城鐵車輛基于ATO 模式下車門系統故障分析及處理措施探討

孫鵬

（中車大連機車車輛有限公司城鐵分公司，遼寧 大連116000）

城際鐵路具有準時、公交化、高密度、安全性高等優點。依據鐵路行業的最新規定與要求，對于時速小于250km/h 的城際鐵路，需采用CTCS-2 級列控系統，并且可依據現實需要，酌情增設列車駕駛系統（ATO）。針對ATO 系統而言，其具有多種功能，如自動折返、站臺精確停車、自動駕駛、車門與屏蔽門聯動等。但在實際運行中，車門系統易發生故障情況，對此，本文就此作一剖析，并指出具體的處理措施。

1 列車安全駕駛中城鐵車門系統的意義分析

在整個城鐵車站列車集中控制系統架構當中，ATO 為其中的一個重要子系統，其能夠根據現實需要，將列車駕駛任務予以完成，并且能夠借助地面所提供的相關信息，實現對列車的各項運行控制，比如列車自動折返、制動、牽引等，以此使列車始終處于一種最佳、最合理的運行狀態。對于ATO 模式來講，其不僅能實現運行成本的降低，而且還能實現高頻次發車，促進列車相應運營彈性的增加，是切實推動城鐵建設的重要助力。針對城鐵車門系統來講，由于其有著比較多的車門數量，而且操作比較頻繁，因此，其在城鐵車輛運行體系中，尤其是在ATO 模式的運行狀態下，發揮著重要作用。需要指出的是，針對車門來講，無論是在控制方面，還是在結構方面，如果存在不足或缺陷，那么其安全性便難以得到保障，如此一來，不僅會對車輛運營造成影響，而且還會對乘客的人身安全造成威脅、危害。因此，要想切實提高城鐵車輛客室車門的安全性，此點尤為重要；特別是要針對停站時間短、客流量大及行車間隔小等特點，在滿足各項功能的前提下，盡可能選用控制環節少、結構合理且有著較高控制元件品質的車門，以此來減少故障的發生。

2 ATO 模式城鐵車輛下車門系統故障及對策

以某城鐵車輛為例，依據其故障分析報告，剖析其車門的常見故障及具體的處理方案，為相關研究提供依據與參考。

2.1 故障案例1

2017 年2 月12 日7 時16 分，某城鐵車輛于ATO 模式下，至某會展中心下行自動對標時，列車的右側車門發生了故障，未能全部打開，僅開了15cm；另外，還需要指出的是，當屏蔽門均處于打開狀態時，司機按下按鈕（開門鍵），此時，車門打開，并且到達了指定位置，車門恢復到了原先的功能狀態。當列車成功回庫之后，對諸如事件記錄等進行相應下載，并開展深層次、系統化的分析，從中發現，列車并未及時報告此次故障；另外，于ATO 模式下，列車停靠平穩，開門時，零速信號存在跳變狀況，受此影響，出現了車門無法正常打開的狀況。

通過下載列車故障履歷，并對其展開深入性分析，從中發現列車在故障時間點前后沒有報告任何故障，僅有相關信息被提示出來。針對此狀況，基于ATO 模式下，深入剖析列車當前的開、關門邏輯，針對列車而言，如果其在指定時間內到站，并且在停穩之后，其零速信號處于有效狀態，那么此時，ATC 會根據現實情況，把門允許信號及時向雷車接收系統發送，并且還會將開門信號一并向其發送；當收到信號后，車門會自動打開；需要指出的是，ATC 在將開門信號發送給列車的同時，還會將開門信號自動發送給屏蔽門，此外，列車屏蔽門開門信號與車門開門信號之間，往往處于一種獨立狀態。依據開門邏輯的當前實況，門控器（EDCU）執行對相應開門動作予以執行的基本前提，即為需要保證維持在一種零速信號狀態下；在開門過程中，如果處于非零速信號＞100ms，那么此時的門扇會便會執行關門動作，如果在關門時，零速信號滿足既定要求，那么門會維持于當前位置，不作任何動作。對列車數據進行下載得知，該車在2月12 日7 時16 分、25 分時存在零速信號丟失情況，而在此之后，重新恢復正常。

針對上述情況，若列車的運行模式為ATO，并且能夠根據實際需要，基于對標停車狀態下實現自動開門，而在此過程中，若有車門零速信號跳變的情況發生，那么需要司機依據此情況，馬上以手動的方式對開啟開門按鈕，此操作后，車門便可以正常且及時的被開啟。此外，還需要指出的是，當對零速信號跳變情況沒有進行及時處理的狀況下，需要以全部車組跳接箱為對象，圍繞其中的28B 點（XT397.2），都予以挑開，借此把零速信號跳變所引起的屏蔽門與車門無法實現聯動這一狀況給克服掉。

2.2 故障案例2

2019 年6 月4 日12 時41 分左右，某城鐵車輛于指定站點下行，而在將要出站時，司機發現該車6 號門為關閉，而將此車門重新開關后，此門仍沒有關閉，到了50 分時，司機用手動方式將故障車門切除后，于ATO 模式下降車啟動，受此影響，列車開車延時了多達9 分鐘。當回庫之后，對事件記錄數據、故障診斷數據以及車門門控器數據進行下載，并進行綜合分析，分析流程為：當發生故障后，列車的人機界面屏于6 月4 日12 時42 分左右秒報“車門未全關閉且無旁路信號”的故障。如果列車車門都處在一種比較典型的閉合狀態，那么受此影響，會形成門已經關好的相應回路，此時，列車方能進行正常開車。而在12 時42 分時，列車穩停之后，列車無論是開門列車線，還是允許列線、零速列車線，均處于有效狀態，“列車門關好左”從之前的高電平相低電平轉換，列車門正常開啟。而在7 分鐘后，當停穩后，無論是此時的零速列車線，還是關門列車線，再或者是允許列車線，都會處于一種有效狀態，當連續進行2 此的關門操作，此時，針對“列車門關好左”這一狀態而言，仍然處于一種低電平狀態。通過對各項數據進行深入分析得知，明確為車門門控器報故障，代碼為“29”，提示為電機驅動電路存在過流故障。針對此情況，對列車車門接線端子排接線進行嚴格檢查，并沒有發現松動情況，另外，各個機械結構沒有出現干涉、卡滯情況，采用手動方法能夠將車門正常關閉，對車門的各個尺寸進行實際測定，都沒有異常。車門門控器報有故障，故障類型為電機驅動電路過流故障，原因為門控器檢測到門控器中電流大于額定值。如果門控器經檢測發現自身存在異常的電流，那么會即刻將車門運動終止，并表現為車門保護動作的故障。當對此車門門控器進行更換后，經多次車門關閉試驗，都能達到指定位置，功能恢復正常。

針對上述情況可知，此車6 號車門的門控器當中，存在電機驅動電路方面的故障，受此影響，造成車門難以閉合；由于車門門控器為整個城鐵車輛門系統的關鍵部分，因此，需要做好門控器典型故障的定期排查工作。

3 結論

綜上，當城鐵車輛處于ATO 模式下的運行狀態，那么針對此時的車門系統來講，其工作狀態對車輛能夠安全、穩定的運行，發揮著不可磨滅的作用。針對城鐵車輛來講，其車門需要經常性的關與開，因此，對于車門系統而言，若在實際運行中發生難以正常開工作的狀況，通常是由門控器電路故障、零速信號跳變等因素所造成。所以，需要以門控器數據為對象，對其進行嚴格化、系統化、深層次的檢查，針對所發現的問題，需即刻予以解決，以此使城鐵始終處于高效、安全運行狀態。