南京地鐵4號線車門與站臺門不聯動問題研究

李家棟

摘? 要：針對南京地鐵4號線車門與站臺門不聯動問題，從開關門聯動控制邏輯、故障規律查找、故障部件分析等方面進行了詳細闡述分析，提出了有效的改進措施和建議，為軌道交通同行處理類似問題提供參考和借鑒。

關鍵詞：地鐵;車門;站臺門;聯動控制

中圖分類號：U231.4 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0059-02

Abstract： In view of the non-linkage between door and platform screen door of Nanjing Metro Line 4， this paper elaborates and analyzes the open-door and close-door linkage control logic， the fault rule search， the fault component analysis and other aspects， and puts forward effective measures for and suggestions on its improvement， which provides a reference for rail transit peers to deal with similar problems.

Keywords： metro; door; platform screen door; linkage control

站臺門（也稱屏蔽門）是擁擠的地鐵站臺上保障乘客生命安全的一道有力屏障，站臺門控制現已成為信號系統一個不可或缺的組成部分。就設計而言，運營服務過程中電客車車門和站臺門聯鎖控制、同步開關，既確保了行車安全和乘客安全，又降低了司機的工作強度。本文就南京地鐵4號線（下文簡稱4號線）曾出現的多起手動開關門車門與站臺門不聯動故障展開深入分析，找到原因并進行改進。

1 信號系統對車門/站臺門的控制

4號線采用的是CBTC（基于通信的列車控制）信號系統，系統通過確定列車在站臺停準、提供車門打開授權、提供站臺門打開授權、車門狀態監控、站臺門狀態監控等功能來實現車門站臺門的聯鎖控制。

1.1 開門聯動控制邏輯

如圖1，（1）VOBC（車載控制器）判斷列車與站臺對準，停車精度在±0.5m以內;（2）VOBC使能相應側車門。同時，VOBC發送使能命令給MAU以使能相應側的PSD（站臺門）;（3）MAU（移動授權單元）驗證使能命令，如果VOBC報告“停站”，有效的使能命令被轉發給PMI（移動授權單元）;（4）當車門模式為“自動開/手動關”位時，VOBC將命令打開車門。否則，VOBC將通過司機按壓開門按鈕獲得開門請求。車門門控器在收到有效開門命令后打開車門;（5）當VOBC命令打開車門或檢測到車門打開請求，VOBC將發送開門命令給MAU;（6）MAU檢查使能有效，則接受打開命令并轉發給PMI;（7）PMI將使打開命令繼電器得電，同時使關閉命令繼電器失電，站臺門同步打開。

1.2 關門聯動控制邏輯

如圖2，（1）停站時間結束，司機按壓關門按鈕請求車門關閉，門控器收到有效關門命令后關閉車門，所有車門關閉且鎖閉信號通過繼電器觸點信號反饋給VOBC;（2）VOBC通過關門按鈕觸點信號檢測到關閉請求，將發送關門命令給MAU。VOBC在檢測到車門關閉且鎖閉狀態后也將發送使能失效命令給MAU;（3）MAU接受關門命令并轉發給PMI;（4）PMI輸出關門命令使關門繼電器得電，站臺門同步關閉;（5）PMI將所有站臺門關閉且鎖閉信號反饋給MAU;（6）MAU再將站臺門關閉且鎖閉信號轉發給VOBC;（7）VOBC確認車門和站臺門都關閉且鎖閉后允許發車。

1.3 手動開關門指令的同步發送

在司機室左右側門立柱上各設置了一對開門和關門按鈕，同時在駕駛臺左右兩側也各設置了一對開門和關門按鈕，駕駛臺開關門按鈕分別與相應側立柱開關門按鈕觸點并聯。以左側關門按鈕為例，DCPB1_L（駕駛臺左側關門按鈕）、DCPB2_L（立柱左側關門按鈕）各有一對常開觸點將動作狀態同時送至兩端VOBC機架的PPU（外圍處理單元）子架，經VOBC處理后發給ZC（區域控制器），再由ZC將指令轉發給站臺門系統，從而實現車門與站臺門的聯動開關。

2 車門與站臺門不聯動故障

2.1 故障概況

經統計2017-2018年，在正線運營時共出現7起手動開關門作業時車門與站臺門不聯動問題，造成多次清客下線或晚點事件。不聯動總體表現為4類現象：開門操作時，車門開，站臺門未開;車門未開，站臺門開。關門操作時，車門關，站臺門未關;車門未關，站臺門關。

2.2 故障調查及原因分析

2.2.1 多起聯動故障調查共性特點

（1）檢查開關門相關繼電器功能正常，線路各節點、端子接線正常;（2）檢查開關門按鈕無卡滯，按鈕觸點端子接線無虛接等現象;（3）開關門按鈕在多次按壓操作后故障往往會自行消失;（4）7起正線事件中，有3起因DCPB2觸點接觸不良導致，1起因DOPB2觸點接觸不良導致，還有3起因檢查時故障現象消失，不能確定，但也不排除與開關門按鈕有關。因此，正線手動開關門聯動故障大概率因開關門按鈕觸點接觸不良引起。

2.2.2 按鈕故障分析

開關門按鈕選用的是APT LA39（C）系列按鈕。拆下按鈕發現，按鈕開關座本體、接線端子、線束上都有明顯灰塵附著，如圖3a，拆解開關座發現開關元件內部腔體也有許多微小的灰塵顆粒附著。查看按鈕的安裝環境發現，立柱是個空腔結構，腔體內按鈕開關座的上部是開放、貫通的，直接暴露在外界環境中，如圖3b，按鈕開關座也沒有設計防護盒進行封閉，工作環境灰塵污染較大。

開關門按鈕觸點負載很小，實測發現負責激活開門繼電器和關門列車線的按鈕觸點工作電流都不超過50mA，而給VOBC發送開關門請求指令的觸點負載電流僅為15mA。電流小于100mA，電弧作用明顯減弱，膜電阻較難擊穿，易出現“低電平失效”。故障件送檢報告顯示：產品使用環境惡劣，銀合金觸點表面粉塵積聚，觸點氧化，使觸點接觸電阻無限大，無法導通。

3 故障處理及改進措施

3.1 故障應急處置優化

當手動開門不聯動時，要求司機在立柱開門按鈕失效的情況下，必須按壓駕駛臺開門按鈕，充分利用按鈕冗余設置減小故障影響;上述操作無效時，要求嘗試按壓同側關門按鈕，以臨時排除關門按鈕常閉觸點接觸不良問題。關門不聯動時，同樣要求司機在立柱關門按鈕失效的情況下，必須按壓駕駛臺關門按鈕。

3.2 換型整改

APT LA39（C）型按鈕頭部防護等級為IP54，開關元件的防護等級僅為IP20，實踐證明無法滿足現場使用需求。考慮到按鈕在立柱腔體里的安裝空間有限，現有結構下無法在按鈕開關元件和接線端子處再加防塵盒進行密封防護。經過比選，決定用西門子SIRIUS ACT系列按鈕搭配3SU1400-1AA10-3BA0觸點模塊進行換型整改，該按鈕的頭部防護等級達到IP69K，觸點模塊防護等級為IP40，觸點模塊具有極高的接觸可靠性，即使在5V/1mA小電壓電流運用環境下，也可保證每1000萬次操作才出現一次工作異常。

4 結束語

開關門按鈕故障是4號線車門與站臺門不聯動故障的主要原因，按鈕換型整改結束一年多來，正線再未發生過因此而造成的不聯動問題。開關門按鈕是列車上一個高頻次操作電氣部件，它也是車輛和信號接口中一個關鍵性指令設備，其狀態和可靠性將直接影響到乘客服務和列車準點率，在今后的車輛設計中應優化開關門按鈕安裝處所的防塵密封，選擇更加適應小電流條件的按鈕型號，進一步提升車輛與信號接口設備的安全性和可靠性。

參考文獻：

[1]張寧.CBTC信號系統與屏蔽門聯動關系的研究[J].鐵道通信信號，2014，50（11）：43-45.

[2]上海自儀泰雷茲交通自動化系統有限公司.南京4號線VOBC維護手冊[S].上海：上海自儀泰雷茲交通自動化系統有限公司，2016.

[3]中車南京浦鎮車輛有限公司.南京地鐵4號線電氣原理圖[Z].南京：中車南京浦鎮車輛有限公司，2015.