地鐵列車客室側(cè)門系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)開門功能改造分析

羅燕龍

（深圳市地鐵集團有限公司運營總部車輛中心，廣東 深圳518000）

1 問題的提出

深圳地鐵羅寶線續(xù)建工程26列車（以下簡稱26列車）由南車株洲電力機車有限公司生產(chǎn)，于2009年9月正式投入運營。根據(jù)設(shè)計要求，新購列車客室側(cè)門系統(tǒng)列車線控制應(yīng)采用復(fù)式的，單一故障不能使列車一側(cè)的所有門都失靈。但該項目列車客室側(cè)門系統(tǒng)列車控制線采用單一硬線，并未按照設(shè)計要求設(shè)計。當(dāng)列車在正線運營時，車門控制的單一硬線故障將直接導(dǎo)致整側(cè)或整節(jié)車門無法打開，影響列車正常運營。例如，2013年1月25日，149車在華僑城上行，6車客室側(cè)門無法打開，該事件導(dǎo)致149車清客下線。

鑒于此，需將26列車開門單一硬線改造成多路硬線，但是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上鋪設(shè)硬線的難度較大，材料及人工成本較高，需另尋其他方案。結(jié)合26列車車門網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用MVB＋RS485的傳輸方式，最終決定利用列車網(wǎng)絡(luò)增加開關(guān)門信號網(wǎng)絡(luò)傳輸通道，并對車門網(wǎng)絡(luò)開門功能進行改造。網(wǎng)絡(luò)開門功能改造后，車門的開關(guān)門信號新增了列車網(wǎng)絡(luò)傳輸通道，門控器將網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號作為控制信號。任意一個通道故障都不影響整側(cè)或整節(jié)客室側(cè)門的開關(guān)功能。

2 問題分析及技術(shù)改造

2．1 列車網(wǎng)絡(luò)開門功能原理

列車的開關(guān)門信號采用兩路通道傳輸，一路是通過列車硬線傳輸至門控器（圖1）；另一路是通過列車的MVB數(shù)據(jù)總線傳輸至每節(jié)車的主門控器，再分別由每節(jié)車的主門控器通過RS485線傳輸至從門控器。26列車的網(wǎng)絡(luò)開門功能原理就是將列車的開關(guān)門信號轉(zhuǎn)化成網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號，并利用現(xiàn)有客室側(cè)門網(wǎng)絡(luò)（MVB＋RS485）將網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號發(fā)送至門控器，門控器則將網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號作為車門開關(guān)的控制信號，控制車門開關(guān)。

圖1 客室側(cè)門網(wǎng)絡(luò)及硬線控制示意圖

26列車網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門功能改造后，門控器優(yōu)先執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號，硬線開關(guān)門信號作為備份控制。當(dāng)列車網(wǎng)絡(luò)故障時，延時2s轉(zhuǎn)為硬線控制，執(zhí)行硬線開關(guān)門信號。

2．2 現(xiàn)有設(shè)計存在的問題分析

26列車網(wǎng)絡(luò)開門功能改造過程中，在功能測試時發(fā)現(xiàn)在沒有開門允許信號的情況下，可以操作任意一側(cè)開門按鈕將客室整側(cè)門打開的異常情況。在正線運營中，將可能發(fā)生司機誤操作非站臺側(cè)開門按鈕（開門允許信號未給出）導(dǎo)致非站臺側(cè)車門打開，進而造成乘客跌落軌行區(qū)的安全事故。因此，現(xiàn)有的設(shè)計存在重大安全隱患。

針對26列車網(wǎng)絡(luò)開門功能改造時現(xiàn)有設(shè)計存在的問題，對26列車客室側(cè)門控制電路、VCU控制邏輯、門控器系統(tǒng)設(shè)計等進行分析，并現(xiàn)場驗證，最終發(fā)現(xiàn)VCU控制邏輯設(shè)計存在不足，具體分析如下：

如26列車客室側(cè)門系統(tǒng)開關(guān)門控制原理示意圖（圖2）所示，開門按鈕分成2路控制：一路通過DE模塊1采集后形成開門按鈕信號，參與VCU內(nèi)部邏輯控制。開門按鈕信號一方面通過信號系統(tǒng)向屏蔽門系統(tǒng)發(fā)送屏蔽門開門信號，另一方面則參與邏輯運算后形成網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號，并通過列車網(wǎng)絡(luò)向門控器發(fā)送網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號。從列車開關(guān)門控制電路分析，開門按鈕按下后，ATC系統(tǒng)給出開門允許信號的條件下，開門保持繼電器吸合，110V電源接通。另一路由DE模塊2采集形成開關(guān)門列車線信號，參與VCU內(nèi)部邏輯控制；另一方面形成開關(guān)門硬線信號，通過列車硬線向門控器系統(tǒng)發(fā)送開關(guān)門命令。

圖2 客室側(cè)門系統(tǒng)開關(guān)門控制原理示意圖

由此可見，門控器系統(tǒng)收到2路開關(guān)門信號，一路是通過列車網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號，另一路是通過列車硬線發(fā)送的硬線開關(guān)門信號。其中，網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號不經(jīng)過開門允許信號控制，而開關(guān)門硬線信號需ATC系統(tǒng)給出開門允許才能形成。

在網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門功能改造前，門控器收到硬線開關(guān)門信號和網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號，但門控器僅將硬線開關(guān)門信號作為控制信號，不執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號。硬線開門信號必須在開門允許信號給出的條件下才會形成。在運營過程中若發(fā)生司機誤操作非站臺側(cè)開門按鈕，因開門允許未給出硬線開門信號則不會形成，非站臺側(cè)門控器不進行開門操作，因此不存在安全隱患。

在網(wǎng)絡(luò)開門功能改造后，門控器將網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號作為優(yōu)先控制信號，硬線開關(guān)門信號為備份控制信號。門控器收到網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號后優(yōu)先執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)開門信號，將車門打開。這樣，在開門允許未給出的情況下，操作開門按鈕網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號仍可以形成，從而控制整側(cè)車門打開。在網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門功能改造時，由于前期VCU控制邏輯設(shè)計不足，網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號可以在開門允許信號未給出的條件下形成，導(dǎo)致存在非站臺側(cè)車門誤打開的安全隱患。

2．3 技術(shù)改進方案

26列車網(wǎng)絡(luò)開門功能改造項目本著改造代價最低，且不對實際運用操作產(chǎn)生較大影響的原則，綜合考慮后優(yōu)先采用修改VCU控制邏輯的方案，對VCU車門控制邏輯進行如下修訂：（1）取消開門按鈕信號參與網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號的邏輯運算。取消后，網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門信號由開門列車線決定，開門按鈕信號則參與屏蔽門開門信號的邏輯運算。這樣，門控器執(zhí)行的網(wǎng)絡(luò)開門信號必須在開門允許信號給出的情況下才能形成（圖3）。（2）保留車門控制的其他控制邏輯。

圖3 改造后的VCU開關(guān)門控制邏輯

按上述修改方案對VCU車門控制邏輯進行修訂后，經(jīng)過現(xiàn)場試驗驗證，解決了在網(wǎng)絡(luò)開門時誤操作開門按鈕導(dǎo)致非站臺側(cè)車門打開的問題。

3 結(jié)語

目前，26列車已按修訂后的控制邏輯完成了VCU的升級改造工作，網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門功能順利實現(xiàn)。26列車網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門功能改造不僅解決了車門列車控制線僅采用單一硬線的問題，也明確了網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門功能中VCU內(nèi)部邏輯與列車控制的接口關(guān)系，為深圳地鐵后續(xù)增購車輛項目提供了技術(shù)借鑒，具有重要的指導(dǎo)意義。

［1］深圳地鐵1號線續(xù)建工程車輛電氣原理圖