论文部分内容阅读
摘 要： 在地铁运营过程中，因地铁站间距设计不长、车站较多，需列车频繁停站进行开关门，为保证乘客能及时、迅速上下车，车门频繁动作容易引发车门故障；为提高司机在车门故障时能够有效处置，本文以广州地铁2号线电客列车车门为例，尝试对车门控制原理进行阐述。
关键词： 车门控制；开/关门；零速；安全回路；障碍物探测；切除
中图法分类号 U270.38+6 文献标识码 B
0 引言
各个城市的地铁运行过程中，车门故障也属于高发故障；同时，车门故障也会影响服务质量和乘客安全，特别是大客流时还会影响运营秩序。为提高司机在车门故障时能够有效处置，本文对车门控制原理进行阐述，为司机处置车门故障提供依据。
1 车门控制原理
从车门控制原理图上（图1）可以看出，列车的开门控制时EDCU单元为保证安全，对列车开门实行了零速保护，简单的描述：列车车门要正常打开时须同时具备两个条件：
列车的实际速度为零；
有开门指令。
在EDCU（电子门控单元）同时收到这两个信号后，将开门指令发出给车门电机，将对应车门的两个门页运动至打开状态。
1. 开/关门
整个门系统的运动是由电子门控单元来控制，电机通过传动系统驱动丝杆，丝杆上的螺母（螺母通过铰链与门页相连）驱动门页运动，从而实现开关车门；同时，丝杆/螺母机构保证同一车门两个门页的同步性。
通常开关门是通过安装在司机室内开关门控制面板上的开关门按钮来实现的，开关门控制面板安装在司机室内，司机室内每侧设一套，分为列车的左右侧开关门控制面板，分别控制列车左右两侧车门的开门、关门，每侧都有单独的电路。当司机用主控钥匙激活司机台时，开关门控制面板上的开关门按钮得电。当所有车门被关闭且锁闭良好时，两侧的关门按钮指示灯点亮、且所有关门指示灯点亮；如果有任意一侧的任意一个车门没有关闭且锁闭良好的时候，相应侧的关门按钮指示灯将无法点亮、且所有关门指示灯也不会亮；两侧的关门按钮指示灯和所有关门指示灯显示当下列车车门的状态，方便司机能及时准确确认车门是否正常。
在通常的操作中，开门可以由ATP自动实现（列车以ATO进站，门模式选择开关2S11在自动开门位）。当列车停车且停在站台的正确位置时，ATP子系统才能给出车门使能信号，车门可以实现自动开门。但在URM模式下，列车将一直有车门使能信号，但列车不能实现自动开门功能，只能通过操作司机室的开门按钮来实现开门。无论在任何情况下，车门使能与牵引控制单元的零速信号互锁。
当司机按下关门按钮后（主控钥匙激活司机操纵台后关门按钮有效），关门信号通过列车线向EDCU（电子门控单元）发出，每个车门的EDCU（电子门控单元）收到关门信号后将控制电机驱动丝杆，从而使门页关闭且锁闭到位。
单个车门的开关还可以通过乘务员钥匙开关来实现，在每辆车上的二位端的两个车门（17/19、18/20号门）内外侧都安装有乘务员钥匙开关。当车门关闭锁到位且蓄电池电源可用时，可使用专用钥匙操作乘务员钥匙开关来进出车辆。乘务员钥匙开关有三个档位，即“开”、“断”和“关”。只有当开关处于“断”位置时，钥匙才可以插入和拔出；当开关处于“开”位时将导致对应车门被解锁并部分打开，同时可以手动全部打开该车门；当开关处于“关”位时，对应车门将自动关闭且锁闭或可以完成手动关闭且锁闭，列车安全回路将重新形成；将钥匙重新设定在“断”位不会影响对应车门的状态。
2. “零速”保护
列车速度为“0”时，得到“零速”信号后才能实现车门开、关的控制功能。当列车速度大于5km/h时，仍然开启的车门将自动关闭。
3. 安全回路
每节车同一侧所有车门的锁闭行程开关的常开触点是串联在一起的，当车门完全关闭后，门锁闭行程开关的常开触点闭合，形成每节车的关门安全连锁回路，一列车的关门安全连锁回路形成环路；整列车的所有车门关好后，司机室内左右两侧的“关门”指示灯亮，列车才能启动。由于车门的状态关系到乘客及运营安全，列车的所有车门正确锁闭才能保证列车正常运行，只要列车上有一个车门没有正确锁闭，列车将无法正常起动；而在运行过程中，如果有乘客拉下车门紧急解锁手柄，车门的安全回路则会断开、无法形成环路，将触发紧急制动直至列车停车。
4. 车门的切除
当单个车门出现故障（开门、关门或其他异常情况）时，为了保证列车的正常运行，使用专用的钥匙对该车门进行切除（即将该车门的控制从整条回路里单独隔离称为车门切除）。切除车门后，安全回路将不再检测该车门的安全状态，开关门指令也无法控制该车门。
5. 障碍物探测
障碍物探测功能的启动根据车门的传动方式而定，气动门是以关门过程中的产生的阻力值通过压力传感器测定后实现的，当阻力值超过压力传感器设定额定压力值，则启动障碍物探测功能；电动门则是以关门过程中电机产生的电流值实现的，当电流值超过设定额定值，则启动障碍物探测功能。
如果关门过程中门页碰到障碍物，设定的上限关门力最多可持续0.5s，车门将随之自动重新打开至距离障碍物30CM的位置，然后重新关闭或保持这个位置进行一段时间的调节后再重新关闭；如果障碍物一直存在两门叶之间，经过三次开关探测后，车门将处于完全打开状态。障碍物探测的车门开关次数及障碍物的大小可以通过EDCU（电子门控单元）来设定。
2 整列车门开/关门的工作原理
开门动作原理：下图为列车开门保持电路图，其中4S01为正常位置也就是在ATP保护下，ATO模式下列车对标停稳后，4A06发出指令给8K01/8K02，使得其断开的点得以连通，（图3）2S11在自动位时发出指令给8K05/8K06，使得其断开的点得以连通，在以上条件满足后8K03/8K04才得电，并通过自己的一个点加以保持导通，车门保持打开。假如在非ATO模式下8S01/8S02按钮按压后取代了8K05/8K06的功能。
在URM模式下开门使能信号线路走向是8F01～2K04～2K11～4S01的常开点～8K01/8K02，也就是说在URM模式下只要列车的速度为零就有开门使能信号（速度为零时2K11得电）
如图2所示，列车在ATO模式下，开门分为两种模式：自动开门和手动开门，为保证乘客安全，列车设置了零速保护，即列车速度必须为零，才能给出开门使能信号，8K01得电后，才能在自动或手动模式下给出开门命令，EDCU在接收到开门命令和列车速度为零的信息后才会接通电机，使电机动作开门。关门动作原理：如图3所示，按压了8S03/8S04后，使得8K07/8K08得电，其在上图中的两个常闭点断开，车门保持打开的回路被断掉，车门保持回路以因不能保持而实现关门。
3 结束语
鉴于城市轨道交通电客列车开关的频繁性及故障的多发性，本文尝试阐述车门控制原理及开、关门工作原理，为电客列车司机在车门故障处置中提供依据。
参考文献
[1] 彭有根. 广州地铁二号线车辆车门系统及其控制原理[J].电力机车与城轨车辆，2015，8：47-49.
[2] 原宇博，李兆新. 广州地铁增购车客室車门电路的改进[J].铁道机车车辆工人，2010，1.
[3] 朱士友，胡文伟. 广州地铁车辆车门结构、控制原理[J].铁道车辆，2000，12：60-62.
[4] 虞斐. 孟买地铁一号线列车运行建模与仿真.2010（学位论文）.
[5] 刘玉文. 地铁列车客室侧门间距与站台屏蔽门关系的探讨[J]. 电力机车与城轨车辆，2005，6：50-52.
关键词： 车门控制；开/关门；零速；安全回路；障碍物探测；切除
中图法分类号 U270.38+6 文献标识码 B
0 引言
各个城市的地铁运行过程中，车门故障也属于高发故障；同时，车门故障也会影响服务质量和乘客安全，特别是大客流时还会影响运营秩序。为提高司机在车门故障时能够有效处置，本文对车门控制原理进行阐述，为司机处置车门故障提供依据。
1 车门控制原理
从车门控制原理图上（图1）可以看出，列车的开门控制时EDCU单元为保证安全，对列车开门实行了零速保护，简单的描述：列车车门要正常打开时须同时具备两个条件：
列车的实际速度为零；
有开门指令。
在EDCU（电子门控单元）同时收到这两个信号后，将开门指令发出给车门电机，将对应车门的两个门页运动至打开状态。
1. 开/关门
整个门系统的运动是由电子门控单元来控制，电机通过传动系统驱动丝杆，丝杆上的螺母（螺母通过铰链与门页相连）驱动门页运动，从而实现开关车门；同时，丝杆/螺母机构保证同一车门两个门页的同步性。
通常开关门是通过安装在司机室内开关门控制面板上的开关门按钮来实现的，开关门控制面板安装在司机室内，司机室内每侧设一套，分为列车的左右侧开关门控制面板，分别控制列车左右两侧车门的开门、关门，每侧都有单独的电路。当司机用主控钥匙激活司机台时，开关门控制面板上的开关门按钮得电。当所有车门被关闭且锁闭良好时，两侧的关门按钮指示灯点亮、且所有关门指示灯点亮；如果有任意一侧的任意一个车门没有关闭且锁闭良好的时候，相应侧的关门按钮指示灯将无法点亮、且所有关门指示灯也不会亮；两侧的关门按钮指示灯和所有关门指示灯显示当下列车车门的状态，方便司机能及时准确确认车门是否正常。
在通常的操作中，开门可以由ATP自动实现（列车以ATO进站，门模式选择开关2S11在自动开门位）。当列车停车且停在站台的正确位置时，ATP子系统才能给出车门使能信号，车门可以实现自动开门。但在URM模式下，列车将一直有车门使能信号，但列车不能实现自动开门功能，只能通过操作司机室的开门按钮来实现开门。无论在任何情况下，车门使能与牵引控制单元的零速信号互锁。
当司机按下关门按钮后（主控钥匙激活司机操纵台后关门按钮有效），关门信号通过列车线向EDCU（电子门控单元）发出，每个车门的EDCU（电子门控单元）收到关门信号后将控制电机驱动丝杆，从而使门页关闭且锁闭到位。
单个车门的开关还可以通过乘务员钥匙开关来实现，在每辆车上的二位端的两个车门（17/19、18/20号门）内外侧都安装有乘务员钥匙开关。当车门关闭锁到位且蓄电池电源可用时，可使用专用钥匙操作乘务员钥匙开关来进出车辆。乘务员钥匙开关有三个档位，即“开”、“断”和“关”。只有当开关处于“断”位置时，钥匙才可以插入和拔出；当开关处于“开”位时将导致对应车门被解锁并部分打开，同时可以手动全部打开该车门；当开关处于“关”位时，对应车门将自动关闭且锁闭或可以完成手动关闭且锁闭，列车安全回路将重新形成；将钥匙重新设定在“断”位不会影响对应车门的状态。
2. “零速”保护
列车速度为“0”时，得到“零速”信号后才能实现车门开、关的控制功能。当列车速度大于5km/h时，仍然开启的车门将自动关闭。
3. 安全回路
每节车同一侧所有车门的锁闭行程开关的常开触点是串联在一起的，当车门完全关闭后，门锁闭行程开关的常开触点闭合，形成每节车的关门安全连锁回路，一列车的关门安全连锁回路形成环路；整列车的所有车门关好后，司机室内左右两侧的“关门”指示灯亮，列车才能启动。由于车门的状态关系到乘客及运营安全，列车的所有车门正确锁闭才能保证列车正常运行，只要列车上有一个车门没有正确锁闭，列车将无法正常起动；而在运行过程中，如果有乘客拉下车门紧急解锁手柄，车门的安全回路则会断开、无法形成环路，将触发紧急制动直至列车停车。
4. 车门的切除
当单个车门出现故障（开门、关门或其他异常情况）时，为了保证列车的正常运行，使用专用的钥匙对该车门进行切除（即将该车门的控制从整条回路里单独隔离称为车门切除）。切除车门后，安全回路将不再检测该车门的安全状态，开关门指令也无法控制该车门。
5. 障碍物探测
障碍物探测功能的启动根据车门的传动方式而定，气动门是以关门过程中的产生的阻力值通过压力传感器测定后实现的，当阻力值超过压力传感器设定额定压力值，则启动障碍物探测功能；电动门则是以关门过程中电机产生的电流值实现的，当电流值超过设定额定值，则启动障碍物探测功能。
如果关门过程中门页碰到障碍物，设定的上限关门力最多可持续0.5s，车门将随之自动重新打开至距离障碍物30CM的位置，然后重新关闭或保持这个位置进行一段时间的调节后再重新关闭；如果障碍物一直存在两门叶之间，经过三次开关探测后，车门将处于完全打开状态。障碍物探测的车门开关次数及障碍物的大小可以通过EDCU（电子门控单元）来设定。
2 整列车门开/关门的工作原理
开门动作原理：下图为列车开门保持电路图，其中4S01为正常位置也就是在ATP保护下，ATO模式下列车对标停稳后，4A06发出指令给8K01/8K02，使得其断开的点得以连通，（图3）2S11在自动位时发出指令给8K05/8K06，使得其断开的点得以连通，在以上条件满足后8K03/8K04才得电，并通过自己的一个点加以保持导通，车门保持打开。假如在非ATO模式下8S01/8S02按钮按压后取代了8K05/8K06的功能。
在URM模式下开门使能信号线路走向是8F01～2K04～2K11～4S01的常开点～8K01/8K02，也就是说在URM模式下只要列车的速度为零就有开门使能信号（速度为零时2K11得电）
如图2所示，列车在ATO模式下，开门分为两种模式：自动开门和手动开门，为保证乘客安全，列车设置了零速保护，即列车速度必须为零，才能给出开门使能信号，8K01得电后，才能在自动或手动模式下给出开门命令，EDCU在接收到开门命令和列车速度为零的信息后才会接通电机，使电机动作开门。关门动作原理：如图3所示，按压了8S03/8S04后，使得8K07/8K08得电，其在上图中的两个常闭点断开，车门保持打开的回路被断掉，车门保持回路以因不能保持而实现关门。
3 结束语
鉴于城市轨道交通电客列车开关的频繁性及故障的多发性，本文尝试阐述车门控制原理及开、关门工作原理，为电客列车司机在车门故障处置中提供依据。
参考文献
[1] 彭有根. 广州地铁二号线车辆车门系统及其控制原理[J].电力机车与城轨车辆，2015，8：47-49.
[2] 原宇博，李兆新. 广州地铁增购车客室車门电路的改进[J].铁道机车车辆工人，2010，1.
[3] 朱士友，胡文伟. 广州地铁车辆车门结构、控制原理[J].铁道车辆，2000，12：60-62.
[4] 虞斐. 孟买地铁一号线列车运行建模与仿真.2010（学位论文）.
[5] 刘玉文. 地铁列车客室侧门间距与站台屏蔽门关系的探讨[J]. 电力机车与城轨车辆，2005，6：50-52.