上海地鐵11號(hào)南項(xiàng)目車門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

司尚卓 周利 張泱泱

摘 要 地鐵車輛的車門系統(tǒng)是關(guān)乎列車運(yùn)營安全的一個(gè)重要系統(tǒng)，文章通過與上海地鐵11號(hào)線北段項(xiàng)目車輛的車門系統(tǒng)比較，分析了上海11號(hào)線南項(xiàng)目車輛車門控制的功能特點(diǎn)，介紹了車門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 地鐵 車門 設(shè)計(jì) 安全

中圖分類號(hào)：U495文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Door Control System Design of Shanghai Metro No. 11 South Project

SI Shangzhuo[1], ZHOU Li[1], ZHANG Yangyang[2]

([1] CSR Zhuzhou Electric Locomotive Co., Ltd., Zhuzhou, Hunan 412001;

[2] College of Information Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510310)

Abstract Metro vehicle door system is related to the safety of train operations is an important system, the article by Shanghai Metro Line 11 and the northern section of the project vehicle door systems comparison, analysis of the Shanghai Metro Line 11 South project vehicle door control features, describes the design point of door control system.

Key words metro; door; design; safety

上海11號(hào)線南段工程項(xiàng)目與上海11號(hào)線北段項(xiàng)目車輛的車門系統(tǒng)都采用雙開電動(dòng)門，每列車內(nèi)裝有2個(gè)主門控單元和若干從門控單元。主門控單元通過MVB與車輛控單元連接，可傳輸車門控制狀態(tài)和診斷信息。

隨著地鐵技術(shù)的發(fā)展，上海地鐵公司也積累了多年的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，所以此次上海11號(hào)線南段車輛設(shè)計(jì)在上海11北車輛設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上改進(jìn)和增加了不少功能。

1 共有的功能

1.1 封鎖牽引

地鐵車輛的人流量特別大，作為地鐵安全指標(biāo)之一的車門系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。倘若列車在車門沒有關(guān)好的情況下啟動(dòng)了，則有可能會(huì)產(chǎn)生巨大的安全隱患甚至?xí){到乘客的生命安全。所以上海11號(hào)線車輛牽引啟動(dòng)的必要條件之一就是列車門關(guān)到位并且鎖到位。

列車牽引回路的原理如圖1所示，當(dāng)列車運(yùn)行在ATO和ATB模式下時(shí)，門關(guān)好信息發(fā)送給ATC系統(tǒng)，由ATC系統(tǒng)進(jìn)行判斷操作。如果列車門關(guān)好，ATC系統(tǒng)會(huì)收到“DLC”回路的信號(hào)，ATC車載設(shè)備的INT3:C11端口就會(huì)輸出“ATC允許牽引”信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過=22-K191繼電器的13、14觸點(diǎn)和=91-K08繼電器的21、22觸點(diǎn)使?fàn)恳芈穼?dǎo)通，列車可以啟動(dòng)運(yùn)行。

在ATP和RM模式下，圖1中ATC車載設(shè)備將會(huì)被旁路掉，圖中=22-K191繼電器的71、72觸點(diǎn)閉合，牽引指令由司控器開關(guān)S20的1、2觸點(diǎn)發(fā)出。ATC系統(tǒng)將根據(jù)收到的“DLC”回路信號(hào)，在確定左右門關(guān)好并鎖好的情況下控制=22-K129繼電器吸合，牽引回路便能建立，牽引力才可以發(fā)出。

在ATC切除，即全人工駕駛模式下，=91-K08繼電器吸合21、22觸點(diǎn)斷開。列車一旦離開站臺(tái)區(qū)域即=22-K119繼電器的43、44觸點(diǎn)閉合，列車便不再判斷車門的狀態(tài)，若此時(shí)有車門被緊急打開，車輛也不會(huì)施加緊急制動(dòng)，但第一次停車后，由于=81-K109、=81-K110、=81-K111、=81-K112繼電器的33、34觸點(diǎn)沒有全部閉合，所以列車不能再次啟動(dòng)。此時(shí)車輛必須在車站檢查和消除造成車門監(jiān)視回路中斷的原因，才能恢復(fù)正常運(yùn)行。

1.2 車門旁路

通過上述介紹，當(dāng)車門出現(xiàn)故障而又無法判斷故障的位置和原因時(shí)，車輛會(huì)封鎖牽引，導(dǎo)致列車無法自動(dòng)退出運(yùn)營，只有等待救援。此時(shí)可以通過激活門關(guān)好旁路旋鈕=81-S110將=81-K109、=81-K110等門關(guān)好/鎖好繼電器對牽引回路的影響旁路掉，司機(jī)方可啟動(dòng)列車。

上海11號(hào)線項(xiàng)目兩條線路都設(shè)置了門關(guān)好旁路開關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重車門故障時(shí)，列車能自行牽引退出運(yùn)營，避免需要緊急救援的麻煩。

1.3 車門防夾

上海11號(hào)線地鐵車輛的車門系統(tǒng)都具有防夾功能，此功能針對上海地鐵人流量大的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)。該功能是指當(dāng)車門探測到有乘客或是障礙物被夾時(shí)，便自動(dòng)彈開，給乘客一定的時(shí)間脫身，然后繼續(xù)實(shí)施關(guān)門動(dòng)作。關(guān)門過程中如果障礙物仍然存在，車門會(huì)再次打開，并將繼續(xù)嘗試關(guān)閉，關(guān)閉的次數(shù)默認(rèn)為3次，當(dāng)車門關(guān)閉3次還沒能關(guān)好，則車門將會(huì)完全打開，直到司機(jī)確認(rèn)后，重新發(fā)送關(guān)門命令。

開門時(shí)如果有障礙物，車門會(huì)向關(guān)閉方向返回一定距離，停止1秒，再重新開啟。在3次開門動(dòng)作之后，車門將會(huì)停在電子門控器會(huì)認(rèn)為可達(dá)的最大開門位置。

1.4 參數(shù)調(diào)節(jié)

每個(gè)電子門控器執(zhí)行命令時(shí)都有自己的固定的參數(shù)，例如：關(guān)門力的大小、開門時(shí)間、關(guān)門時(shí)間、車門防夾后門的狀態(tài)等等。如果要調(diào)整這些參數(shù)，可以由PTU終端通過USB下載的方式下載到每個(gè)門控器中去。廣州地鐵3號(hào)線、2號(hào)線、8號(hào)線，深圳地鐵5號(hào)線等等，都是采用的這種方法來調(diào)整門參數(shù)。然而這種方法有一個(gè)缺點(diǎn)，即每次要調(diào)整門控器參數(shù)時(shí)，維護(hù)人員都必須逐個(gè)下載此車內(nèi)的所有門控器中的參數(shù)，這樣維護(hù)起來極不方便，也可能會(huì)出現(xiàn)門參數(shù)參差不齊的情況，既浪費(fèi)了工時(shí)，也不能保證任務(wù)質(zhì)量。

在上海11號(hào)線的車輛上，我們采用集中下載的方案。維護(hù)人員可以通過安裝有sibas 32 monitor軟件的PC機(jī)與VCU相連接，將要調(diào)節(jié)的參數(shù)傳輸給VCU，然后由VCU通過MVB網(wǎng)絡(luò)把這些需要調(diào)節(jié)的參數(shù)動(dòng)態(tài)地分配到每個(gè)電子門控器。采用這種方法，大大縮短了維護(hù)工時(shí)，減小了車門參數(shù)調(diào)節(jié)的復(fù)雜度，增加了準(zhǔn)確性。

2 改進(jìn)及新增功能

2.1 車門安全回路

該回路將全列車的單側(cè)所有門節(jié)點(diǎn)串聯(lián)起來，用以檢測車門是否關(guān)閉/鎖閉，如果某一節(jié)點(diǎn)斷開，則列車不能啟動(dòng)。

上海11號(hào)線北段車輛的安全回路只有一條，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)上將門關(guān)好、門鎖好、門緊急解鎖全部串在一起，這樣不論車門沒有關(guān)好、沒有鎖好或激活了緊急解鎖，車輛都將不能啟動(dòng)或在有效區(qū)域內(nèi)施加緊急制動(dòng)。

上海地鐵公司在積累了大量運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以增強(qiáng)列車安全性為依據(jù)，將車門安全回路由一條增加為兩條，將門關(guān)好、門鎖好狀態(tài)分開控制。除了實(shí)現(xiàn)上海11號(hào)線北段車輛安全回路的所有功能外，列車還實(shí)現(xiàn)了一些新功能，例如：在丟失車門關(guān)到位信號(hào)后，在任何區(qū)域列車都將施加緊急制動(dòng)等。安全回路由一條變?yōu)閮蓷l后，大大增強(qiáng)了列車控制的靈活性，增加了列車安全性和降低了事故發(fā)生的概率。

2.2 乘客開門

此功能的設(shè)計(jì)充分考慮到節(jié)能環(huán)保及乘客的可操作性，即在客流量較小的情況下，乘客可以自行將車門打開，沒有被操作的車門則保持關(guān)閉狀態(tài)，乘客上下車完畢后，司機(jī)統(tǒng)一將打開的車門關(guān)閉。

車輛到站后，司機(jī)通過操作乘客開門允許旋鈕左/右，將“Passenger_Door_*_enable”命令傳送給VCU。門控器收到VCU的命令后，在車輛到達(dá)站臺(tái)正確位置后方可允許乘客手動(dòng)開門。

3 結(jié)束語

地鐵車輛的車門是關(guān)乎列車運(yùn)營安全的一個(gè)重要系統(tǒng)，車門系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，即要以安全為導(dǎo)向，也要考慮節(jié)能環(huán)保及乘客的舒適性。對于設(shè)計(jì)者來說，掌握列車車門控制系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)，為業(yè)主提供合理有效的解決方案，對列車的整體質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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