一種無人駕駛列車項目車門進出方案

楊立冬

摘 要：結合無人駕駛列車項目運營特點，提出了一種車門進出方案，使得在“門允許列車線”和“保持關閉列車線”無法給出時，仍能夠安全、可靠的打開和關閉車門。

關鍵詞：車門;無人駕駛;安全

中圖分類號：U270.386 文獻標識碼：A

1 背景

既有的地鐵項目中司機或工作人員要想上車，可以通過操作機械解鎖裝置解鎖車門，然后手動拉開車門。無人駕駛列車項目由于沒有司機室門，工作人員只能通過客室門進出列車。相較于司機室門，客室門由于涉及乘客，車輛系統(tǒng)和信號系統(tǒng)一般都會設置“門允許列車線”或“保持關閉列車線”等安全信號來確保開門的安全性，但是在地鐵線路的某些區(qū)段（例如，區(qū)間內，存車線，非救援平臺）“門允許列車線”和“保持關閉列車線”無法給出或者有條件給出，若此時需要上車只能通過斷電后操作機械解鎖裝置解鎖車門，影響緊急情況下的開門，存在安全隱患。因此，需要開發(fā)一套無人駕駛列車項目車門進出方案，使得在“門允許列車線”和“保持關閉列車線”無法給出時，仍能夠安全、可靠的打開和關閉車門。

2 總體方案

在乘客室門設置車內電鑰匙裝置和車外電鑰匙裝置。車內電鑰匙裝置安裝在車門門驅機構上，操作時需要打開頂部罩板，但由于該區(qū)域乘客仍然可能操作到，考慮到潛在的開門風險，車內電鑰匙裝置只有關門功能。車外電鑰匙裝置安裝在車外，采用同列車主控鑰匙相同的鑰匙。司機或者維護人員可以通過操作車外電鑰匙裝置打開或者關閉車門。

2.1 機械結構

車外電鑰匙裝置由開關（兩個）、面板、傳動齒輪、復位扭簧及鎖芯等零件組成，整個裝置通過面板使用4顆內六角螺釘固定在車體上。操作車外電解鎖裝置旋轉120°可觸發(fā)開關。操作車外電鑰匙裝置后，由于扭簧的作用，鎖芯會自動復位至起始位置，且只有在起始位置方能拔出鑰匙。為與外部緊急入口裝置（手動解鎖）區(qū)分，車外電鑰匙裝置亦可稱為車外電解鎖裝置。

車內電鑰匙裝置選用普通的按鈕開關或者鑰匙開關，安裝在門驅機構上。

2.2 電路設計

圖3中，S7.1和S7.2為車外電鑰匙開關，他們的常閉觸點串聯(lián)起來進入門控器輸入口I9用作車外電鑰匙開關監(jiān)控，S7.1的常開觸點進入門控器輸入口I7用作車外電鑰匙開關信號，S7.2的常開觸點串聯(lián)在零速列車線信號與繼電器之間，繼電器激活后給出“門允許列車線”信號和斷開“保持門關閉（HDC）列車線”信號，同時繼電器的另一個常閉觸點用作繼電器動作監(jiān)控。S5為車內電鑰匙開關，其常開觸點進入門控器輸入口I8用作車內電鑰匙開關信號，常閉觸點串聯(lián)在繼電器和電源負之間，操作后可斷開繼電器供電。

圖3電路通過車外電鑰匙開關和繼電器解決了在列車有“門允許列車線”和“保持門關閉列車線”保護時開不了門的問題。

2.3 動作邏輯

當列車處于地鐵線路的某些區(qū)段（例如，區(qū)間內，存車線，非救援平臺）“門允許列車線”和“保持關閉列車線”無法給出，停車后維護人員通過操作車外電鑰匙裝置，此時零速列車線為高電平且維持3 s以上，門允許列車線跳變?yōu)楦唠娖?，保持關閉列車線跳變?yōu)榈碗娖綍r，門控器收到外部電鑰匙開關信號且維持700 ms以上，執(zhí)行開門動作。維護人員上車后，由于繼電器自保持，門允許列車線始終為高電平，保持關閉列車線始終為低電平，車門保持打開。此時維護人員可以通過操作車內電鑰匙裝置斷開繼電器電路，車門執(zhí)行關門動作。

2.4 安全性分析

眾所周知，列車車門的意外打開是一件危害性極高的事件，極易造成乘客的跌落，對乘客造成人員傷害。為了避免此問題，本方案將“允許開門條件”和“開關門指令”通過不同的電器件給出。無論是車外電鑰匙開關（S7.1或者S7.2）故障，還是繼電器故障，都無法導致車門打開。另外，為了避免疊加故障造成意外開門，對單一器件均增加了診斷功能。例如：①零速列車線為低電平的情況下，車外電鑰匙開關監(jiān)控信號為低電平且超過500 ms;②車外電解鎖按鈕開關或車內電解鎖按鈕開關I8持續(xù)為高電平超過30 s;③零速列車線從低電平跳變?yōu)楦唠娖胶蟮? s內，車外電鑰匙開關信號為高電平;④零速列車線為低電平的情況下，繼電器監(jiān)控信號為低電平且超過500 ms;⑤零速列車線為高電平的情況下，車外電鑰匙開關信號和車外電鑰匙開關監(jiān)控信號一致且超過500 ms。當發(fā)生上述故障時，門控器將上報故障給TCMS，并禁止車門打開。

根據(jù)風險矩陣和故障樹，對新增裝置進行風險分析：

3 結語

本方案通過車外電鑰匙開關和繼電器解決了在列車有“門允許列車線”和“保持門關閉列車線”保護時開不了門的問題。同時，方案中無單一器件故障導致車門意外打開的問題，并利用相關的監(jiān)控信號避免了疊加故障造成意外開門的問題。實用性強，且安全可靠。

參考文獻：

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