南京地鐵4號線車門與站臺門不聯(lián)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(lián)動問題，從開關(guān)門聯(lián)動控制邏輯、故障規(guī)律查找、故障部件分析等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述分析，提出了有效的改進(jìn)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(guān)鍵詞：地鐵;車門;站臺門;聯(lián)動控制

中圖分類號：U231.4 文獻(xiàn)標(biāo)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(xiàn)已成為信號系統(tǒng)一個不可或缺的組成部分。就設(shè)計而言，運(yùn)營服務(wù)過程中電客車車門和站臺門聯(lián)鎖控制、同步開關(guān)，既確保了行車安全和乘客安全，又降低了司機(jī)的工作強(qiáng)度。本文就南京地鐵4號線（下文簡稱4號線）曾出現(xiàn)的多起手動開關(guān)門車門與站臺門不聯(lián)動故障展開深入分析，找到原因并進(jìn)行改進(jìn)。

1 信號系統(tǒng)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(tǒng)，系統(tǒng)通過確定列車在站臺停準(zhǔn)、提供車門打開授權(quán)、提供站臺門打開授權(quán)、車門狀態(tài)監(jiān)控、站臺門狀態(tài)監(jiān)控等功能來實(shí)現(xiàn)車門站臺門的聯(lián)鎖控制。

1.1 開門聯(lián)動控制邏輯

如圖1，（1）VOBC（車載控制器）判斷列車與站臺對準(zhǔn)，停車精度在±0.5m以內(nèi);（2）VOBC使能相應(yīng)側(cè)車門。同時，VOBC發(fā)送使能命令給MAU以使能相應(yīng)側(cè)的PSD（站臺門）;（3）MAU（移動授權(quán)單元）驗(yàn)證使能命令，如果VOBC報告“停站”，有效的使能命令被轉(zhuǎn)發(fā)給PMI（移動授權(quán)單元）;（4）當(dāng)車門模式為“自動開/手動關(guān)”位時，VOBC將命令打開車門。否則，VOBC將通過司機(jī)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(dāng)VOBC命令打開車門或檢測到車門打開請求，VOBC將發(fā)送開門命令給MAU;（6）MAU檢查使能有效，則接受打開命令并轉(zhuǎn)發(fā)給PMI;（7）PMI將使打開命令繼電器得電，同時使關(guān)閉命令繼電器失電，站臺門同步打開。

1.2 關(guān)門聯(lián)動控制邏輯

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

1.3 手動開關(guān)門指令的同步發(fā)送

在司機(jī)室左右側(cè)門立柱上各設(shè)置了一對開門和關(guān)門按鈕，同時在駕駛臺左右兩側(cè)也各設(shè)置了一對開門和關(guān)門按鈕，駕駛臺開關(guān)門按鈕分別與相應(yīng)側(cè)立柱開關(guān)門按鈕觸點(diǎn)并聯(lián)。以左側(cè)關(guān)門按鈕為例，DCPB1_L（駕駛臺左側(cè)關(guān)門按鈕）、DCPB2_L（立柱左側(cè)關(guān)門按鈕）各有一對常開觸點(diǎn)將動作狀態(tài)同時送至兩端VOBC機(jī)架的PPU（外圍處理單元）子架，經(jīng)VOBC處理后發(fā)給ZC（區(qū)域控制器），再由ZC將指令轉(zhuǎn)發(fā)給站臺門系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)車門與站臺門的聯(lián)動開關(guān)。

2 車門與站臺門不聯(lián)動故障

2.1 故障概況

經(jīng)統(tǒng)計2017-2018年，在正線運(yùn)營時共出現(xiàn)7起手動開關(guān)門作業(yè)時車門與站臺門不聯(lián)動問題，造成多次清客下線或晚點(diǎn)事件。不聯(lián)動總體表現(xiàn)為4類現(xiàn)象：開門操作時，車門開，站臺門未開;車門未開，站臺門開。關(guān)門操作時，車門關(guān)，站臺門未關(guān);車門未關(guān)，站臺門關(guān)。

2.2 故障調(diào)查及原因分析

2.2.1 多起聯(lián)動故障調(diào)查共性特點(diǎn)

（1）檢查開關(guān)門相關(guān)繼電器功能正常，線路各節(jié)點(diǎn)、端子接線正常;（2）檢查開關(guān)門按鈕無卡滯，按鈕觸點(diǎn)端子接線無虛接等現(xiàn)象;（3）開關(guān)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(diǎn)接觸不良導(dǎo)致，1起因DOPB2觸點(diǎn)接觸不良導(dǎo)致，還有3起因檢查時故障現(xiàn)象消失，不能確定，但也不排除與開關(guān)門按鈕有關(guān)。因此，正線手動開關(guān)門聯(lián)動故障大概率因開關(guān)門按鈕觸點(diǎn)接觸不良引起。

2.2.2 按鈕故障分析

開關(guān)門按鈕選用的是APT LA39（C）系列按鈕。拆下按鈕發(fā)現(xiàn)，按鈕開關(guān)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(guān)座發(fā)現(xiàn)開關(guān)元件內(nèi)部腔體也有許多微小的灰塵顆粒附著。查看按鈕的安裝環(huán)境發(fā)現(xiàn)，立柱是個空腔結(jié)構(gòu)，腔體內(nèi)按鈕開關(guān)座的上部是開放、貫通的，直接暴露在外界環(huán)境中，如圖3b，按鈕開關(guān)座也沒有設(shè)計防護(hù)盒進(jìn)行封閉，工作環(huán)境灰塵污染較大。

開關(guān)門按鈕觸點(diǎn)負(fù)載很小，實(shí)測發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)激活開門繼電器和關(guān)門列車線的按鈕觸點(diǎn)工作電流都不超過50mA，而給VOBC發(fā)送開關(guān)門請求指令的觸點(diǎn)負(fù)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(xiàn)“低電平失效”。故障件送檢報告顯示：產(chǎn)品使用環(huán)境惡劣，銀合金觸點(diǎn)表面粉塵積聚，觸點(diǎn)氧化，使觸點(diǎn)接觸電阻無限大，無法導(dǎo)通。

3 故障處理及改進(jìn)措施

3.1 故障應(yīng)急處置優(yōu)化

當(dāng)手動開門不聯(lián)動時，要求司機(jī)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(shè)置減小故障影響;上述操作無效時，要求嘗試按壓同側(cè)關(guān)門按鈕，以臨時排除關(guān)門按鈕常閉觸點(diǎn)接觸不良問題。關(guān)門不聯(lián)動時，同樣要求司機(jī)在立柱關(guān)門按鈕失效的情況下，必須按壓駕駛臺關(guān)門按鈕。

3.2 換型整改

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

4 結(jié)束語

開關(guān)門按鈕故障是4號線車門與站臺門不聯(lián)動故障的主要原因，按鈕換型整改結(jié)束一年多來，正線再未發(fā)生過因此而造成的不聯(lián)動問題。開關(guān)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(guān)鍵性指令設(shè)備，其狀態(tài)和可靠性將直接影響到乘客服務(wù)和列車準(zhǔn)點(diǎn)率，在今后的車輛設(shè)計中應(yīng)優(yōu)化開關(guān)門按鈕安裝處所的防塵密封，選擇更加適應(yīng)小電流條件的按鈕型號，進(jìn)一步提升車輛與信號接口設(shè)備的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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