李 科

(成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司，610031，成都∥工程師)

地鐵車(chē)輛車(chē)門(mén)作為乘客上下車(chē)的主要通道，其工作的可靠性直接關(guān)系到地鐵運(yùn)營(yíng)安全和服務(wù)質(zhì)量。自成都地鐵1號(hào)線(xiàn)電客車(chē)投入運(yùn)營(yíng)以來(lái)，其車(chē)輛曾在庫(kù)內(nèi)試驗(yàn)和正線(xiàn)運(yùn)行中發(fā)生過(guò)2次司機(jī)開(kāi)單側(cè)門(mén)，而兩側(cè)車(chē)門(mén)卻同時(shí)開(kāi)啟的情況。為解決此故障問(wèn)題，地鐵公司的車(chē)輛技術(shù)人員和車(chē)輛、信號(hào)供應(yīng)商及時(shí)進(jìn)行了調(diào)查分析，制定可行的技術(shù)方案對(duì)車(chē)門(mén)控制電路進(jìn)行改造，消除了此類(lèi)運(yùn)營(yíng)安全事故隱患。

1 車(chē)門(mén)控制電路原理

成都地鐵1號(hào)線(xiàn)電客車(chē)為4動(dòng)2拖6節(jié)編組的列車(chē)。其兩端為拖車(chē)，中間4輛為動(dòng)車(chē)，每輛車(chē)左右兩側(cè)各設(shè)置有4個(gè)客室門(mén)?？褪议T(mén)采用電動(dòng)塞拉門(mén)，具有故障隔離和緊急解鎖保護(hù)功能。司機(jī)通過(guò)操作司機(jī)室的開(kāi)、關(guān)門(mén)按鈕來(lái)集中控制客室門(mén)的開(kāi)與關(guān)。

1號(hào)線(xiàn)電客車(chē)車(chē)門(mén)系統(tǒng)的控制方式有信號(hào)系統(tǒng)控制和人工控制兩種方式。開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)，首先由門(mén)控器采集門(mén)狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，只有在車(chē)門(mén)未隔離、無(wú)緊急解鎖時(shí)才可進(jìn)行集中控制開(kāi)關(guān)門(mén)操作。同時(shí)，開(kāi)門(mén)指令還要求車(chē)輛必須在零速條件下才能執(zhí)行。

1.1 信號(hào)模式開(kāi)門(mén)控制

1號(hào)線(xiàn)開(kāi)通初期，列車(chē)運(yùn)行主要采用點(diǎn)式ATP(列車(chē)自動(dòng)保護(hù))模式。此模式下，開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)為信號(hào)系統(tǒng)控制下的半人工方式，僅在車(chē)載信號(hào)設(shè)備(CC)給出“允許車(chē)門(mén)釋放”信號(hào)時(shí)，才允許開(kāi)關(guān)門(mén)操作。以開(kāi)左門(mén)為例，當(dāng)列車(chē)進(jìn)入允許開(kāi)門(mén)區(qū)域后，先由CC根據(jù)站臺(tái)方向等邏輯聯(lián)鎖條件輸出允許開(kāi)門(mén)信號(hào)至門(mén)控器;隨后，司機(jī)按下司機(jī)室左側(cè)操縱臺(tái)或側(cè)屏上的開(kāi)門(mén)按鈕;列車(chē)門(mén)與屏蔽門(mén)對(duì)門(mén)準(zhǔn)確同步后，CC輸出開(kāi)左門(mén)指令至左側(cè)開(kāi)門(mén)信號(hào)控制線(xiàn)，使左開(kāi)門(mén)列車(chē)線(xiàn)得電;門(mén)控器在收到允許開(kāi)門(mén)信號(hào)和開(kāi)門(mén)信號(hào)后，控制相應(yīng)的車(chē)門(mén)電機(jī)完成開(kāi)門(mén)動(dòng)作。

1.2 人工模式開(kāi)門(mén)控制

列車(chē)運(yùn)行中，當(dāng)信號(hào)系統(tǒng)故障或CC輸出指令不能有效控制開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)作時(shí)，需在人工駕駛模式下操作車(chē)門(mén)的開(kāi)閉。此時(shí)，應(yīng)將列車(chē)控制模式轉(zhuǎn)為NRM(非限制人工駕駛模式)，車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)模式轉(zhuǎn)為DBY(車(chē)輛控制下的人工操作)模式。以開(kāi)左門(mén)為例，當(dāng)列車(chē)速度≤5 km/h且5SDR零速繼電器得電吸合時(shí)，車(chē)輛110 V控制電源經(jīng)5SDR零速繼電器使左、右零速列車(chē)線(xiàn)得電，門(mén)控器收到列車(chē)零速信號(hào);司機(jī)按下開(kāi)左門(mén)按鈕后，車(chē)輛110 V控制電源使左開(kāi)門(mén)列車(chē)線(xiàn)得電，即發(fā)送左開(kāi)門(mén)信號(hào)至門(mén)控器;收到列車(chē)零速信號(hào)和左開(kāi)門(mén)信號(hào)后，門(mén)控器執(zhí)行開(kāi)門(mén)指令，控制車(chē)門(mén)電機(jī)進(jìn)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作。

2 故障現(xiàn)象及原因分析

由于信號(hào)設(shè)備故障，列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生列車(chē)定位丟失和CC死機(jī)的情況。在此情況下，司機(jī)通常將CC斷電后重新啟動(dòng)，如故障仍不能消除，則將列車(chē)轉(zhuǎn)為NRM模式。

2010年10月1日，司機(jī)在庫(kù)內(nèi)對(duì)10101次列車(chē)進(jìn)行出庫(kù)例行試驗(yàn)。當(dāng)進(jìn)行左側(cè)開(kāi)門(mén)操作時(shí)，出現(xiàn)一次左、右兩側(cè)車(chē)門(mén)同時(shí)打開(kāi)的情況。通過(guò)查看列車(chē)視頻監(jiān)控系統(tǒng)錄像發(fā)現(xiàn)，司機(jī)操作開(kāi)門(mén)按鈕時(shí)，CC正在啟動(dòng)過(guò)程中。地鐵公司和車(chē)輛廠(chǎng)家的技術(shù)人員隨后對(duì)該車(chē)進(jìn)行了試驗(yàn)，在CC得電啟動(dòng)過(guò)程中，對(duì)CC的輸出進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)CC左、右側(cè)開(kāi)門(mén)信號(hào)輸出線(xiàn)有短暫導(dǎo)通的現(xiàn)象。

2010年10月7日，10114次列車(chē)在正線(xiàn)運(yùn)行。當(dāng)列車(chē)行至騾馬市站時(shí)，CC發(fā)生死機(jī)故障。在重新啟動(dòng)CC的過(guò)程中，司機(jī)將列車(chē)控制模式轉(zhuǎn)為NRM模式，車(chē)門(mén)控制模式轉(zhuǎn)為DBY模式，并進(jìn)行人工開(kāi)門(mén)操作。結(jié)果又發(fā)生了兩側(cè)車(chē)門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的情況。

結(jié)合兩次故障情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，兩次故障都是在車(chē)門(mén)為人工控制模式時(shí)發(fā)生的，且CC都處于重新啟動(dòng)的過(guò)程中。隨后，在庫(kù)內(nèi)對(duì)10107次列車(chē)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，也同樣出現(xiàn)了CC啟動(dòng)過(guò)程中左、右開(kāi)門(mén)信號(hào)線(xiàn)導(dǎo)通的現(xiàn)象。如圖1所示，當(dāng)列車(chē)處于NRM模式、車(chē)門(mén)處于DBY模式時(shí)，司機(jī)扳動(dòng)門(mén)選開(kāi)關(guān)SC2選定開(kāi)左門(mén)，并操作開(kāi)門(mén)按鈕，使左側(cè)開(kāi)門(mén)信號(hào)線(xiàn)M47得電，控制左側(cè)車(chē)門(mén)開(kāi)門(mén)動(dòng)作;根據(jù)車(chē)門(mén)控制電路原理，由于CC輸出的OLD、ORD聯(lián)鎖觸點(diǎn)導(dǎo)通，形成從M47→CC的OLD聯(lián)鎖觸點(diǎn)→CC的ORD聯(lián)鎖觸點(diǎn)→M37的通路，即左、右開(kāi)門(mén)信號(hào)線(xiàn)連通，從而造成兩側(cè)車(chē)門(mén)同時(shí)開(kāi)啟。

圖1 車(chē)門(mén)誤開(kāi)啟故障

3 改進(jìn)方案

成都地鐵運(yùn)營(yíng)公司技術(shù)人員會(huì)同車(chē)輛和信號(hào)供應(yīng)商多次討論了車(chē)門(mén)控制接口電路的改進(jìn)方案，并按照CC門(mén)控輸出指令需在列車(chē)NRM模式下進(jìn)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(kāi)門(mén)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)與外部車(chē)輛門(mén)控線(xiàn)間加裝二極管。即使發(fā)生CC輸出的OLD、ORD聯(lián)鎖觸點(diǎn)導(dǎo)通，利用二極管的反向截止功能，也能將左、右開(kāi)門(mén)控制信號(hào)線(xiàn)隔離。

3.2 零速信號(hào)線(xiàn)隔離方案

在門(mén)選開(kāi)關(guān)SC2上增加聯(lián)鎖，并將車(chē)輛的左、右零速信號(hào)線(xiàn)分別引入SC2。開(kāi)門(mén)時(shí)先由門(mén)選開(kāi)關(guān)確定開(kāi)門(mén)方向，再控制相應(yīng)側(cè)車(chē)門(mén)零速信號(hào)線(xiàn)導(dǎo)通。通過(guò)門(mén)選開(kāi)關(guān)將左、右開(kāi)門(mén)零速信號(hào)線(xiàn)隔離，無(wú)零速信號(hào)側(cè)的車(chē)門(mén)將不能打開(kāi)。

3.3 增加NMR繼電器聯(lián)鎖隔離方案

對(duì)車(chē)輛和信號(hào)的車(chē)門(mén)控制接口線(xiàn)路進(jìn)行改造，增加NMR(車(chē)門(mén)非受限ATC控制)繼電器聯(lián)鎖。將CC左側(cè)開(kāi)關(guān)門(mén)控制信號(hào)線(xiàn)和門(mén)允許信號(hào)線(xiàn)(P1.78、P1.73、P1.52)接于NMR繼電器一組聯(lián)鎖上，右側(cè)開(kāi)關(guān)門(mén)控制信號(hào)線(xiàn)和門(mén)允許信號(hào)線(xiàn)(P1.74、P1.79、P1.51)接于NMR繼電器另一組聯(lián)鎖上(見(jiàn)圖2)。人工駕駛控制模式下，MSS2開(kāi)關(guān)為“NRM”位時(shí)，即使發(fā)生CC內(nèi)部輸出的OLD和ORD聯(lián)鎖觸點(diǎn)導(dǎo)通，也能通過(guò)NMR繼電器對(duì)兩側(cè)開(kāi)門(mén)控制信號(hào)線(xiàn)M37和M47進(jìn)行隔離，此時(shí)，NMR繼電器得電。

圖2 NMR繼電器改進(jìn)后電路圖

3.4 改進(jìn)方案比較

對(duì)幾種方案的分析和對(duì)比如下:如采用加裝反向二極管對(duì)CC輸出進(jìn)行隔離的方案，當(dāng)二極管反向擊穿后，將會(huì)失去隔離作用;如采用零速信號(hào)線(xiàn)隔離方案，需對(duì)門(mén)選開(kāi)關(guān)進(jìn)行改造換型，并需重新進(jìn)行開(kāi)關(guān)布線(xiàn);利用NMR繼電器自帶的聯(lián)鎖功能進(jìn)行線(xiàn)路改動(dòng)的方案便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，對(duì)信號(hào)和車(chē)輛線(xiàn)路的改動(dòng)較小，且滿(mǎn)足車(chē)輛和信號(hào)關(guān)于門(mén)控信號(hào)誤觸發(fā)的隔離要求，能確保改進(jìn)后的電路安全可靠。因此，選定NMR繼電器連鎖隔離方案實(shí)施。

4 方案實(shí)施及改進(jìn)效果

根據(jù)選定的NMR繼電器聯(lián)鎖隔離的改進(jìn)方案，制定了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的具體流程如下:

(1)斷開(kāi)作業(yè)端的電客車(chē)車(chē)門(mén)控制電源和信號(hào)模式電源，保證作業(yè)時(shí)所用到的端子接口和繼電器觸點(diǎn)無(wú)電，并拔下信號(hào)機(jī)柜內(nèi)的車(chē)門(mén)信號(hào)模式控制插頭P1(見(jiàn)圖3)。

圖3 信號(hào)機(jī)柜插座

(2)在司機(jī)室繼電器柜找到端子排上的XC32－4、XC32－5線(xiàn)槽，取下兩線(xiàn)槽上除M31之外的6根信號(hào)接線(xiàn)，用萬(wàn)用表校驗(yàn)與P1插頭對(duì)應(yīng)的信號(hào)線(xiàn);確定線(xiàn)號(hào)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(xiàn)槽間的短接線(xiàn)，以確保兩線(xiàn)槽中的接線(xiàn)斷開(kāi)。司機(jī)室繼電器柜端子排照片見(jiàn)圖4。

圖4 司機(jī)室繼電器柜端子排

(3)從XC32端子排上XC32－8、XC32－5號(hào)線(xiàn)槽中引兩根接線(xiàn)接入NMR繼電器備用的常閉聯(lián)鎖觸點(diǎn)兩端，線(xiàn)號(hào)分別為M30、M31a。為防止接線(xiàn)不良或接線(xiàn)錯(cuò)誤，作業(yè)完后進(jìn)行線(xiàn)路通斷測(cè)試，并通過(guò)開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)作試驗(yàn)對(duì)車(chē)門(mén)控制電路進(jìn)行驗(yàn)證。

(4)為驗(yàn)證改進(jìn)效果，在10107次和10109次電客車(chē)上進(jìn)行了線(xiàn)路改進(jìn)和正線(xiàn)測(cè)試。確認(rèn)車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)門(mén)動(dòng)作正常后，對(duì)1號(hào)線(xiàn)17列電客車(chē)的車(chē)門(mén)控制電路全部進(jìn)行了改進(jìn)。改造后的車(chē)輛運(yùn)行正常，未再發(fā)生列車(chē)在人工駕駛模式下司機(jī)發(fā)單側(cè)開(kāi)門(mén)指令而兩側(cè)車(chē)門(mén)同時(shí)打開(kāi)的故障情況。

5 結(jié)語(yǔ)

電客車(chē)車(chē)門(mén)是列車(chē)安全運(yùn)行的重要設(shè)備，技術(shù)人員結(jié)合此次車(chē)門(mén)電氣故障舉一反三，針對(duì)車(chē)輛運(yùn)用過(guò)程中出現(xiàn)的故障問(wèn)題，先后進(jìn)行了車(chē)門(mén)電氣線(xiàn)路的專(zhuān)項(xiàng)檢查測(cè)試，系統(tǒng)軟件的升級(jí)優(yōu)化，并加強(qiáng)雙周和三月檢中對(duì)車(chē)門(mén)的集控試驗(yàn)，有效防止了類(lèi)似故障的發(fā)生，確保了行車(chē)安全。

［1］GB 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB/T 7928—2003地鐵車(chē)輛通用技術(shù)條件［S］.