時(shí)間的調(diào)節(jié)后再重新關(guān)閉；如果障礙物一直存在兩門(mén)葉之間，經(jīng)過(guò)三次開(kāi)關(guān)探測(cè)后，車(chē)門(mén)將處于完全打開(kāi)狀態(tài)。障礙物探測(cè)的車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)次數(shù)及障礙物的大小可以通過(guò)EDCU（電子門(mén)控單元）來(lái)設(shè)定。

2 整列車(chē)門(mén)開(kāi)/關(guān)門(mén)的工作原理

開(kāi)門(mén)動(dòng)作原理：下圖為列車(chē)開(kāi)門(mén)保持電路圖，其中4S01為正常位置也就是在ATP保護(hù)下，ATO模式下列車(chē)對(duì)標(biāo)停穩(wěn)后，4A06發(fā)出指令給8K01/8K02，使得其斷開(kāi)的點(diǎn)得以連通，（圖3）2S11在自動(dòng)位時(shí)發(fā)出指令給8K05/8K06，使得其斷開(kāi)的點(diǎn)得以連通，在以上條件滿(mǎn)足后8K03/8K04才得電，并通過(guò)自己的一個(gè)點(diǎn)加以保持導(dǎo)通，車(chē)門(mén)保持打開(kāi)。假如在非ATO模式下8S01/8S02按鈕按壓后取代了8K05/8K06的功能。

在URM模式下開(kāi)門(mén)使能信號(hào)線路走向是8F01～2K04～2K11～4S01的常開(kāi)點(diǎn)～8K01/8K02，也就是說(shuō)在URM模式下只要列車(chē)的速度為零就有開(kāi)門(mén)使能信號(hào)（速度為零時(shí)2K11得電）

如圖2所示，列車(chē)在ATO模式下，開(kāi)門(mén)分為兩種模式：自動(dòng)開(kāi)門(mén)和手動(dòng)開(kāi)門(mén)，為保證乘客安全，列車(chē)設(shè)置了零速保護(hù)，即列車(chē)速度必須為零，才能給出開(kāi)門(mén)使能信號(hào)，8K01得電后，才能在自動(dòng)或手動(dòng)模式下給出開(kāi)門(mén)命令，EDCU在接收到開(kāi)門(mén)命令和列車(chē)速度為零的信息后才會(huì)接通電機(jī)，使電機(jī)動(dòng)作開(kāi)門(mén)。關(guān)門(mén)動(dòng)作原理：如圖3所示，按壓了8S03/8S04后，使得8K07/8K08得電，其在上圖中的兩個(gè)常閉點(diǎn)斷開(kāi)，車(chē)門(mén)保持打開(kāi)的回路被斷掉，車(chē)門(mén)保持回路以因不能保持而實(shí)現(xiàn)關(guān)門(mén)。

3 結(jié)束語(yǔ)

鑒于城市軌道交通電客列車(chē)開(kāi)關(guān)的頻繁性及故障的多發(fā)性，本文嘗試闡述車(chē)門(mén)控制原理及開(kāi)、關(guān)門(mén)工作原理，為電客列車(chē)司機(jī)在車(chē)門(mén)故障處置中提供依據(jù)。

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