成都地鐵1號線電客車兩側(cè)車門誤開啟分析及電路改進

李 科

(成都地鐵運營有限公司，610031，成都∥工程師)

地鐵車輛車門作為乘客上下車的主要通道，其工作的可靠性直接關(guān)系到地鐵運營安全和服務(wù)質(zhì)量。自成都地鐵1號線電客車投入運營以來，其車輛曾在庫內(nèi)試驗和正線運行中發(fā)生過2次司機開單側(cè)門，而兩側(cè)車門卻同時開啟的情況。為解決此故障問題，地鐵公司的車輛技術(shù)人員和車輛、信號供應(yīng)商及時進行了調(diào)查分析，制定可行的技術(shù)方案對車門控制電路進行改造，消除了此類運營安全事故隱患。

1 車門控制電路原理

成都地鐵1號線電客車為4動2拖6節(jié)編組的列車。其兩端為拖車，中間4輛為動車，每輛車左右兩側(cè)各設(shè)置有4個客室門?？褪议T采用電動塞拉門，具有故障隔離和緊急解鎖保護功能。司機通過操作司機室的開、關(guān)門按鈕來集中控制客室門的開與關(guān)。

1號線電客車車門系統(tǒng)的控制方式有信號系統(tǒng)控制和人工控制兩種方式。開關(guān)門時，首先由門控器采集門狀態(tài)信號進行檢測，只有在車門未隔離、無緊急解鎖時才可進行集中控制開關(guān)門操作。同時，開門指令還要求車輛必須在零速條件下才能執(zhí)行。

1.1 信號模式開門控制

1號線開通初期，列車運行主要采用點式ATP(列車自動保護)模式。此模式下，開關(guān)車門為信號系統(tǒng)控制下的半人工方式，僅在車載信號設(shè)備(CC)給出“允許車門釋放”信號時，才允許開關(guān)門操作。以開左門為例，當(dāng)列車進入允許開門區(qū)域后，先由CC根據(jù)站臺方向等邏輯聯(lián)鎖條件輸出允許開門信號至門控器;隨后，司機按下司機室左側(cè)操縱臺或側(cè)屏上的開門按鈕;列車門與屏蔽門對門準(zhǔn)確同步后，CC輸出開左門指令至左側(cè)開門信號控制線，使左開門列車線得電;門控器在收到允許開門信號和開門信號后，控制相應(yīng)的車門電機完成開門動作。

1.2 人工模式開門控制

列車運行中，當(dāng)信號系統(tǒng)故障或CC輸出指令不能有效控制開關(guān)門動作時，需在人工駕駛模式下操作車門的開閉。此時，應(yīng)將列車控制模式轉(zhuǎn)為NRM(非限制人工駕駛模式)，車門開關(guān)模式轉(zhuǎn)為DBY(車輛控制下的人工操作)模式。以開左門為例，當(dāng)列車速度≤5 km/h且5SDR零速繼電器得電吸合時，車輛110 V控制電源經(jīng)5SDR零速繼電器使左、右零速列車線得電，門控器收到列車零速信號;司機按下開左門按鈕后，車輛110 V控制電源使左開門列車線得電，即發(fā)送左開門信號至門控器;收到列車零速信號和左開門信號后，門控器執(zhí)行開門指令，控制車門電機進行開門動作。

2 故障現(xiàn)象及原因分析

由于信號設(shè)備故障，列車在運行過程中經(jīng)常發(fā)生列車定位丟失和CC死機的情況。在此情況下，司機通常將CC斷電后重新啟動，如故障仍不能消除，則將列車轉(zhuǎn)為NRM模式。

2010年10月1日，司機在庫內(nèi)對10101次列車進行出庫例行試驗。當(dāng)進行左側(cè)開門操作時，出現(xiàn)一次左、右兩側(cè)車門同時打開的情況。通過查看列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)錄像發(fā)現(xiàn)，司機操作開門按鈕時，CC正在啟動過程中。地鐵公司和車輛廠家的技術(shù)人員隨后對該車進行了試驗，在CC得電啟動過程中，對CC的輸出進行檢測，發(fā)現(xiàn)CC左、右側(cè)開門信號輸出線有短暫導(dǎo)通的現(xiàn)象。

2010年10月7日，10114次列車在正線運行。當(dāng)列車行至騾馬市站時，CC發(fā)生死機故障。在重新啟動CC的過程中，司機將列車控制模式轉(zhuǎn)為NRM模式，車門控制模式轉(zhuǎn)為DBY模式，并進行人工開門操作。結(jié)果又發(fā)生了兩側(cè)車門同時開啟的情況。

結(jié)合兩次故障情況進行分析發(fā)現(xiàn)，兩次故障都是在車門為人工控制模式時發(fā)生的，且CC都處于重新啟動的過程中。隨后，在庫內(nèi)對10107次列車進行模擬試驗，也同樣出現(xiàn)了CC啟動過程中左、右開門信號線導(dǎo)通的現(xiàn)象。如圖1所示，當(dāng)列車處于NRM模式、車門處于DBY模式時，司機扳動門選開關(guān)SC2選定開左門，并操作開門按鈕，使左側(cè)開門信號線M47得電，控制左側(cè)車門開門動作;根據(jù)車門控制電路原理，由于CC輸出的OLD、ORD聯(lián)鎖觸點導(dǎo)通，形成從M47→CC的OLD聯(lián)鎖觸點→CC的ORD聯(lián)鎖觸點→M37的通路，即左、右開門信號線連通，從而造成兩側(cè)車門同時開啟。

圖1 車門誤開啟故障

3 改進方案

成都地鐵運營公司技術(shù)人員會同車輛和信號供應(yīng)商多次討論了車門控制接口電路的改進方案，并按照CC門控輸出指令需在列車NRM模式下進行隔離的要求初步制定了改造方案。

3.1 CC輸出隔離方案

在CC內(nèi)部開門驅(qū)動信號輸出節(jié)點與外部車輛門控線間加裝二極管。即使發(fā)生CC輸出的OLD、ORD聯(lián)鎖觸點導(dǎo)通，利用二極管的反向截止功能，也能將左、右開門控制信號線隔離。

3.2 零速信號線隔離方案

在門選開關(guān)SC2上增加聯(lián)鎖，并將車輛的左、右零速信號線分別引入SC2。開門時先由門選開關(guān)確定開門方向，再控制相應(yīng)側(cè)車門零速信號線導(dǎo)通。通過門選開關(guān)將左、右開門零速信號線隔離，無零速信號側(cè)的車門將不能打開。

3.3 增加NMR繼電器聯(lián)鎖隔離方案

對車輛和信號的車門控制接口線路進行改造，增加NMR(車門非受限ATC控制)繼電器聯(lián)鎖。將CC左側(cè)開關(guān)門控制信號線和門允許信號線(P1.78、P1.73、P1.52)接于NMR繼電器一組聯(lián)鎖上，右側(cè)開關(guān)門控制信號線和門允許信號線(P1.74、P1.79、P1.51)接于NMR繼電器另一組聯(lián)鎖上(見圖2)。人工駕駛控制模式下，MSS2開關(guān)為“NRM”位時，即使發(fā)生CC內(nèi)部輸出的OLD和ORD聯(lián)鎖觸點導(dǎo)通，也能通過NMR繼電器對兩側(cè)開門控制信號線M37和M47進行隔離，此時，NMR繼電器得電。

圖2 NMR繼電器改進后電路圖

3.4 改進方案比較

對幾種方案的分析和對比如下:如采用加裝反向二極管對CC輸出進行隔離的方案，當(dāng)二極管反向擊穿后，將會失去隔離作用;如采用零速信號線隔離方案，需對門選開關(guān)進行改造換型，并需重新進行開關(guān)布線;利用NMR繼電器自帶的聯(lián)鎖功能進行線路改動的方案便于現(xiàn)場實施，對信號和車輛線路的改動較小，且滿足車輛和信號關(guān)于門控信號誤觸發(fā)的隔離要求，能確保改進后的電路安全可靠。因此，選定NMR繼電器連鎖隔離方案實施。

4 方案實施及改進效果

根據(jù)選定的NMR繼電器聯(lián)鎖隔離的改進方案，制定了現(xiàn)場實施的具體流程如下:

(1)斷開作業(yè)端的電客車車門控制電源和信號模式電源，保證作業(yè)時所用到的端子接口和繼電器觸點無電，并拔下信號機柜內(nèi)的車門信號模式控制插頭P1(見圖3)。

圖3 信號機柜插座

(2)在司機室繼電器柜找到端子排上的XC32－4、XC32－5線槽，取下兩線槽上除M31之外的6根信號接線，用萬用表校驗與P1插頭對應(yīng)的信號線;確定線號后，將 P1.51、P1.74、P1.79 接入端子排 XC32 －4;將 P1.52、P1.78、P1.73 接入端子排XC32－5;最后取下端子排上兩線槽間的短接線，以確保兩線槽中的接線斷開。司機室繼電器柜端子排照片見圖4。

圖4 司機室繼電器柜端子排

(3)從XC32端子排上XC32－8、XC32－5號線槽中引兩根接線接入NMR繼電器備用的常閉聯(lián)鎖觸點兩端，線號分別為M30、M31a。為防止接線不良或接線錯誤，作業(yè)完后進行線路通斷測試，并通過開關(guān)門動作試驗對車門控制電路進行驗證。

(4)為驗證改進效果，在10107次和10109次電客車上進行了線路改進和正線測試。確認(rèn)車門開關(guān)門動作正常后，對1號線17列電客車的車門控制電路全部進行了改進。改造后的車輛運行正常，未再發(fā)生列車在人工駕駛模式下司機發(fā)單側(cè)開門指令而兩側(cè)車門同時打開的故障情況。

5 結(jié)語

電客車車門是列車安全運行的重要設(shè)備，技術(shù)人員結(jié)合此次車門電氣故障舉一反三，針對車輛運用過程中出現(xiàn)的故障問題，先后進行了車門電氣線路的專項檢查測試，系統(tǒng)軟件的升級優(yōu)化，并加強雙周和三月檢中對車門的集控試驗，有效防止了類似故障的發(fā)生，確保了行車安全。

［1］GB 50157—2003地鐵設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］GB/T 7928—2003地鐵車輛通用技術(shù)條件［S］.