在ATO模式下地鐵車(chē)門(mén)故障分析及處理措施

魏冠義，文 輝

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451460)

1 地鐵車(chē)門(mén)系統(tǒng)在列車(chē)安全行駛中的重要意義

列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(ATO)是地鐵車(chē)站列車(chē)集中控制系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，它能完成駕駛列車(chē)的任務(wù)，通過(guò)利用地面信息實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)牽引、制動(dòng)、自動(dòng)折返等的運(yùn)行控制，使列車(chē)經(jīng)常處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。ATO模式降低了運(yùn)營(yíng)成本、增加了運(yùn)營(yíng)彈性，使密集發(fā)車(chē)成為可能，是城市軌道交通進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代的可靠技術(shù)保障。地鐵車(chē)門(mén)系統(tǒng)因車(chē)門(mén)數(shù)量多、操作頻繁而成為地鐵車(chē)輛在ATO模式下安全運(yùn)行的重要系統(tǒng)。車(chē)門(mén)的結(jié)構(gòu)和控制若在設(shè)計(jì)上不夠安全可靠，將會(huì)影響運(yùn)營(yíng)甚至直接危害乘客的人身安全。要保證地鐵車(chē)輛客室車(chē)門(mén)有高的安全性、可靠性，車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)及控制的設(shè)計(jì)是十分重要的，尤其要針對(duì)地鐵大客流量、停站時(shí)間短、行車(chē)間隔小的特點(diǎn)，在滿足功能的條件下，盡量采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化、控制環(huán)節(jié)少、控制元件品質(zhì)高的車(chē)門(mén)。

2 在ATO模式下地鐵車(chē)門(mén)系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析

結(jié)合南寧地鐵一號(hào)線的實(shí)際案例情況及故障分析報(bào)告，對(duì)地鐵車(chē)門(mén)的常見(jiàn)故障和處理建議進(jìn)行分析，給地鐵車(chē)輛檢修人員提供技術(shù)參考，也為地鐵的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

(1)故障案例一。2017年3月29日19時(shí)25分、20時(shí)15分及22時(shí)04分，0103車(chē)以ATO模式分別到達(dá)會(huì)展中心下行、金湖廣場(chǎng)上行及會(huì)展中心上行自動(dòng)對(duì)標(biāo)時(shí)，列車(chē)左側(cè)車(chē)門(mén)只打開(kāi)10 cm左右，屏蔽門(mén)完全打開(kāi)，司機(jī)再次按壓開(kāi)門(mén)按鈕后，車(chē)門(mén)打開(kāi)到位，車(chē)門(mén)功能恢復(fù)正常。列車(chē)回庫(kù)后，下載故障診斷數(shù)據(jù)、事件記錄數(shù)據(jù)及車(chē)門(mén)門(mén)控器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)列車(chē)未報(bào)任何故障，在ATO模式下，列車(chē)停穩(wěn)，開(kāi)門(mén)過(guò)程中，零速信號(hào)有跳變現(xiàn)象，致使車(chē)門(mén)無(wú)法自動(dòng)開(kāi)門(mén)到位。

下載列車(chē)故障履歷分析，列車(chē)在3月29日19時(shí)25分、20時(shí)15分及22時(shí)04分前后未報(bào)任何故障，只是有信息提示。下載列車(chē)事件記錄數(shù)據(jù)分析，根據(jù)ATO模式下列車(chē)開(kāi)關(guān)門(mén)邏輯，當(dāng)列車(chē)到站停穩(wěn)后，零速信號(hào)有效，ATC(列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng))會(huì)自動(dòng)向列車(chē)發(fā)出門(mén)允許信號(hào)及開(kāi)門(mén)信號(hào)，車(chē)門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，ATC在向列車(chē)發(fā)出開(kāi)門(mén)信號(hào)的同一時(shí)間也會(huì)自動(dòng)向屏蔽門(mén)發(fā)出開(kāi)門(mén)信號(hào)，列車(chē)車(chē)門(mén)開(kāi)門(mén)與屏蔽門(mén)開(kāi)門(mén)信號(hào)相互獨(dú)立。根據(jù)車(chē)門(mén)開(kāi)門(mén)邏輯，EDCU(門(mén)控器)執(zhí)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作需要保持零速信號(hào)，在開(kāi)門(mén)過(guò)程中若檢測(cè)到非零速信號(hào)大于100 ms，門(mén)扇會(huì)執(zhí)行關(guān)門(mén)動(dòng)作，若關(guān)門(mén)過(guò)程中，零速信號(hào)恢復(fù)，則門(mén)保持在現(xiàn)有位置，不執(zhí)行任何動(dòng)作。下載0103車(chē)數(shù)據(jù)顯示，3月29日19時(shí)25分、20時(shí)15分及22時(shí)04分零速信號(hào)分別丟失200 ms、150 ms及150 ms左右后又重新恢復(fù)。車(chē)門(mén)開(kāi)門(mén)信號(hào)為一個(gè)脈沖信號(hào)，因此零速信號(hào)恢復(fù)后開(kāi)門(mén)信號(hào)指令已經(jīng)無(wú)效，“非零速信號(hào)”也恢復(fù)為正常的零速信號(hào)，所以此時(shí)車(chē)門(mén)不執(zhí)行任何動(dòng)作。抽取0103車(chē)1號(hào)及3號(hào)門(mén)控器，下載數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，ATO模式下列車(chē)出現(xiàn)門(mén)未打開(kāi)到位現(xiàn)象時(shí)，車(chē)門(mén)門(mén)控器未報(bào)故障。列車(chē)回庫(kù)后，檢查列車(chē)車(chē)門(mén)各機(jī)械結(jié)構(gòu)、司機(jī)室兩端非零速繼電器接線及列車(chē)門(mén)零速硬線接線均正常，測(cè)量非零速繼電器各觸點(diǎn)電阻值與05和06車(chē)對(duì)比均正常，列車(chē)多次開(kāi)關(guān)門(mén)試驗(yàn)正常。庫(kù)內(nèi)模擬列車(chē)開(kāi)門(mén)，零速丟失時(shí)，零速跳變現(xiàn)象符合正線零速跳變現(xiàn)象。庫(kù)內(nèi)將列車(chē)激活升弓，將車(chē)門(mén)強(qiáng)行開(kāi)門(mén)旋鈕轉(zhuǎn)到“合”位(列車(chē)允許開(kāi)門(mén)信號(hào)有效)，1人在激活端司機(jī)室開(kāi)左側(cè)門(mén)的過(guò)程中，1人在01031車(chē)按壓零速繼電器，另1人在01036車(chē)同步按壓零速繼電器，使零速信號(hào)丟失后，迅速停止按壓繼電器，使零速信號(hào)恢復(fù)。此時(shí)觀察到車(chē)門(mén)開(kāi)門(mén)動(dòng)作停止，車(chē)門(mén)不執(zhí)行其他動(dòng)作，庫(kù)內(nèi)零速跳變?cè)囼?yàn)現(xiàn)象與正線零速跳變現(xiàn)象一致。

結(jié)論：當(dāng)列車(chē)在正線ATO模式下對(duì)標(biāo)停車(chē)自動(dòng)開(kāi)門(mén)，發(fā)生車(chē)門(mén)零速信號(hào)跳變時(shí)，建議當(dāng)值司機(jī)立刻手動(dòng)按壓開(kāi)門(mén)按鈕使車(chē)門(mén)正常開(kāi)啟。在零速信號(hào)跳變未徹底處理前，將所有車(chē)組跳接箱中XT397.2的28B點(diǎn)挑開(kāi)，降低零速信號(hào)跳變導(dǎo)致車(chē)門(mén)與屏蔽門(mén)無(wú)法同時(shí)聯(lián)動(dòng)打開(kāi)的概率。

(2)故障案例二。2017年5月4日11時(shí)50分0107車(chē)在佛子嶺下行將出站時(shí)，司機(jī)發(fā)現(xiàn)0107車(chē)5號(hào)門(mén)無(wú)法關(guān)閉，重新開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)后，該門(mén)仍無(wú)法關(guān)閉，11時(shí)52分司機(jī)手動(dòng)切除故障車(chē)門(mén)后以ATO模式動(dòng)車(chē),導(dǎo)致列車(chē)開(kāi)車(chē)延誤1分36秒。待列車(chē)回庫(kù)后，下載故障診斷數(shù)據(jù)、事件記錄數(shù)據(jù)及車(chē)門(mén)門(mén)控器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。具體分析過(guò)程如下：故障發(fā)生時(shí)，列車(chē)HMI(人機(jī)界面)屏在5月4日11時(shí)50分38秒至11時(shí)52分23秒報(bào)“車(chē)門(mén)未全關(guān)閉且無(wú)旁路信號(hào)”故障。列車(chē)到站停穩(wěn)后，當(dāng)車(chē)門(mén)零速列車(chē)線有效，車(chē)門(mén)允許列車(chē)線有效，車(chē)門(mén)關(guān)門(mén)(或開(kāi)門(mén))列車(chē)線有效同時(shí)成立時(shí)，車(chē)門(mén)就會(huì)關(guān)閉(或打開(kāi))。當(dāng)列車(chē)所有車(chē)門(mén)都關(guān)閉到位后，列車(chē)門(mén)關(guān)好回路形成，列車(chē)才能正常動(dòng)車(chē)。11時(shí)50分38秒,列車(chē)停穩(wěn)后，列車(chē)零速列車(chē)線、允許列車(chē)線及開(kāi)門(mén)列車(chē)線有效，“TC2車(chē)DXM1輸入列車(chē)門(mén)關(guān)好左”由高電平轉(zhuǎn)為低電平，列車(chē)正常開(kāi)門(mén)。11時(shí)50分57秒及11時(shí)51分19秒,列車(chē)停穩(wěn)后，列車(chē)零速列車(chē)線、允許列車(chē)線及關(guān)門(mén)列車(chē)線有效，司機(jī)分別執(zhí)行了2次關(guān)門(mén)操作，“TC2車(chē)DXM1輸入列車(chē)門(mén)關(guān)好左”依然為低電平，因0107車(chē)5號(hào)門(mén)仍然未關(guān)閉，列車(chē)門(mén)關(guān)好回路無(wú)法形成。下載0107車(chē)5號(hào)門(mén)門(mén)控器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，11時(shí)51分00秒，車(chē)門(mén)門(mén)控器報(bào)故障，代碼為“29”(電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路過(guò)流故障)。列車(chē)回庫(kù)后，檢查列車(chē)車(chē)門(mén)接線端子排接線無(wú)松動(dòng)，各機(jī)械結(jié)構(gòu)無(wú)卡滯及干涉，手動(dòng)開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)正常，測(cè)量車(chē)門(mén)關(guān)鍵尺寸均正常。車(chē)門(mén)門(mén)控器報(bào)故障，故障代碼“29”是由于門(mén)控器檢測(cè)到門(mén)控器內(nèi)部電流超過(guò)了額定設(shè)計(jì)值。若門(mén)控器檢測(cè)到自身電流異常，門(mén)控器就會(huì)終止車(chē)門(mén)的運(yùn)動(dòng)，故障表現(xiàn)為車(chē)門(mén)不動(dòng)作。更換0107車(chē)5號(hào)門(mén)門(mén)控器后，多次試驗(yàn)車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)門(mén)功能正常。

結(jié)論：0107車(chē)5號(hào)門(mén)門(mén)控器內(nèi)部電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路存在故障導(dǎo)致車(chē)門(mén)無(wú)法關(guān)閉，車(chē)門(mén)門(mén)控器是地鐵車(chē)門(mén)系統(tǒng)的核心，要及時(shí)關(guān)注與排查門(mén)控器電路故障。

(3)故障案例三。2017年3月8日13時(shí)50分0104車(chē)在萬(wàn)象城下行將出站時(shí)，司機(jī)關(guān)門(mén)發(fā)現(xiàn)0104車(chē)3號(hào)門(mén)無(wú)法自動(dòng)打開(kāi)，重新開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)后，該門(mén)仍無(wú)法打開(kāi)，HMI屏未報(bào)任何故障。列車(chē)回庫(kù)后，下載車(chē)門(mén)門(mén)控器數(shù)據(jù)，查看0104車(chē)3號(hào)車(chē)門(mén)門(mén)控器數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)未報(bào)任何故障。同時(shí)檢查車(chē)門(mén)各接線端子排，發(fā)現(xiàn)3號(hào)車(chē)門(mén)XT1接線端子排30-32接線插頭比其他插頭略高，存在接觸不良現(xiàn)象。檢查車(chē)門(mén)其他各機(jī)械結(jié)構(gòu)無(wú)卡滯及干涉，手動(dòng)開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)正常，各行程開(kāi)關(guān)正常、無(wú)卡滯，測(cè)量車(chē)門(mén)關(guān)鍵尺寸均正常。重新插接0104車(chē)3號(hào)門(mén)控器處XT1接線端子排30-32接線插頭后，多次試驗(yàn)車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)門(mén)功能正常。

結(jié)論：車(chē)門(mén)XT1上的30點(diǎn)為零速列車(chē)線插接點(diǎn)、31點(diǎn)為開(kāi)門(mén)列車(chē)線插接點(diǎn)、32點(diǎn)為關(guān)門(mén)允許列車(chē)線插接點(diǎn)，零速列車(chē)線插接不良，會(huì)導(dǎo)致3號(hào)門(mén)無(wú)法接收到零速列車(chē)線信號(hào)，3號(hào)門(mén)控器就會(huì)終止車(chē)門(mén)進(jìn)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作，故障表現(xiàn)為車(chē)門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，無(wú)法打開(kāi)。在平時(shí)進(jìn)行核線查圖作業(yè)時(shí)，重點(diǎn)檢查車(chē)門(mén)門(mén)控器處XT1接線端子排的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理。

3 結(jié)語(yǔ)

地鐵列車(chē)在ATO模式下運(yùn)行，車(chē)門(mén)系統(tǒng)的工作狀態(tài)對(duì)于列車(chē)的安全運(yùn)行有重要意義。地鐵車(chē)輛運(yùn)營(yíng)站距短，車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)頻繁，車(chē)門(mén)系統(tǒng)不能正常工作常見(jiàn)端子排線插頭接觸不良、零速信號(hào)跳變、門(mén)控器電路故障等現(xiàn)象。因此，在平時(shí)進(jìn)行核線查圖作業(yè)時(shí)，重點(diǎn)檢查車(chē)門(mén)門(mén)控器接線端子排的狀態(tài)，及時(shí)對(duì)門(mén)控器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)考慮零速信號(hào)跳變情況等，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理。

[1]袁振江.列車(chē)組合定位系統(tǒng)多傳感器信息預(yù)處理技術(shù)研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2007.

[2]楊穎，李駿，彭冬良，等. 地鐵列車(chē)車(chē)門(mén)系統(tǒng)故障分析及診斷方法[J]. 電力機(jī)車(chē)與城軌車(chē)輛，2014，37(6):21-23.