城市軌道交通車輛車門控制原理

屈凱旋

摘 要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，促進(jìn)交通建設(shè)項(xiàng)目的增多。城市軌道車輛車門系統(tǒng)是軌道交通的核心，城市軌道交通車輛中車門系統(tǒng)在城市軌道車輛中扮演這極其重要的角色。作為城市軌道車輛中一個(gè)與行車安全密切相關(guān)的關(guān)鍵系統(tǒng)，也是與乘客緊密關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵部門，提升軌道車輛門系統(tǒng)的可靠性，對于保障軌道交通的安全運(yùn)輸，保障乘客的生命安全都具有關(guān)鍵性的意義。所以城市軌道車輛車門系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)就尤為重要。本文就城市軌道交通車輛車門控制原理展開探討。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通車輛;車門系統(tǒng);車門控制系統(tǒng)

引 言

車門控制系統(tǒng)在城市軌道車輛的服務(wù)運(yùn)營方面發(fā)揮著重要作用。作為城市軌道車輛上一個(gè)重要的系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)過程中勢必要足夠重視，并重點(diǎn)設(shè)計(jì)。

1城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)組成及工作原理

整個(gè)城市軌道交通的車門主要包括五個(gè)子系統(tǒng)，第一個(gè)子系統(tǒng)為車門導(dǎo)向系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)的主要作用是對車門運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合理的引導(dǎo)，確保車門能夠按照正確的軌跡移動(dòng);第二個(gè)子系統(tǒng)為電控系統(tǒng)，主要是確保車門能夠接收和反饋來自車輛系統(tǒng)發(fā)送的命令，控制執(zhí)行器件完成相應(yīng)的開關(guān)門動(dòng)作;第三個(gè)子系統(tǒng)為鎖閉系統(tǒng)，主要是通過此系統(tǒng)完成對車門的鎖閉工作，確保車門的安全性，防止車輛在行駛的過程中出現(xiàn)車門意外打開;第四個(gè)子系統(tǒng)為內(nèi)外操作裝置，通過內(nèi)外操作裝置實(shí)現(xiàn)緊急或維護(hù)情況下對車門的解鎖并打開的控制，確保開關(guān)門動(dòng)作能夠正常運(yùn)作;第五個(gè)子系統(tǒng)為車門的基礎(chǔ)部件例如密封膠條、護(hù)指膠條、緩沖頭等，確保整個(gè)車門的正常工作。

2門系統(tǒng)功能

2.1車門使能控制。車輛在ATO（AutomaticTrainOperation）模式下，ATC系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)送出車門使能信號，該使能信號控制車輛左/右門使能繼電器，左/右門使能繼電器與輔助繼電器進(jìn)行邏輯配合搭建門使能電路。若在非ATO控制模式時(shí)，門使能指令則由司機(jī)給出。門使能回路建立后，將由左/右側(cè)門使能列車線將門使能信號送往每節(jié)車廂的門使能繼電器。

2.2門的開啟和關(guān)閉。門的開啟和關(guān)閉是由零速列車線、開門列車線和關(guān)門列車線的電平?jīng)Q定的。在門的整個(gè)關(guān)閉過程中內(nèi)部報(bào)警燈閃亮報(bào)警（1HZ）。開門：（1）通過激活開門列車線開門，（2）通過維護(hù)按鈕開門。關(guān)門：（1）通過激活關(guān)門列車線關(guān)門，（2）通過維護(hù)按鈕關(guān)門，（3）通過零速列車線無效的方式關(guān)門。再開門：在發(fā)出關(guān)門指令后，發(fā)現(xiàn)安全互鎖回路信號沒有給出，可通過激活再開門列車線，使沒有關(guān)到位的車門重新打開后再關(guān)閉。關(guān)到位的車門不動(dòng)作。

2.3車輛級控制。每節(jié)車廂均設(shè)置了車門控制：每節(jié)車廂均設(shè)置了門使能繼電器、開門繼電器、關(guān)門繼電器及零速繼電器。這些繼電器從相應(yīng)的列車線上取來對應(yīng)的控制指令后，將指令再發(fā)送給每個(gè)車門的控制器，車門控制器根據(jù)送來的這些指令再進(jìn)行邏輯判斷，一旦具備了開門或關(guān)門的邏輯后，就會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

3設(shè)計(jì)理念

車門作為城市軌道車輛的安全部件之一，與乘客緊密的聯(lián)系在一起，為確保乘客的生命安全，必須要做到絕對安全。車輛在行駛過程中是不允許車門打開的，一旦打開將威脅到乘客的生命安全。所以車門打開的前提必須是車輛已經(jīng)靜止不動(dòng)，故車輛零速信號有效;再者門使能信號的意思就是允許門打開了，所以由ATC系統(tǒng)或由司機(jī)室人為送出;最后就是開門指令有效，由ATC系統(tǒng)或司機(jī)人為送出。以上三種指令缺一不可，三個(gè)信號的邏輯構(gòu)成與的邏輯關(guān)系。列車的車門狀態(tài)作為車輛安全的一個(gè)重要狀態(tài)信號，是要反饋到列車的牽引安全環(huán)路中的。當(dāng)列車的所有車門包括司機(jī)室側(cè)門均完全關(guān)好并鎖閉了，牽引安全環(huán)路才能夠建立，車輛才能夠進(jìn)行牽引，否則列車將不能夠進(jìn)行牽引。此種做法是車輛安全設(shè)計(jì)的一個(gè)準(zhǔn)則，應(yīng)用在所有的軌道車輛當(dāng)中。港鐵根據(jù)多年的成熟運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，尤其獨(dú)到的運(yùn)營管理模式。在港鐵運(yùn)營的車輛每側(cè)都會(huì)旁路掉一個(gè)車門的關(guān)閉狀態(tài)，在車門環(huán)路及牽引回路中將被忽略。當(dāng)車輛出現(xiàn)緊急情況時(shí)使整列車車門無法打開時(shí)，每節(jié)車的每側(cè)都至少有一個(gè)車門在車輛停止時(shí)是可以打開的，使乘客可以由此門進(jìn)行疏散逃生。

4降低城市軌道交通車輛車門故障率的具體措施

4.1提高城市軌道交通車輛檢修隊(duì)伍的綜合素質(zhì)。在車輛運(yùn)營過程中需要維護(hù)人員進(jìn)行故障的檢修，打造一支具有高技術(shù)水平的檢修維護(hù)團(tuán)隊(duì)是目前城市軌道交通建設(shè)企業(yè)的重中之重。首先在招聘時(shí)就要嚴(yán)格把關(guān)，要關(guān)注所應(yīng)聘人員的工作態(tài)度;其次可借助專業(yè)車門供應(yīng)商的技術(shù)力量有針對性進(jìn)行技能培訓(xùn)，從車門機(jī)械部件組成、機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理、電氣控制原理、故障診斷等方面提供車門運(yùn)維檢修方法;最后是要做好實(shí)踐演練工作，確保所有的理論知識都能夠運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，可建立嚴(yán)格的獎(jiǎng)懲制度，對于維護(hù)工作做的好的人員要進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，對于做得差的人員要進(jìn)行懲罰，將各個(gè)責(zé)任落實(shí)到人，確保在出現(xiàn)問題時(shí)能夠找到所對應(yīng)的責(zé)任人。

4.2車門系統(tǒng)PHM框架。城市軌道交通車門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)電耦合性強(qiáng)，難以建立精確的物理模型描述其狀態(tài)變化機(jī)理。隨著傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、通訊技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，線上車門狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心平臺(tái)，線下開展的故障實(shí)驗(yàn)、加速失效壽命實(shí)驗(yàn)等累積存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)也越來越豐富，使得基于車門監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)模型成為研究車門系統(tǒng)健康評估和預(yù)測的有效方法。同時(shí)，數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，為基于數(shù)據(jù)的健康評估和預(yù)測方法提供了有力的支持?；跀?shù)據(jù)的健康評估和預(yù)測方法主要根據(jù)設(shè)備（同類設(shè)備）的狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)對其由性能狀態(tài)變化過程進(jìn)行評估，并預(yù)測剩余使用壽命。這種方法不需要關(guān)注設(shè)備的動(dòng)力學(xué)模型和物理失效機(jī)理，對專家知識經(jīng)驗(yàn)也沒有過多的依賴性，僅依靠采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘手段將監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為健康狀態(tài)信息和剩余壽命信息。車門系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)將車門不同部位的傳感器數(shù)據(jù)，通過無線傳輸方式傳輸至地面服務(wù)器。地面服務(wù)器對門狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與預(yù)處理，但不能進(jìn)行監(jiān)測與管理，必須結(jié)合相關(guān)預(yù)測方法完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的狀態(tài)監(jiān)測，并進(jìn)行狀態(tài)的故障診斷及預(yù)測。

4.3加強(qiáng)城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)日常維護(hù)。為確保車輛能夠長期平穩(wěn)的運(yùn)行就必須做好車門系統(tǒng)的日常維護(hù)工作，車門維護(hù)在車輛出發(fā)之前、車輛回庫之后都要進(jìn)行全面的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，要樹立預(yù)防大于應(yīng)對的觀念;對于一些經(jīng)常出現(xiàn)的車門開關(guān)問題要定時(shí)檢查，并建立相關(guān)的應(yīng)急措施，確保軌道交通的安全運(yùn)行。同時(shí)在車門系統(tǒng)日常維護(hù)過程中，需要構(gòu)建維護(hù)檢修制度，可根據(jù)專業(yè)車門供應(yīng)商提供的預(yù)防性維護(hù)檢修計(jì)劃制定符合各企業(yè)的日維護(hù)、月維護(hù)和年維護(hù)計(jì)劃，再按照此計(jì)劃進(jìn)行維護(hù)和檢修。

結(jié) 語

車門控制系統(tǒng)在城市軌道交通車輛上起著舉足輕重的作用，因車門系統(tǒng)與乘客的安全緊密聯(lián)系在一起，安全的理念要始終貫穿在設(shè)計(jì)始終?？刂齐娐返囊啙崒?shí)用，控制邏輯要簡單合理，去除冗余無效的控制邏輯，防止可能發(fā)生故障的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，避免單點(diǎn)故障發(fā)生。保證車門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)既簡單實(shí)用又安全可靠。

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