CBTC模式下車門與屏蔽門不聯(lián)動(dòng)的案例剖析

摘 要：分析了在CBTC模式下列車車門與屏蔽門聯(lián)動(dòng)的條件及延時(shí)情況，通過(guò)三個(gè)案例深度剖析了列車車門與屏蔽門不能聯(lián)動(dòng)原因及其解決方案，為司機(jī)的操作及車載信號(hào)系統(tǒng)與車輛、屏蔽門控制系統(tǒng)的接口方式提供了參考。

關(guān)鍵詞：列車 車載信號(hào)系統(tǒng) 車門 屏蔽門 聯(lián)動(dòng)

中圖分類號(hào)：U284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（b）-0025-02

車站屏蔽門是隔開列車與乘客，防止乘客掉下軌道的重要設(shè)備，在列車到站后，由司機(jī)或系統(tǒng)發(fā)出操作命令，聯(lián)動(dòng)屏蔽門與列車車門同步打開或關(guān)閉。在現(xiàn)場(chǎng)操作中，經(jīng)常發(fā)生車門與屏蔽門不能聯(lián)動(dòng)打開的問(wèn)題，以下對(duì)影響車門與屏蔽門聯(lián)動(dòng)的因素進(jìn)行分析。

1 列車車門與屏蔽門聯(lián)動(dòng)條件

1.1 列車車門與屏蔽門打開聯(lián)動(dòng)條件

（1）列車停站到位。

當(dāng)列車停車后，車載信號(hào)系統(tǒng)測(cè)算出的停車位置距信號(hào)停車標(biāo)偏差在正負(fù)50 cm的范圍內(nèi)，信號(hào)系統(tǒng)將認(rèn)為列車已停車到位，將在司機(jī)顯示器上給出“列車停站到位”信息，提示司機(jī)列車的停車位置滿足開門條件；如超出50 cm，則不會(huì)給出信息，車門與屏蔽門不能聯(lián)動(dòng)開關(guān)。

（2）安全零速。

信號(hào)系統(tǒng)檢測(cè)到列車已切除牽引，實(shí)施保持制動(dòng)，且所測(cè)到的列車速度< 0.8 km/h。

（3）屏蔽門使能。

在列車停車到位后，車載信號(hào)接收到開門命令后，將向軌旁不間斷發(fā)送屏蔽門使能；在收到列車關(guān)門命令后，會(huì)取消發(fā)送屏蔽門使能。

（4）列車軌跡占用準(zhǔn)確。

由于列車輪徑參數(shù)、線路狀態(tài)等原因，CBTC列車運(yùn)行中，存在一定的定位誤差，軌跡占用是車載信號(hào)系統(tǒng)在列車前后兩端加上一定的位置誤差長(zhǎng)度，此誤差長(zhǎng)度隨著運(yùn)行距離的增加而逐漸增大，保證列車實(shí)際占用位置不會(huì)因定位誤差超出范圍。通過(guò)讀取軌旁的信標(biāo)校正列車位置，將占用誤差重置，校正后的初始誤差為0.6 m如圖1所示。

停車后，列車軌跡占用需都在站臺(tái)內(nèi)且定位誤差在1 m以內(nèi)，軌旁系統(tǒng)才會(huì)判斷列車的定位良好，收到列車發(fā)來(lái)的屏蔽門使能后，向屏蔽門系統(tǒng)發(fā)送命令使屏蔽門打開。

1.2 列車車門與屏蔽門關(guān)閉聯(lián)動(dòng)條件

（1）列車停站到位。

（2）車載信號(hào)系統(tǒng)接受到有效的關(guān)門命令，取消屏蔽門使能。

2 車門與屏蔽門延時(shí)現(xiàn)象分析

列車門控模式有三種：自動(dòng)開（A）/自動(dòng)關(guān)（A）、自動(dòng)開（A）/手動(dòng)關(guān)（M）、手動(dòng)開（M）/手動(dòng)關(guān)（M）。在手動(dòng)開門或手動(dòng)關(guān)門模式下，當(dāng)司機(jī)按壓開門或關(guān)門按鈕，車門隨即打開或關(guān)閉，但屏蔽門會(huì)延時(shí)2～3 s才會(huì)聯(lián)動(dòng)打開或關(guān)閉，下面以列車開右門聯(lián)動(dòng)屏蔽門來(lái)分析延時(shí)原因。

2.1 車門動(dòng)作

手動(dòng)門控：當(dāng)司機(jī)按壓開右門按鈕后，通過(guò)按鈕的接點(diǎn)接通電源，輸入一個(gè)脈沖給車輛門控系統(tǒng)進(jìn)行開車門，車門即時(shí)動(dòng)作，直接打開。

自動(dòng)門控：由中央ATS系統(tǒng)發(fā)關(guān)開關(guān)門命令，通過(guò)軌旁發(fā)送至列車，通過(guò)動(dòng)作車載信號(hào)系統(tǒng)的開關(guān)門繼電器，向車輛門控系統(tǒng)發(fā)送命令。

2.2 屏蔽門動(dòng)作

（1）通過(guò)車輛開右門按鈕接點(diǎn)閉合，使車輛的開右門繼電器吸起，經(jīng)開右門繼電器接點(diǎn)接通110DC的電源給VATC系統(tǒng)，輸入開右門信號(hào)（此輸入信號(hào)需保持200～500 ms方為有效輸入）。

（2）VATC收到開右門輸入請(qǐng)求后，通過(guò)系統(tǒng)判斷，檢測(cè)列車已停站到位后，通過(guò)TWC車地通信系統(tǒng)將屏蔽門使能命令傳往軌旁。

（3）軌旁RATP設(shè)備收到屏蔽門使能命令后，發(fā)給聯(lián)鎖機(jī)，再通過(guò)OBC目標(biāo)控制器控制開右門安全繼電器吸起，接通電源通過(guò)屏蔽門接口電路到屏蔽門系統(tǒng)，控制屏蔽門聯(lián)動(dòng)打開右門。

從司機(jī)按壓開門按鈕到軌旁信號(hào)系統(tǒng)向屏蔽門輸出開右門命令，延時(shí)為1.5 s；屏蔽門系統(tǒng)從接到命令到屏蔽門動(dòng)作，延時(shí)為0.5 s。由于屏蔽門聯(lián)動(dòng)需經(jīng)多重環(huán)節(jié)，所以車門與屏蔽門存在同步開關(guān)門延時(shí)問(wèn)題，延時(shí)時(shí)間約為2～3 s。

2.3 屏蔽門延時(shí)問(wèn)題處理

在車輛門控系統(tǒng)中，車門的動(dòng)作延時(shí)有3 s的調(diào)整時(shí)間，可通過(guò)調(diào)整此延時(shí)保證車門與屏蔽門同步開關(guān)。

在自動(dòng)門控模式下中，信號(hào)系統(tǒng)可通過(guò)延遲向車輛發(fā)送開關(guān)門命令，使車門與屏蔽門同步開關(guān)。

3 案例分析

3.1 案例1：列車車門與屏蔽門對(duì)準(zhǔn)后，無(wú)停站到位信息

在列車進(jìn)站對(duì)標(biāo)時(shí)，如列車在較長(zhǎng)時(shí)間保持較低的速度（<3 km/h）運(yùn)行，車載測(cè)速系統(tǒng)的測(cè)量精度將下降（在速度<5 km/h

時(shí)多普勒雷達(dá)測(cè)速不準(zhǔn)確，不參與運(yùn)算）及會(huì)較早讀到軌旁的位標(biāo)，造成列車的定位誤差增大，在列車停車后，系統(tǒng)測(cè)算的位置與信號(hào)停車標(biāo)偏差在50 cm的范圍外，因此無(wú)停站到位信息。

3.2 案例2：司機(jī)按壓開門按鈕，車門打開，屏蔽門不動(dòng)作

通過(guò)分析車載日志記錄，發(fā)現(xiàn)列車在老街站對(duì)標(biāo)停車后，RATP接收到的列車物理占用區(qū)間超出了站臺(tái)區(qū)域。如下圖所示，Head FP 進(jìn)入了14區(qū)段，Tail FP 進(jìn)入了16區(qū)段，正常情況下FP都應(yīng)在站臺(tái)區(qū)段15之內(nèi)如圖2所示。RATP一旦發(fā)現(xiàn)列車物理占用超出站臺(tái)，將認(rèn)為列車沒(méi)有完全停在站臺(tái)安全范圍內(nèi)，而禁止向屏蔽門發(fā)出使能信號(hào)，使屏蔽門不能打開。

列車的物理占用信息由車載ATC計(jì)算并發(fā)送給RATP。在雙機(jī)熱備的情況下，由于隨時(shí)存在主備機(jī)即時(shí)切換的可能，為保證切換前后RATP能夠得到一致的列車位置信息，以避免RATP產(chǎn)生不必要的移動(dòng)授權(quán)保護(hù)，車載ATC綜合雙機(jī)的位置信息，將最大可能的物理占用發(fā)送給RATP，使切換前后RATP不會(huì)因主備機(jī)之間的位置誤差而誤認(rèn)為列車產(chǎn)生了意外移動(dòng)。

經(jīng)過(guò)分析車載ATC的日志記錄，發(fā)現(xiàn)備機(jī)在老街進(jìn)站的過(guò)程中，幾乎忽略了所有的信標(biāo)，造成備機(jī)累積位置誤差很大，列車定位誤差在列車進(jìn)站停車后達(dá)到了 11.09 m，正常情況應(yīng)為0.4 m左右。備機(jī)由此計(jì)算的列車物理占用與實(shí)際產(chǎn)生了很大的偏差，查找確認(rèn)備機(jī)位標(biāo)讀取器故障，從而導(dǎo)致了該問(wèn)題的發(fā)生。

3.3 案例3：車門關(guān)閉，屏蔽門關(guān)閉后自動(dòng)打開

司機(jī)按壓列車關(guān)門按鈕后，車門關(guān)閉，屏蔽門不能關(guān)閉，在軌旁PSL關(guān)閉，鑰匙復(fù)位后屏蔽門又自動(dòng)打開。

信號(hào)系統(tǒng)接收的車門關(guān)閉請(qǐng)求信號(hào)是由車輛的關(guān)左門按鈕繼電器MDCLR、關(guān)右門按鈕繼電器MDCRR接點(diǎn)送給的，司機(jī)按壓關(guān)門按鈕后，關(guān)門繼電器吸起，司機(jī)松開按鈕后，關(guān)門繼電器落下。關(guān)門請(qǐng)求信號(hào)必須保持200～500 ms以上，信號(hào)系統(tǒng)才認(rèn)為此信號(hào)有效。如司機(jī)按壓按鈕時(shí)間不夠或繼電器故障，將會(huì)造成信號(hào)系統(tǒng)沒(méi)有得到有效的關(guān)門請(qǐng)求信號(hào)輸入，因此將不會(huì)取消發(fā)給軌旁的屏蔽門使能命令，造成車門與屏蔽門不能聯(lián)動(dòng)。

通過(guò)查看車載數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)VATC一直沒(méi)有收到關(guān)門請(qǐng)求信號(hào)，因此列車一直發(fā)使能命令給軌旁保持屏蔽門打開，所以司機(jī)在PSL操作屏蔽門，當(dāng)鑰匙復(fù)位后，屏蔽門會(huì)自動(dòng)打開，同時(shí)在信號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)上發(fā)現(xiàn)所有門關(guān)閉信號(hào)輸入一直沒(méi)有，故障原因?yàn)樾盘?hào)系統(tǒng)沒(méi)有接收到足夠的關(guān)門請(qǐng)求信號(hào)時(shí)間。

4 相關(guān)建議

4.1 故障應(yīng)急處理方法

（1）列車停車后，無(wú)停站到位信息。

司機(jī)人工后退列車，使車門與屏蔽門對(duì)準(zhǔn)后，手動(dòng)開關(guān)車站與屏蔽門。

（2）按壓開門按鈕，車門打開，屏蔽門不動(dòng)作。

重新按壓開門按鈕，保證按鈕可靠按下及接通時(shí)間>2 s，如仍不動(dòng)作，則手動(dòng)打開屏蔽門。

（3）車門關(guān)閉，屏蔽門關(guān)閉后自動(dòng)打開。

此問(wèn)題在新司機(jī)中發(fā)生較多，多次發(fā)生司機(jī)反復(fù)操作屏蔽門后又自動(dòng)打開的情況，造成列車長(zhǎng)時(shí)間停站延時(shí)。如遇長(zhǎng)時(shí)間按壓按鈕后屏蔽門不能關(guān)閉，可能為繼電器故障，此時(shí)可通過(guò)切除ATP，使列車不在向軌旁發(fā)送屏蔽門使能后，再在PSL上關(guān)閉屏蔽門；或通過(guò)車控室關(guān)閉屏蔽門，保證列車準(zhǔn)時(shí)發(fā)車。

4.2 施工設(shè)計(jì)要求

在地鐵建設(shè)前期，要求系統(tǒng)承包商提供車門、屏蔽門動(dòng)作時(shí)間及信號(hào)系統(tǒng)的傳輸時(shí)間；在各系統(tǒng)接口合同中明確車門與屏蔽門聯(lián)動(dòng)調(diào)試的主負(fù)責(zé)方，規(guī)定車門與屏蔽門聯(lián)動(dòng)延時(shí)時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)總結(jié)車門與屏蔽門不能聯(lián)動(dòng)的故障原因，并針對(duì)性加強(qiáng)了司機(jī)的操作及故障應(yīng)急培訓(xùn)后，車門與屏蔽門不能聯(lián)動(dòng)故障的發(fā)生率及處理時(shí)間大幅減小，有效保障了地鐵運(yùn)營(yíng)準(zhǔn)點(diǎn)率。

隨著地鐵行車間隔時(shí)間的不斷縮小，對(duì)行車人員及設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量提出了更高要求，我們將不斷鉆研設(shè)備技術(shù)，總結(jié)故障處理經(jīng)驗(yàn)，為行車人員迅速處理故障提供技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

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