地鐵車輛車門控制原理及改進(jìn)建議

摘 要：隨著城市發(fā)展的加快，地鐵交通發(fā)展迅速，在城市交通中占有舉足輕重的地位。地鐵車輛具有間隔短、流量大的特點(diǎn)，要求地鐵車輛在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)快速完成乘客的進(jìn)出，因此車門的正常開(kāi)關(guān)尤為重要。本文介紹了部分城市地鐵車門的控制原理，闡述了門控電路存在的問(wèn)題，并提出了改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；車門；控制電路；改進(jìn)方案

中圖分類號(hào)：U270.386 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0322-01

地鐵載客量大、污染小、運(yùn)輸速度快，為人們的工作和生活提供了舒適的出行方式。地鐵列車的安全必須給予足夠的重視，以確保乘客的安全。乘客門是地鐵車輛的重要組成部分，不僅數(shù)量龐大（有的地鐵每列車具有60個(gè)車門），而且經(jīng)常使用（平均每2min開(kāi)閉一次）。如果門的結(jié)構(gòu)和控制在設(shè)計(jì)上不夠安全和可靠，會(huì)給乘客帶來(lái)更大的風(fēng)險(xiǎn)，下面就地鐵車門控制原理及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行介紹。

1 地鐵車輛車門控制原理

城市地鐵車型有很多種，而車門的類型包括三種：內(nèi)藏式移門，塞拉門和外掛密閉門。

1.1 車門總體控制原理

三種門的一般控制原理相似。左側(cè)車門打開(kāi)控制原理：在列車的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的作用下，ATP鑰匙開(kāi)關(guān)已就位。該信號(hào)系統(tǒng)為開(kāi)啟的門提供支持信號(hào)，并控制左右門以使繼電器k01接收電力。在非ATP保護(hù)下，ATP鑰匙開(kāi)關(guān)就位，列車停止，零速度繼電器獲得電力，列車啟動(dòng)左側(cè)門，讓繼電器k01獲得

自動(dòng)列車在（ATO）模式下運(yùn)行，繼電器k05被信號(hào)系統(tǒng)控制，門保持繼電器k03充電；在非ATO模式下，按開(kāi)門按鈕s01，門保持繼電器k03充電，列車開(kāi)門指令生成；在門保持充電后，它通常會(huì)打開(kāi)觸點(diǎn)，吸進(jìn)單門，打開(kāi)繼電器k23，然后通過(guò)電箱送到其他車門繼電器。當(dāng)單車門繼電器供電時(shí)，開(kāi)啟說(shuō)明直接發(fā)送到控制每扇門開(kāi)啟的門控單元（edcu）。右邊的門和左邊的門一樣可以打開(kāi)。門的關(guān)閉控制原理與門的開(kāi)啟原理基本相似，但繼電器運(yùn)動(dòng)的反向操作除外：當(dāng)按下關(guān)閉按鈕s03（左門）、s04（右門）時(shí)，門通常是關(guān)閉和斷開(kāi)的，保持繼電器丟失，單門繼電器丟失，開(kāi)啟指令失效，關(guān)閉指令生效，門關(guān)閉。

車門保持繼電器得電后，其常開(kāi)觸點(diǎn)吸合后單節(jié)車車門開(kāi)繼電器K23得電，然后再通過(guò)車鉤電氣盒送給其他節(jié)車的車門繼電器。單節(jié)車車門繼電器得電后，將開(kāi)門指令直接送到車門控制單元（EDCU），控制每個(gè)車門打開(kāi)。

1.2 氣動(dòng)內(nèi)藏門單個(gè)車門打開(kāi)控制原理

門保持繼電器功率，門解鎖繼電器k21功率，它的定期開(kāi)啟接觸關(guān)閉，y03電磁閥功率，門解鎖短行程風(fēng)缸在彈簧作用下，鎖鉤彈開(kāi)，門解鎖；門開(kāi)啟繼電器k23，單門控制繼電器k11功率，它的定期開(kāi)啟接觸關(guān)閉，經(jīng)常是關(guān)閉接觸斷開(kāi)，y01電磁閥功率，y02電磁閥，驅(qū)動(dòng)風(fēng)缸關(guān)閉端閥打開(kāi)排氣，打開(kāi)門到氣的盡頭，從而控制門的開(kāi)啟。

2 故障分析

2.1 問(wèn)題描述

2014年11月，某地地鐵1號(hào)線A3型車在上行方向行駛時(shí)在有開(kāi)門使能信號(hào)，無(wú)微動(dòng)開(kāi)關(guān)跳閘、無(wú)故障信息的情況下出現(xiàn)整列車門無(wú)法打開(kāi)，司機(jī)分別執(zhí)行S11打手動(dòng)位、切除ATP開(kāi)關(guān)、打零速旁路均無(wú)法開(kāi)門；司機(jī)手動(dòng)操作開(kāi)門繼電器K03后才將車門打開(kāi)，使正點(diǎn)運(yùn)行的車輛晚點(diǎn)。

2.2 原因分析

在檢查時(shí)，車輛人員發(fā)現(xiàn)關(guān)閉s03按鈕出現(xiàn)故障，并拆下s03按鈕，發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)斷腳，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)停止工作，使s03無(wú)法關(guān)閉。當(dāng)關(guān)閉按鈕s03斷開(kāi)時(shí)，它將導(dǎo)致打開(kāi)按鈕被按下，左邊的打開(kāi)將使繼電器k03不能被供電，從而阻止門打開(kāi)。這個(gè)按鈕是塑料的。當(dāng)按下按鈕時(shí)，按鈕腳的兩側(cè)迫使開(kāi)關(guān)元件的動(dòng)作，通過(guò)觀察按鈕的斷裂處較光滑，得出結(jié)論，斷裂原因是由于按鈕頻繁受力所導(dǎo)致。

2.3 潛在隱患

目前，列車上使用的幾乎所有按鈕都是這種類型，在日常應(yīng)用中故障率較高。人們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，開(kāi)關(guān)部件的接觸不傳遞，接觸不好，腳斷裂等。由于按鈕開(kāi)關(guān)固有的不穩(wěn)定性，特別是當(dāng)它已經(jīng)使用了若干年，并且當(dāng)火車的開(kāi)關(guān)沒(méi)有連接，定期更換按鈕開(kāi)關(guān)或開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)不能消除潛在的隱患。此外，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，如果繼電器在其控制電路中出現(xiàn)k01、k03等延遲/接觸等故障，也會(huì)造成類似列車車門故障。另外，在列車上的繼電器有延遲、繼電器接觸問(wèn)題等故障。如果客運(yùn)線路運(yùn)行時(shí)，列車到站后的整個(gè)車門無(wú)法打開(kāi)，將導(dǎo)致乘客無(wú)法正常上下，如果發(fā)生緊急情況，如發(fā)生火災(zāi)，將對(duì)列車的安全和正常運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。鑒于此，對(duì)門控電路進(jìn)行改造勢(shì)在必行。

3 改造方案

為了減少故障對(duì)前線正常運(yùn)行和乘客安全的影響，提出了以下的門控制電路的改進(jìn)。將“應(yīng)急門”開(kāi)關(guān)添加到原來(lái)的打開(kāi)和保持控制電路，以繞過(guò)關(guān)閉按鈕s03、s04以及打開(kāi)和保持繼電器k03、k04等打開(kāi)和保持控制電路。在“緊急門”信號(hào)線和列車線路之間加一個(gè)二極管，以防止回流的影響。當(dāng)啟動(dòng)“緊急門”開(kāi)關(guān)時(shí)，可通過(guò)開(kāi)門維護(hù)控制電路繞過(guò)該開(kāi)關(guān)直接到達(dá)開(kāi)門繼電器k23和k24，110伏電壓可通過(guò)開(kāi)門列車線路傳輸?shù)矫總€(gè)車輛的開(kāi)門繼電器k23和k24。在門能使信號(hào)有效的情況下，當(dāng)關(guān)閉按鈕不能關(guān)閉時(shí)，開(kāi)啟和保持繼電器不能被吸收，“緊急門”開(kāi)關(guān)可用于迫使每輛車的110伏電壓輸出到開(kāi)啟繼電器k23和k24以實(shí)現(xiàn)緊急開(kāi)門。\"緊急門\"開(kāi)關(guān)不會(huì)繞過(guò)啟動(dòng)門信號(hào)，從而確保只有在列車發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)時(shí)（atp發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)或切斷atp，列車停止運(yùn)行），才能確保旁路功能有效，同時(shí)保留開(kāi)啟門的前提條件，并確保緊急門的安全。

4 改造效果及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

改造效果。在正常駕駛條件下，該修正對(duì)門開(kāi)關(guān)的功能沒(méi)有影響。當(dāng)單扇門未能打開(kāi)或單門未能打開(kāi)時(shí)，“緊急門”開(kāi)關(guān)可用來(lái)打開(kāi)破碎的門；改造后的“救急門”開(kāi)關(guān)能夠解決多種類型車門的故障，減少故障處理環(huán)節(jié)，縮短故障與列車恢復(fù)運(yùn)行之間的時(shí)間差，有效降低故障對(duì)線路運(yùn)行的影響，確保車廂內(nèi)乘客快速疏散，確保乘客安全。

5 結(jié) 論

目前，城市地鐵線路平均每日客流量已超過(guò)數(shù)百萬(wàn)人次，線路交通密度達(dá)到高峰近2min。隨著線路網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展，地鐵乘客流量將繼續(xù)增加。因此，對(duì)車門開(kāi)閘電路進(jìn)行改造具有重要意義，可避免因繼電器或按鈕故障導(dǎo)致列車車門無(wú)法開(kāi)啟的隱患，確保行車安全。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-8-2