淺析電客列車車門控制原理

汪明華

摘 要： 在地鐵運(yùn)營過程中，因地鐵站間距設(shè)計(jì)不長、車站較多，需列車頻繁停站進(jìn)行開關(guān)門，為保證乘客能及時(shí)、迅速上下車，車門頻繁動(dòng)作容易引發(fā)車門故障；為提高司機(jī)在車門故障時(shí)能夠有效處置，本文以廣州地鐵2號(hào)線電客列車車門為例，嘗試對車門控制原理進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞： 車門控制；開/關(guān)門；零速；安全回路；障礙物探測；切除

中圖法分類號(hào) U270.38+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

0 引言

各個(gè)城市的地鐵運(yùn)行過程中，車門故障也屬于高發(fā)故障；同時(shí)，車門故障也會(huì)影響服務(wù)質(zhì)量和乘客安全，特別是大客流時(shí)還會(huì)影響運(yùn)營秩序。為提高司機(jī)在車門故障時(shí)能夠有效處置，本文對車門控制原理進(jìn)行闡述，為司機(jī)處置車門故障提供依據(jù)。

1 車門控制原理

從車門控制原理圖上（圖1）可以看出，列車的開門控制時(shí)EDCU單元為保證安全，對列車開門實(shí)行了零速保護(hù)，簡單的描述：列車車門要正常打開時(shí)須同時(shí)具備兩個(gè)條件：

列車的實(shí)際速度為零；

有開門指令。

在EDCU（電子門控單元）同時(shí)收到這兩個(gè)信號(hào)后，將開門指令發(fā)出給車門電機(jī)，將對應(yīng)車門的兩個(gè)門頁運(yùn)動(dòng)至打開狀態(tài)。

1. 開/關(guān)門

整個(gè)門系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是由電子門控單元來控制，電機(jī)通過傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)絲桿，絲桿上的螺母（螺母通過鉸鏈與門頁相連）驅(qū)動(dòng)門頁運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)車門；同時(shí)，絲桿/螺母機(jī)構(gòu)保證同一車門兩個(gè)門頁的同步性。

通常開關(guān)門是通過安裝在司機(jī)室內(nèi)開關(guān)門控制面板上的開關(guān)門按鈕來實(shí)現(xiàn)的，開關(guān)門控制面板安裝在司機(jī)室內(nèi)，司機(jī)室內(nèi)每側(cè)設(shè)一套，分為列車的左右側(cè)開關(guān)門控制面板，分別控制列車左右兩側(cè)車門的開門、關(guān)門，每側(cè)都有單獨(dú)的電路。當(dāng)司機(jī)用主控鑰匙激活司機(jī)臺(tái)時(shí)，開關(guān)門控制面板上的開關(guān)門按鈕得電。當(dāng)所有車門被關(guān)閉且鎖閉良好時(shí)，兩側(cè)的關(guān)門按鈕指示燈點(diǎn)亮、且所有關(guān)門指示燈點(diǎn)亮；如果有任意一側(cè)的任意一個(gè)車門沒有關(guān)閉且鎖閉良好的時(shí)候，相應(yīng)側(cè)的關(guān)門按鈕指示燈將無法點(diǎn)亮、且所有關(guān)門指示燈也不會(huì)亮；兩側(cè)的關(guān)門按鈕指示燈和所有關(guān)門指示燈顯示當(dāng)下列車車門的狀態(tài)，方便司機(jī)能及時(shí)準(zhǔn)確確認(rèn)車門是否正常。

在通常的操作中，開門可以由ATP自動(dòng)實(shí)現(xiàn)（列車以ATO進(jìn)站，門模式選擇開關(guān)2S11在自動(dòng)開門位）。當(dāng)列車停車且停在站臺(tái)的正確位置時(shí)，ATP子系統(tǒng)才能給出車門使能信號(hào)，車門可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開門。但在URM模式下，列車將一直有車門使能信號(hào)，但列車不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開門功能，只能通過操作司機(jī)室的開門按鈕來實(shí)現(xiàn)開門。無論在任何情況下，車門使能與牽引控制單元的零速信號(hào)互鎖。

當(dāng)司機(jī)按下關(guān)門按鈕后（主控鑰匙激活司機(jī)操縱臺(tái)后關(guān)門按鈕有效），關(guān)門信號(hào)通過列車線向EDCU（電子門控單元）發(fā)出，每個(gè)車門的EDCU（電子門控單元）收到關(guān)門信號(hào)后將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿，從而使門頁關(guān)閉且鎖閉到位。

單個(gè)車門的開關(guān)還可以通過乘務(wù)員鑰匙開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，在每輛車上的二位端的兩個(gè)車門（17/19、18/20號(hào)門）內(nèi)外側(cè)都安裝有乘務(wù)員鑰匙開關(guān)。當(dāng)車門關(guān)閉鎖到位且蓄電池電源可用時(shí)，可使用專用鑰匙操作乘務(wù)員鑰匙開關(guān)來進(jìn)出車輛。乘務(wù)員鑰匙開關(guān)有三個(gè)檔位，即“開”、“斷”和“關(guān)”。只有當(dāng)開關(guān)處于“斷”位置時(shí)，鑰匙才可以插入和拔出；當(dāng)開關(guān)處于“開”位時(shí)將導(dǎo)致對應(yīng)車門被解鎖并部分打開，同時(shí)可以手動(dòng)全部打開該車門；當(dāng)開關(guān)處于“關(guān)”位時(shí)，對應(yīng)車門將自動(dòng)關(guān)閉且鎖閉或可以完成手動(dòng)關(guān)閉且鎖閉，列車安全回路將重新形成；將鑰匙重新設(shè)定在“斷”位不會(huì)影響對應(yīng)車門的狀態(tài)。

2. “零速”保護(hù)

列車速度為“0”時(shí)，得到“零速”信號(hào)后才能實(shí)現(xiàn)車門開、關(guān)的控制功能。當(dāng)列車速度大于5km/h時(shí)，仍然開啟的車門將自動(dòng)關(guān)閉。

3. 安全回路

每節(jié)車同一側(cè)所有車門的鎖閉行程開關(guān)的常開觸點(diǎn)是串聯(lián)在一起的，當(dāng)車門完全關(guān)閉后，門鎖閉行程開關(guān)的常開觸點(diǎn)閉合，形成每節(jié)車的關(guān)門安全連鎖回路，一列車的關(guān)門安全連鎖回路形成環(huán)路；整列車的所有車門關(guān)好后，司機(jī)室內(nèi)左右兩側(cè)的“關(guān)門”指示燈亮，列車才能啟動(dòng)。由于車門的狀態(tài)關(guān)系到乘客及運(yùn)營安全，列車的所有車門正確鎖閉才能保證列車正常運(yùn)行，只要列車上有一個(gè)車門沒有正確鎖閉，列車將無法正常起動(dòng)；而在運(yùn)行過程中，如果有乘客拉下車門緊急解鎖手柄，車門的安全回路則會(huì)斷開、無法形成環(huán)路，將觸發(fā)緊急制動(dòng)直至列車停車。

4. 車門的切除

當(dāng)單個(gè)車門出現(xiàn)故障（開門、關(guān)門或其他異常情況）時(shí)，為了保證列車的正常運(yùn)行，使用專用的鑰匙對該車門進(jìn)行切除（即將該車門的控制從整條回路里單獨(dú)隔離稱為車門切除）。切除車門后，安全回路將不再檢測該車門的安全狀態(tài)，開關(guān)門指令也無法控制該車門。

5. 障礙物探測

障礙物探測功能的啟動(dòng)根據(jù)車門的傳動(dòng)方式而定，氣動(dòng)門是以關(guān)門過程中的產(chǎn)生的阻力值通過壓力傳感器測定后實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)阻力值超過壓力傳感器設(shè)定額定壓力值，則啟動(dòng)障礙物探測功能；電動(dòng)門則是以關(guān)門過程中電機(jī)產(chǎn)生的電流值實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電流值超過設(shè)定額定值，則啟動(dòng)障礙物探測功能。

如果關(guān)門過程中門頁碰到障礙物，設(shè)定的上限關(guān)門力最多可持續(xù)0.5s，車門將隨之自動(dòng)重新打開至距離障礙物30CM的位置，然后重新關(guān)閉或保持這個(gè)位置進(jìn)行一段時(shí)間的調(diào)節(jié)后再重新關(guān)閉；如果障礙物一直存在兩門葉之間，經(jīng)過三次開關(guān)探測后，車門將處于完全打開狀態(tài)。障礙物探測的車門開關(guān)次數(shù)及障礙物的大小可以通過EDCU（電子門控單元）來設(shè)定。

2 整列車門開/關(guān)門的工作原理

開門動(dòng)作原理：下圖為列車開門保持電路圖，其中4S01為正常位置也就是在ATP保護(hù)下，ATO模式下列車對標(biāo)停穩(wěn)后，4A06發(fā)出指令給8K01/8K02，使得其斷開的點(diǎn)得以連通，（圖3）2S11在自動(dòng)位時(shí)發(fā)出指令給8K05/8K06，使得其斷開的點(diǎn)得以連通，在以上條件滿足后8K03/8K04才得電，并通過自己的一個(gè)點(diǎn)加以保持導(dǎo)通，車門保持打開。假如在非ATO模式下8S01/8S02按鈕按壓后取代了8K05/8K06的功能。

在URM模式下開門使能信號(hào)線路走向是8F01～2K04～2K11～4S01的常開點(diǎn)～8K01/8K02，也就是說在URM模式下只要列車的速度為零就有開門使能信號(hào)（速度為零時(shí)2K11得電）

如圖2所示，列車在ATO模式下，開門分為兩種模式：自動(dòng)開門和手動(dòng)開門，為保證乘客安全，列車設(shè)置了零速保護(hù)，即列車速度必須為零，才能給出開門使能信號(hào)，8K01得電后，才能在自動(dòng)或手動(dòng)模式下給出開門命令，EDCU在接收到開門命令和列車速度為零的信息后才會(huì)接通電機(jī)，使電機(jī)動(dòng)作開門。關(guān)門動(dòng)作原理：如圖3所示，按壓了8S03/8S04后，使得8K07/8K08得電，其在上圖中的兩個(gè)常閉點(diǎn)斷開，車門保持打開的回路被斷掉，車門保持回路以因不能保持而實(shí)現(xiàn)關(guān)門。

3 結(jié)束語

鑒于城市軌道交通電客列車開關(guān)的頻繁性及故障的多發(fā)性，本文嘗試闡述車門控制原理及開、關(guān)門工作原理，為電客列車司機(jī)在車門故障處置中提供依據(jù)。

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