城市軌道交通車輛車門控制原理

屈凱旋

摘 要：經濟的發展，城鎮化進程的加快，促進交通建設項目的增多。城市軌道車輛車門系統是軌道交通的核心，城市軌道交通車輛中車門系統在城市軌道車輛中扮演這極其重要的角色。作為城市軌道車輛中一個與行車安全密切相關的關鍵系統，也是與乘客緊密關聯的關鍵部門，提升軌道車輛門系統的可靠性，對于保障軌道交通的安全運輸，保障乘客的生命安全都具有關鍵性的意義。所以城市軌道車輛車門系統的控制設計就尤為重要。本文就城市軌道交通車輛車門控制原理展開探討。

關鍵詞：城市軌道交通車輛;車門系統;車門控制系統

引 言

車門控制系統在城市軌道車輛的服務運營方面發揮著重要作用。作為城市軌道車輛上一個重要的系統，在設計過程中勢必要足夠重視，并重點設計。

1城市軌道交通車輛車門系統組成及工作原理

整個城市軌道交通的車門主要包括五個子系統，第一個子系統為車門導向系統，導向系統的主要作用是對車門運動進行合理的引導，確保車門能夠按照正確的軌跡移動;第二個子系統為電控系統，主要是確保車門能夠接收和反饋來自車輛系統發送的命令，控制執行器件完成相應的開關門動作;第三個子系統為鎖閉系統，主要是通過此系統完成對車門的鎖閉工作，確保車門的安全性，防止車輛在行駛的過程中出現車門意外打開;第四個子系統為內外操作裝置，通過內外操作裝置實現緊急或維護情況下對車門的解鎖并打開的控制，確保開關門動作能夠正常運作;第五個子系統為車門的基礎部件例如密封膠條、護指膠條、緩沖頭等，確保整個車門的正常工作。

2門系統功能

2.1車門使能控制。車輛在ATO（AutomaticTrainOperation）模式下，ATC系統將會自動送出車門使能信號，該使能信號控制車輛左/右門使能繼電器，左/右門使能繼電器與輔助繼電器進行邏輯配合搭建門使能電路。若在非ATO控制模式時，門使能指令則由司機給出。門使能回路建立后，將由左/右側門使能列車線將門使能信號送往每節車廂的門使能繼電器。

2.2門的開啟和關閉。門的開啟和關閉是由零速列車線、開門列車線和關門列車線的電平決定的。在門的整個關閉過程中內部報警燈閃亮報警（1HZ）。開門：（1）通過激活開門列車線開門，（2）通過維護按鈕開門。關門：（1）通過激活關門列車線關門，（2）通過維護按鈕關門，（3）通過零速列車線無效的方式關門。再開門：在發出關門指令后，發現安全互鎖回路信號沒有給出，可通過激活再開門列車線，使沒有關到位的車門重新打開后再關閉。關到位的車門不動作。

2.3車輛級控制。每節車廂均設置了車門控制：每節車廂均設置了門使能繼電器、開門繼電器、關門繼電器及零速繼電器。這些繼電器從相應的列車線上取來對應的控制指令后，將指令再發送給每個車門的控制器，車門控制器根據送來的這些指令再進行邏輯判斷，一旦具備了開門或關門的邏輯后，就會執行相應的動作。

3設計理念

車門作為城市軌道車輛的安全部件之一，與乘客緊密的聯系在一起，為確保乘客的生命安全，必須要做到絕對安全。車輛在行駛過程中是不允許車門打開的，一旦打開將威脅到乘客的生命安全。所以車門打開的前提必須是車輛已經靜止不動，故車輛零速信號有效;再者門使能信號的意思就是允許門打開了，所以由ATC系統或由司機室人為送出;最后就是開門指令有效，由ATC系統或司機人為送出。以上三種指令缺一不可，三個信號的邏輯構成與的邏輯關系。列車的車門狀態作為車輛安全的一個重要狀態信號，是要反饋到列車的牽引安全環路中的。當列車的所有車門包括司機室側門均完全關好并鎖閉了，牽引安全環路才能夠建立，車輛才能夠進行牽引，否則列車將不能夠進行牽引。此種做法是車輛安全設計的一個準則，應用在所有的軌道車輛當中。港鐵根據多年的成熟運營經驗，尤其獨到的運營管理模式。在港鐵運營的車輛每側都會旁路掉一個車門的關閉狀態，在車門環路及牽引回路中將被忽略。當車輛出現緊急情況時使整列車車門無法打開時，每節車的每側都至少有一個車門在車輛停止時是可以打開的，使乘客可以由此門進行疏散逃生。

4降低城市軌道交通車輛車門故障率的具體措施

4.1提高城市軌道交通車輛檢修隊伍的綜合素質。在車輛運營過程中需要維護人員進行故障的檢修，打造一支具有高技術水平的檢修維護團隊是目前城市軌道交通建設企業的重中之重。首先在招聘時就要嚴格把關，要關注所應聘人員的工作態度;其次可借助專業車門供應商的技術力量有針對性進行技能培訓，從車門機械部件組成、機械運動原理、電氣控制原理、故障診斷等方面提供車門運維檢修方法;最后是要做好實踐演練工作，確保所有的理論知識都能夠運用到實踐當中，可建立嚴格的獎懲制度，對于維護工作做的好的人員要進行獎勵，對于做得差的人員要進行懲罰，將各個責任落實到人，確保在出現問題時能夠找到所對應的責任人。

4.2車門系統PHM框架。城市軌道交通車門系統結構復雜，機電耦合性強，難以建立精確的物理模型描述其狀態變化機理。隨著傳感器技術、數據存儲技術、通訊技術等新技術的發展與應用，線上車門狀態監控數據可以實時傳送到遠程數據中心平臺，線下開展的故障實驗、加速失效壽命實驗等累積存儲的歷史數據也越來越豐富，使得基于車門監測數據的數字驅動模型成為研究車門系統健康評估和預測的有效方法。同時，數據挖掘、機器學習等新技術的發展與應用，為基于數據的健康評估和預測方法提供了有力的支持。基于數據的健康評估和預測方法主要根據設備（同類設備）的狀態監測數據對其由性能狀態變化過程進行評估，并預測剩余使用壽命。這種方法不需要關注設備的動力學模型和物理失效機理，對專家知識經驗也沒有過多的依賴性，僅依靠采集到的監測數據，通過數據挖掘手段將監測數據轉化為健康狀態信息和剩余壽命信息。車門系統在運行過程中，數據采集傳輸系統將車門不同部位的傳感器數據，通過無線傳輸方式傳輸至地面服務器。地面服務器對門狀態數據進行采集與預處理，但不能進行監測與管理，必須結合相關預測方法完成系統數據的狀態監測，并進行狀態的故障診斷及預測。

4.3加強城市軌道交通車輛車門系統日常維護。為確保車輛能夠長期平穩的運行就必須做好車門系統的日常維護工作，車門維護在車輛出發之前、車輛回庫之后都要進行全面的檢查，發現問題及時處理，要樹立預防大于應對的觀念;對于一些經常出現的車門開關問題要定時檢查，并建立相關的應急措施，確保軌道交通的安全運行。同時在車門系統日常維護過程中，需要構建維護檢修制度，可根據專業車門供應商提供的預防性維護檢修計劃制定符合各企業的日維護、月維護和年維護計劃，再按照此計劃進行維護和檢修。

結 語

車門控制系統在城市軌道交通車輛上起著舉足輕重的作用，因車門系統與乘客的安全緊密聯系在一起，安全的理念要始終貫穿在設計始終。控制電路的要簡潔實用，控制邏輯要簡單合理，去除冗余無效的控制邏輯，防止可能發生故障的節點數量，避免單點故障發生。保證車門控制系統設計既簡單實用又安全可靠。

參考文獻

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