廣州地鐵9號線多個客室門同時啟動防夾故障?調(diào)查分析及解決

摘 要：針對廣州地鐵9號線車輛運(yùn)營以來，發(fā)生了多次多個車門同時啟動防夾故障，故障發(fā)生存在偶然性、瞬時性等問題進(jìn)行深入分析，查找多個車門同時啟動防夾故障的根本原因，并提出解決措施，避免給運(yùn)營帶來影響。

關(guān)鍵詞：廣州地鐵9號線;車門;防夾故障;解決措施

0 引言

廣州地鐵9號線項(xiàng)目列車客室門為雙開電動塞拉門，采用雙電機(jī)驅(qū)動模式，即塞拉電機(jī)執(zhí)行門塞進(jìn)和塞出動作，滑行電機(jī)執(zhí)行打開和關(guān)閉動作，兩套電機(jī)采用兩套獨(dú)立的驅(qū)動電路，可同時工作。塞拉電機(jī)及滑行電機(jī)均采用有刷電機(jī)。門控制器DCU分主和輔兩款，分別為MDCU和LDCU，控制功能一樣，區(qū)別在通信方式上，MDCU配置MVB和CAN通信口，LDCU僅配置CAN通信口。車門障礙物探測符合《鐵路應(yīng)用-車輛門系統(tǒng)》（EN 14752—2005）標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。自2019年以來，廣州地鐵9號線車輛發(fā)生了多次同一節(jié)車同一側(cè)的4個車門在關(guān)門時同時啟動防夾功能，防夾功能啟動一次后恢復(fù)正常，故障發(fā)生存在偶然性、瞬時性，列車回庫后故障無法重現(xiàn)，未能找到故障原因。列車正線發(fā)生車門防夾故障，將導(dǎo)致列車下線，給運(yùn)營帶來一定的影響。本文對多個車門同時啟動防夾故障進(jìn)行深入分析并提出解決措施，以確保正線運(yùn)營正常。

1 故障查找

通過讀取故障門控器數(shù)據(jù)，分析為車門檢測到障礙物啟動防夾功能，實(shí)際沒有障礙物，檢查車門機(jī)械部件及參數(shù)無異常，檢查門系統(tǒng)阻力無異常，庫內(nèi)開關(guān)車門1 000次試驗(yàn)，故障沒有重現(xiàn)。通過跟其他列車互換門控器、滑行電機(jī)跟蹤，故障沒有轉(zhuǎn)移，出現(xiàn)的防夾故障仍發(fā)生在同一節(jié)車同一側(cè)的4個車門。由此可以初步排除是車門自身機(jī)械、電氣問題造成的防夾故障。圖1是同一節(jié)車同一側(cè)4個車門在同一時間點(diǎn)出現(xiàn)防夾故障的代碼。

分析故障時刻車門運(yùn)動狀態(tài)及電機(jī)電流、電壓情況，如圖2所示，發(fā)現(xiàn)滑行電機(jī)在門板關(guān)門滑行即將到位的時候，電流陡變增大，觸發(fā)防夾功能，防夾一次后順利關(guān)上。

綜合以上調(diào)查，根據(jù)檢查結(jié)果未發(fā)現(xiàn)車門機(jī)械及電氣上存在問題，卻報出了同一節(jié)車同一側(cè)4個車門防夾故障，可從導(dǎo)致防夾功能啟動可能的原因入手進(jìn)行分析。

2 可能的原因分析

引起車門防夾故障的主要原因有以下幾個方面：

（1）電機(jī)功率：如果電機(jī)功率超過限制，就會被認(rèn)定為檢測到障礙物而觸發(fā)防夾。

（2）Imax引起的障礙物檢測：最大電流值的設(shè)定，是門控器正常防夾的一個判斷條件，本項(xiàng)目設(shè)定值為4.2 A，當(dāng)電機(jī)電流大于4.2 A時，就會判斷為障礙物。

（3）電機(jī)編碼器監(jiān)測防夾：如果電機(jī)編碼器故障（缺少脈沖），就會檢測到障礙物。編碼器監(jiān)測是位置判斷防夾的條件，如果200 ms內(nèi)電機(jī)編碼器沒有反饋位置信息變化，則判斷為障礙物檢測。這是正常防夾功能的必備條件。

（4）電機(jī)或電子硬件故障：由于電機(jī)或門控器內(nèi)電子硬件故障造成檢測到障礙物。

（5）電機(jī)電流曲線異常：門控器具有自學(xué)習(xí)功能，生成根據(jù)運(yùn)行情況一直動態(tài)調(diào)整的參考電流，將車門運(yùn)行的實(shí)時電流與參考電流比較，從而判斷車門是否出現(xiàn)異常。這種與參考電流比較的設(shè)定是車門判斷防夾的基本條件。

針對出現(xiàn)的故障，從可能導(dǎo)致車門同時防夾故障的幾個因素進(jìn)行分析，具體如下：

（1）機(jī)械部件分析：機(jī)械部件影響防夾故障的因素來源于傳動阻力，在庫內(nèi)對滑動力進(jìn)行檢查，均在要求范圍之內(nèi)。因此排除機(jī)械部件造成的防夾。

（2）電源電壓分析：電源電壓過高、過低或波動，造成車門電流變化，可能會造成車門防夾。

根據(jù)對故障數(shù)據(jù)的分析，幾次發(fā)生防夾時，所有車門的電源電壓都處于穩(wěn)定狀態(tài)（106～110 V），沒有超出77～137.5 V的電壓范圍。并且現(xiàn)場通過示波器長時間跟蹤電源電壓，沒有發(fā)現(xiàn)異常。因此可排除電源電壓因素造成防夾。

（3）硬線分析：開門信號、關(guān)門信號、零速信號、車門允許信號等硬線同時接入發(fā)生故障的4個車門中，可能為導(dǎo)致防夾故障的因素。但根據(jù)故障數(shù)據(jù)的分析，故障發(fā)生時，硬線信號無畸變或異常。并且硬線信號只控制車門的開關(guān)，并不作為防夾故障的判斷條件。因此可排除硬線因素造成防夾。

（4）網(wǎng)絡(luò)分析：同一節(jié)車的門控器通過CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行門控器間通信，網(wǎng)絡(luò)之間的干擾可能是導(dǎo)致防夾故障的因素。但網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)包含車門控制數(shù)據(jù)（網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門指令）、狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)，各門控器僅收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)通信并不會干涉其他門控器對防夾故障的判斷。因此可排除網(wǎng)絡(luò)因素造成防夾。

（5）電氣部件分析：將故障車4個車門的門控器和滑行電機(jī)與其他車對調(diào)，對調(diào)位置匯總?cè)绫?所示，對調(diào)后故障沒有轉(zhuǎn)移，出現(xiàn)的防夾故障仍發(fā)生在同一節(jié)車同一側(cè)的4個車門，所以排除是電氣部件自身故障。

（6）運(yùn)營環(huán)境分析：根據(jù)故障履歷，發(fā)生防夾的4個車門故障是同一時間出現(xiàn)的，而每個車門的防夾處理過程均為各門控器獨(dú)立判斷的。分析認(rèn)為在整列車車門同時關(guān)閉時，車內(nèi)的風(fēng)壓波動，內(nèi)外壓差瞬時較大，作用在車門門板上，造成車門電機(jī)驅(qū)動電流變大，因此門控器判斷車門檢測到障礙物，引起防夾。

綜合以上排查和分析，車門同步關(guān)門，引起車內(nèi)風(fēng)壓的波動變化，作用到同一節(jié)車的4個車門上，使得電機(jī)電流增大，從而判斷車門防夾。

3 處理措施

車門關(guān)閉同步性一致，造成車門同時報出防夾故障。將該節(jié)車廂的1號門關(guān)門延時時間增加0.5 s，使該車門最后一個關(guān)閉，可有效避免同時關(guān)門引起的風(fēng)壓作用到車門上，造成車門防夾。經(jīng)優(yōu)化跟蹤19個月，故障沒有重現(xiàn)。

4 結(jié)語

分析本次廣州地鐵9號線多個車門同時啟動防夾故障的根本原因，對于更加深入了解車輛車門的設(shè)計選型、車廂密封設(shè)計、氣流設(shè)計以及后續(xù)類似防夾故障的原因查找和分析具有指導(dǎo)性意義。廣州地鐵9號線項(xiàng)目對車門關(guān)門邏輯進(jìn)行了優(yōu)化，經(jīng)現(xiàn)場充分驗(yàn)證，已經(jīng)能滿足實(shí)際運(yùn)營要求，筆者從車門硬件的設(shè)計選型、防夾條件、使用環(huán)境等方面進(jìn)行了較為全面的分析，為后續(xù)此類問題的分析提供了很好的借鑒。

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收稿日期：2021-04-30

作者簡介：劉珍（1981—），男，廣東湛江人，車輛檢修專家，從事地鐵列車的運(yùn)營維護(hù)及新車調(diào)試工作。