地鐵車輛車門控制原理及改進建議

摘 要：隨著城市發(fā)展的加快，地鐵交通發(fā)展迅速，在城市交通中占有舉足輕重的地位。地鐵車輛具有間隔短、流量大的特點，要求地鐵車輛在相對較短的時間內(nèi)快速完成乘客的進出，因此車門的正常開關(guān)尤為重要。本文介紹了部分城市地鐵車門的控制原理，闡述了門控電路存在的問題，并提出了改進方案。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；車門；控制電路；改進方案

中圖分類號：U270.386 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0322-01

地鐵載客量大、污染小、運輸速度快，為人們的工作和生活提供了舒適的出行方式。地鐵列車的安全必須給予足夠的重視，以確保乘客的安全。乘客門是地鐵車輛的重要組成部分，不僅數(shù)量龐大（有的地鐵每列車具有60個車門），而且經(jīng)常使用（平均每2min開閉一次）。如果門的結(jié)構(gòu)和控制在設(shè)計上不夠安全和可靠，會給乘客帶來更大的風(fēng)險，下面就地鐵車門控制原理及相關(guān)問題進行介紹。

1 地鐵車輛車門控制原理

城市地鐵車型有很多種，而車門的類型包括三種：內(nèi)藏式移門，塞拉門和外掛密閉門。

1.1 車門總體控制原理

三種門的一般控制原理相似。左側(cè)車門打開控制原理：在列車的自動保護系統(tǒng)的作用下，ATP鑰匙開關(guān)已就位。該信號系統(tǒng)為開啟的門提供支持信號，并控制左右門以使繼電器k01接收電力。在非ATP保護下，ATP鑰匙開關(guān)就位，列車停止，零速度繼電器獲得電力，列車啟動左側(cè)門，讓繼電器k01獲得

自動列車在（ATO）模式下運行，繼電器k05被信號系統(tǒng)控制，門保持繼電器k03充電；在非ATO模式下，按開門按鈕s01，門保持繼電器k03充電，列車開門指令生成；在門保持充電后，它通常會打開觸點，吸進單門，打開繼電器k23，然后通過電箱送到其他車門繼電器。當單車門繼電器供電時，開啟說明直接發(fā)送到控制每扇門開啟的門控單元（edcu）。右邊的門和左邊的門一樣可以打開。門的關(guān)閉控制原理與門的開啟原理基本相似，但繼電器運動的反向操作除外：當按下關(guān)閉按鈕s03（左門）、s04（右門）時，門通常是關(guān)閉和斷開的，保持繼電器丟失，單門繼電器丟失，開啟指令失效，關(guān)閉指令生效，門關(guān)閉。

車門保持繼電器得電后，其常開觸點吸合后單節(jié)車車門開繼電器K23得電，然后再通過車鉤電氣盒送給其他節(jié)車的車門繼電器。單節(jié)車車門繼電器得電后，將開門指令直接送到車門控制單元（EDCU），控制每個車門打開。

1.2 氣動內(nèi)藏門單個車門打開控制原理

門保持繼電器功率，門解鎖繼電器k21功率，它的定期開啟接觸關(guān)閉，y03電磁閥功率，門解鎖短行程風(fēng)缸在彈簧作用下，鎖鉤彈開，門解鎖；門開啟繼電器k23，單門控制繼電器k11功率，它的定期開啟接觸關(guān)閉，經(jīng)常是關(guān)閉接觸斷開，y01電磁閥功率，y02電磁閥，驅(qū)動風(fēng)缸關(guān)閉端閥打開排氣，打開門到氣的盡頭，從而控制門的開啟。

2 故障分析

2.1 問題描述

2014年11月，某地地鐵1號線A3型車在上行方向行駛時在有開門使能信號，無微動開關(guān)跳閘、無故障信息的情況下出現(xiàn)整列車門無法打開，司機分別執(zhí)行S11打手動位、切除ATP開關(guān)、打零速旁路均無法開門；司機手動操作開門繼電器K03后才將車門打開，使正點運行的車輛晚點。

2.2 原因分析

在檢查時，車輛人員發(fā)現(xiàn)關(guān)閉s03按鈕出現(xiàn)故障，并拆下s03按鈕，發(fā)現(xiàn)開關(guān)斷腳，導(dǎo)致開關(guān)停止工作，使s03無法關(guān)閉。當關(guān)閉按鈕s03斷開時，它將導(dǎo)致打開按鈕被按下，左邊的打開將使繼電器k03不能被供電，從而阻止門打開。這個按鈕是塑料的。當按下按鈕時，按鈕腳的兩側(cè)迫使開關(guān)元件的動作，通過觀察按鈕的斷裂處較光滑，得出結(jié)論，斷裂原因是由于按鈕頻繁受力所導(dǎo)致。

2.3 潛在隱患

目前，列車上使用的幾乎所有按鈕都是這種類型，在日常應(yīng)用中故障率較高。人們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，開關(guān)部件的接觸不傳遞，接觸不好，腳斷裂等。由于按鈕開關(guān)固有的不穩(wěn)定性，特別是當它已經(jīng)使用了若干年，并且當火車的開關(guān)沒有連接，定期更換按鈕開關(guān)或開關(guān)開關(guān)不能消除潛在的隱患。此外，進一步分析發(fā)現(xiàn)，如果繼電器在其控制電路中出現(xiàn)k01、k03等延遲/接觸等故障，也會造成類似列車車門故障。另外，在列車上的繼電器有延遲、繼電器接觸問題等故障。如果客運線路運行時，列車到站后的整個車門無法打開，將導(dǎo)致乘客無法正常上下，如果發(fā)生緊急情況，如發(fā)生火災(zāi)，將對列車的安全和正常運行產(chǎn)生重大影響。鑒于此，對門控電路進行改造勢在必行。

3 改造方案

為了減少故障對前線正常運行和乘客安全的影響，提出了以下的門控制電路的改進。將“應(yīng)急門”開關(guān)添加到原來的打開和保持控制電路，以繞過關(guān)閉按鈕s03、s04以及打開和保持繼電器k03、k04等打開和保持控制電路。在“緊急門”信號線和列車線路之間加一個二極管，以防止回流的影響。當啟動“緊急門”開關(guān)時，可通過開門維護控制電路繞過該開關(guān)直接到達開門繼電器k23和k24，110伏電壓可通過開門列車線路傳輸?shù)矫總€車輛的開門繼電器k23和k24。在門能使信號有效的情況下，當關(guān)閉按鈕不能關(guān)閉時，開啟和保持繼電器不能被吸收，“緊急門”開關(guān)可用于迫使每輛車的110伏電壓輸出到開啟繼電器k23和k24以實現(xiàn)緊急開門。\"緊急門\"開關(guān)不會繞過啟動門信號，從而確保只有在列車發(fā)出啟動信號時（atp發(fā)出啟動信號或切斷atp，列車停止運行），才能確保旁路功能有效，同時保留開啟門的前提條件，并確保緊急門的安全。

4 改造效果及風(fēng)險評估

改造效果。在正常駕駛條件下，該修正對門開關(guān)的功能沒有影響。當單扇門未能打開或單門未能打開時，“緊急門”開關(guān)可用來打開破碎的門；改造后的“救急門”開關(guān)能夠解決多種類型車門的故障，減少故障處理環(huán)節(jié)，縮短故障與列車恢復(fù)運行之間的時間差，有效降低故障對線路運行的影響，確保車廂內(nèi)乘客快速疏散，確保乘客安全。

5 結(jié) 論

目前，城市地鐵線路平均每日客流量已超過數(shù)百萬人次，線路交通密度達到高峰近2min。隨著線路網(wǎng)絡(luò)的不斷擴展，地鐵乘客流量將繼續(xù)增加。因此，對車門開閘電路進行改造具有重要意義，可避免因繼電器或按鈕故障導(dǎo)致列車車門無法開啟的隱患，確保行車安全。

參考文獻

[1]彭有根.廣州地鐵2號線車輛車門系統(tǒng)及其控制原理[J].電力機車與城軌車輛，2005，28（6）：47～49.

[2]張海強.地鐵列車站前折返車門保持電路的改進[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2011（3）：25～27.

收稿日期：2018-8-2