城鐵車輛基于ATO 模式下車門系統(tǒng)故障分析及處理措施探討

孫鵬

（中車大連機(jī)車車輛有限公司城鐵分公司，遼寧 大連116000）

城際鐵路具有準(zhǔn)時(shí)、公交化、高密度、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)鐵路行業(yè)的最新規(guī)定與要求，對(duì)于時(shí)速小于250km/h 的城際鐵路，需采用CTCS-2 級(jí)列控系統(tǒng)，并且可依據(jù)現(xiàn)實(shí)需要，酌情增設(shè)列車駕駛系統(tǒng)（ATO）。針對(duì)ATO 系統(tǒng)而言，其具有多種功能，如自動(dòng)折返、站臺(tái)精確停車、自動(dòng)駕駛、車門與屏蔽門聯(lián)動(dòng)等。但在實(shí)際運(yùn)行中，車門系統(tǒng)易發(fā)生故障情況，對(duì)此，本文就此作一剖析，并指出具體的處理措施。

1 列車安全駕駛中城鐵車門系統(tǒng)的意義分析

在整個(gè)城鐵車站列車集中控制系統(tǒng)架構(gòu)當(dāng)中，ATO 為其中的一個(gè)重要子系統(tǒng)，其能夠根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要，將列車駕駛?cè)蝿?wù)予以完成，并且能夠借助地面所提供的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的各項(xiàng)運(yùn)行控制，比如列車自動(dòng)折返、制動(dòng)、牽引等，以此使列車始終處于一種最佳、最合理的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于ATO 模式來講，其不僅能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行成本的降低，而且還能實(shí)現(xiàn)高頻次發(fā)車，促進(jìn)列車相應(yīng)運(yùn)營彈性的增加，是切實(shí)推動(dòng)城鐵建設(shè)的重要助力。針對(duì)城鐵車門系統(tǒng)來講，由于其有著比較多的車門數(shù)量，而且操作比較頻繁，因此，其在城鐵車輛運(yùn)行體系中，尤其是在ATO 模式的運(yùn)行狀態(tài)下，發(fā)揮著重要作用。需要指出的是，針對(duì)車門來講，無論是在控制方面，還是在結(jié)構(gòu)方面，如果存在不足或缺陷，那么其安全性便難以得到保障，如此一來，不僅會(huì)對(duì)車輛運(yùn)營造成影響，而且還會(huì)對(duì)乘客的人身安全造成威脅、危害。因此，要想切實(shí)提高城鐵車輛客室車門的安全性，此點(diǎn)尤為重要；特別是要針對(duì)停站時(shí)間短、客流量大及行車間隔小等特點(diǎn)，在滿足各項(xiàng)功能的前提下，盡可能選用控制環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)合理且有著較高控制元件品質(zhì)的車門，以此來減少故障的發(fā)生。

2 ATO 模式城鐵車輛下車門系統(tǒng)故障及對(duì)策

以某城鐵車輛為例，依據(jù)其故障分析報(bào)告，剖析其車門的常見故障及具體的處理方案，為相關(guān)研究提供依據(jù)與參考。

2.1 故障案例1

2017 年2 月12 日7 時(shí)16 分，某城鐵車輛于ATO 模式下，至某會(huì)展中心下行自動(dòng)對(duì)標(biāo)時(shí)，列車的右側(cè)車門發(fā)生了故障，未能全部打開，僅開了15cm；另外，還需要指出的是，當(dāng)屏蔽門均處于打開狀態(tài)時(shí)，司機(jī)按下按鈕（開門鍵），此時(shí)，車門打開，并且到達(dá)了指定位置，車門恢復(fù)到了原先的功能狀態(tài)。當(dāng)列車成功回庫之后，對(duì)諸如事件記錄等進(jìn)行相應(yīng)下載，并開展深層次、系統(tǒng)化的分析，從中發(fā)現(xiàn)，列車并未及時(shí)報(bào)告此次故障；另外，于ATO 模式下，列車停靠平穩(wěn)，開門時(shí)，零速信號(hào)存在跳變狀況，受此影響，出現(xiàn)了車門無法正常打開的狀況。

通過下載列車故障履歷，并對(duì)其展開深入性分析，從中發(fā)現(xiàn)列車在故障時(shí)間點(diǎn)前后沒有報(bào)告任何故障，僅有相關(guān)信息被提示出來。針對(duì)此狀況，基于ATO 模式下，深入剖析列車當(dāng)前的開、關(guān)門邏輯，針對(duì)列車而言，如果其在指定時(shí)間內(nèi)到站，并且在停穩(wěn)之后，其零速信號(hào)處于有效狀態(tài)，那么此時(shí)，ATC 會(huì)根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，把門允許信號(hào)及時(shí)向雷車接收系統(tǒng)發(fā)送，并且還會(huì)將開門信號(hào)一并向其發(fā)送；當(dāng)收到信號(hào)后，車門會(huì)自動(dòng)打開；需要指出的是，ATC 在將開門信號(hào)發(fā)送給列車的同時(shí)，還會(huì)將開門信號(hào)自動(dòng)發(fā)送給屏蔽門，此外，列車屏蔽門開門信號(hào)與車門開門信號(hào)之間，往往處于一種獨(dú)立狀態(tài)。依據(jù)開門邏輯的當(dāng)前實(shí)況，門控器（EDCU）執(zhí)行對(duì)相應(yīng)開門動(dòng)作予以執(zhí)行的基本前提，即為需要保證維持在一種零速信號(hào)狀態(tài)下；在開門過程中，如果處于非零速信號(hào)＞100ms，那么此時(shí)的門扇會(huì)便會(huì)執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作，如果在關(guān)門時(shí)，零速信號(hào)滿足既定要求，那么門會(huì)維持于當(dāng)前位置，不作任何動(dòng)作。對(duì)列車數(shù)據(jù)進(jìn)行下載得知，該車在2月12 日7 時(shí)16 分、25 分時(shí)存在零速信號(hào)丟失情況，而在此之后，重新恢復(fù)正常。

針對(duì)上述情況，若列車的運(yùn)行模式為ATO，并且能夠根據(jù)實(shí)際需要，基于對(duì)標(biāo)停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開門，而在此過程中，若有車門零速信號(hào)跳變的情況發(fā)生，那么需要司機(jī)依據(jù)此情況，馬上以手動(dòng)的方式對(duì)開啟開門按鈕，此操作后，車門便可以正常且及時(shí)的被開啟。此外，還需要指出的是，當(dāng)對(duì)零速信號(hào)跳變情況沒有進(jìn)行及時(shí)處理的狀況下，需要以全部車組跳接箱為對(duì)象，圍繞其中的28B 點(diǎn)（XT397.2），都予以挑開，借此把零速信號(hào)跳變所引起的屏蔽門與車門無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)這一狀況給克服掉。

2.2 故障案例2

2019 年6 月4 日12 時(shí)41 分左右，某城鐵車輛于指定站點(diǎn)下行，而在將要出站時(shí)，司機(jī)發(fā)現(xiàn)該車6 號(hào)門為關(guān)閉，而將此車門重新開關(guān)后，此門仍沒有關(guān)閉，到了50 分時(shí)，司機(jī)用手動(dòng)方式將故障車門切除后，于ATO 模式下降車啟動(dòng)，受此影響，列車開車延時(shí)了多達(dá)9 分鐘。當(dāng)回庫之后，對(duì)事件記錄數(shù)據(jù)、故障診斷數(shù)據(jù)以及車門門控器數(shù)據(jù)進(jìn)行下載，并進(jìn)行綜合分析，分析流程為：當(dāng)發(fā)生故障后，列車的人機(jī)界面屏于6 月4 日12 時(shí)42 分左右秒報(bào)“車門未全關(guān)閉且無旁路信號(hào)”的故障。如果列車車門都處在一種比較典型的閉合狀態(tài)，那么受此影響，會(huì)形成門已經(jīng)關(guān)好的相應(yīng)回路，此時(shí)，列車方能進(jìn)行正常開車。而在12 時(shí)42 分時(shí)，列車穩(wěn)停之后，列車無論是開門列車線，還是允許列線、零速列車線，均處于有效狀態(tài)，“列車門關(guān)好左”從之前的高電平相低電平轉(zhuǎn)換，列車門正常開啟。而在7 分鐘后，當(dāng)停穩(wěn)后，無論是此時(shí)的零速列車線，還是關(guān)門列車線，再或者是允許列車線，都會(huì)處于一種有效狀態(tài)，當(dāng)連續(xù)進(jìn)行2 此的關(guān)門操作，此時(shí)，針對(duì)“列車門關(guān)好左”這一狀態(tài)而言，仍然處于一種低電平狀態(tài)。通過對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析得知，明確為車門門控器報(bào)故障，代碼為“29”，提示為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路存在過流故障。針對(duì)此情況，對(duì)列車車門接線端子排接線進(jìn)行嚴(yán)格檢查，并沒有發(fā)現(xiàn)松動(dòng)情況，另外，各個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)干涉、卡滯情況，采用手動(dòng)方法能夠?qū)④囬T正常關(guān)閉，對(duì)車門的各個(gè)尺寸進(jìn)行實(shí)際測定，都沒有異常。車門門控器報(bào)有故障，故障類型為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路過流故障，原因?yàn)殚T控器檢測到門控器中電流大于額定值。如果門控器經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)自身存在異常的電流，那么會(huì)即刻將車門運(yùn)動(dòng)終止，并表現(xiàn)為車門保護(hù)動(dòng)作的故障。當(dāng)對(duì)此車門門控器進(jìn)行更換后，經(jīng)多次車門關(guān)閉試驗(yàn)，都能達(dá)到指定位置，功能恢復(fù)正常。

針對(duì)上述情況可知，此車6 號(hào)車門的門控器當(dāng)中，存在電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路方面的故障，受此影響，造成車門難以閉合；由于車門門控器為整個(gè)城鐵車輛門系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，因此，需要做好門控器典型故障的定期排查工作。

3 結(jié)論

綜上，當(dāng)城鐵車輛處于ATO 模式下的運(yùn)行狀態(tài)，那么針對(duì)此時(shí)的車門系統(tǒng)來講，其工作狀態(tài)對(duì)車輛能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，發(fā)揮著不可磨滅的作用。針對(duì)城鐵車輛來講，其車門需要經(jīng)常性的關(guān)與開，因此，對(duì)于車門系統(tǒng)而言，若在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)生難以正常開工作的狀況，通常是由門控器電路故障、零速信號(hào)跳變等因素所造成。所以，需要以門控器數(shù)據(jù)為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格化、系統(tǒng)化、深層次的檢查，針對(duì)所發(fā)現(xiàn)的問題，需即刻予以解決，以此使城鐵始終處于高效、安全運(yùn)行狀態(tài)。