關于列車車門系統(tǒng)互鎖故障的幾種判斷技巧

摘要：地鐵車輛車門數(shù)量多、操作頻繁，而且車門的安全上鎖以及正常開關都關乎到乘客的人身安全。由于車門操作頻繁，容易發(fā)生車門故障，如何快速判斷及維修，是每位地鐵車輛工作人員較為關注的問題之一。本文根據(jù)多年工作實踐，對地鐵車輛車門系統(tǒng)互鎖故障的幾種判斷技巧進行探討。

關鍵詞：地鐵車輛;車門;安全聯(lián)鎖回路;故障

一、客室車門的開關門過程

（一）開門

列車控制系統(tǒng)發(fā)出開門指令（按壓開門按鈕或者自動運行模式下的自動開門指令）à列車控制系統(tǒng)檢測列車狀態(tài)àEDCU接收到開門指令àEDCU控制電路接通電機電源à電機通電并工作à端面解鎖裝置解鎖（螺母鎖緊裝置退出絲桿的鎖閉段）à攜門架上的滾輪、上滑道、擺臂、下滑道及短導柱配合，實現(xiàn)塞拉à攜門架、長導柱、上下滑道配合，實現(xiàn)平移à車門開啟直到完全打開。

（二）關門

列車控制系統(tǒng)發(fā)出關門指令（按壓關門按鈕或者自動運行模式下的自動開門指令）EDCU接收到關門指令àEDCU控制電路接通電機電源à電機通電并工作à車門開始關閉檢測列車狀態(tài)（由關到位開關S4和鎖到位開關S1檢測、障礙檢測等）進行下一步動作直到門完全關閉。

二、車門安全聯(lián)鎖回路

注：EDCU—主電子門控制單元;I3、I5—接口名稱

圖1" 單個車門安全聯(lián)鎖回路示意圖

如圖1所示，當車門全部關閉時，聯(lián)鎖回路閉合，列車才能起動;假如有一扇車門沒有關閉，列車無法起動，而且這些信息都會在司機顯示屏呈現(xiàn)。只有當所有車門安全聯(lián)鎖環(huán)路閉合，所有車門安全聯(lián)鎖繼電器得電時，列車才能起動。

在ATP（列車自動保護）正常的情況下，列車運行時當車門安全聯(lián)鎖環(huán)路斷開，車門安全聯(lián)鎖繼電器失電時，會觸發(fā)緊急制動。

如有單個車門故障，安全聯(lián)鎖回路無法貫通，在確保車門關閉的情況下，可以操作單門隔離開關，旁路單個車門的狀態(tài)，以保證車門安全聯(lián)鎖環(huán)路的閉合，實現(xiàn)安全聯(lián)鎖。

圖2為車門安全聯(lián)鎖回路的組成框圖及車門聯(lián)鎖信號在列車各系統(tǒng)中的應用。從圖2可以看到，

AT P、網(wǎng)絡系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、車輛駕駛控制等都需要使用該安全聯(lián)鎖信號。

圖2" 車門安全聯(lián)鎖回路邏輯圖

三、安全聯(lián)鎖回路故障判斷

（一）門體本身安全回路的故障判斷

從圖1中可以看出，EDCU會從車門安全聯(lián)鎖回路接收來自I3和I5的信號。其中I3為安全互鎖回路輸入端信號，I5為安全互鎖回路輸出端信號。根據(jù)DCOS，EUS，DCLS的閉合情況可以分析出I3和15有以下3種情況：

1）當門被隔離時，安全互鎖回路通，I3和I5的電平狀態(tài)應該相同;

2）當門未隔離，未操作緊急解鎖，且門關到位，I3和I5的電平狀態(tài)應該相同;

3）當門未隔離，操作了緊急解鎖或者門未關到位，I5應始終為低電平。

以上3種情況為車門安全聯(lián)鎖回路未出現(xiàn)異常情況下，I3和I5應該出現(xiàn)的狀態(tài);如果I3和I5出現(xiàn)其他的狀態(tài)，可以認為是單扇門的安全聯(lián)鎖回路狀態(tài)異?！，F(xiàn)參照圖1詳細說明EDCU如何根據(jù)DCOS，EUS，DCLS的閉合情況來確定I3和I5對應的狀態(tài)，具體見表1。

表1" 門體安全聯(lián)鎖回路故障判斷

DCOS（3-4觸點）

EUS（3-4觸點）

DCLS（3-4觸點）

狀態(tài)

a）

0

0/1

0/1

I3和I5電平狀態(tài)相同

b）

1

0

0

I3和I5電平狀態(tài)相同

1

1

0

I5始終為低電平

c）

1

1

1

I5始終為低電平

1

0

1

I5始終為低電平

注意：0—低電平;1—高電平

在表1中：

a）為DCOS打到隔離位（觸點1一2閉合，觸點3一4斷開），該門隔離，EUS和DCLS相當于被旁路，所以不用考慮EUS和DCLS的狀態(tài)，此時I3和I5的狀態(tài)應當一致。

b）為正常的關到位且鎖到位（DCLS觸點1一2閉合，觸點3一4斷開），沒操作緊急解鎖（EUS觸點1一2閉合，觸點3一4斷開），未隔離的狀態(tài)（DCOS觸點1一2斷開，觸點3一4閉合），此時I3和I5的狀態(tài)應當一致。

c）又分3種情況：①在車門未隔離的狀態(tài)下（DCOS觸點1一2斷開，觸點3一4閉合），未關到位（DCLS觸點1一2斷開，觸點3一4閉合），操作了緊急解鎖（EUS觸點1一2斷開，觸點3一4閉合）;②在車門未隔離的狀態(tài)下既關到位也操作了緊急解鎖;③在車門未隔離的狀態(tài)下即未關到位又未操作緊急解鎖。在這3種情況下，無論I3為何狀態(tài)，I5應始終為低電平。

對于EDCU來說，DCOS，EUS，DCLS不同狀態(tài)的組合，I3和I5所表現(xiàn)出來的狀態(tài)是確定的，如果出現(xiàn)不符合上述a），b），c）3種情況的其他情況時，則可以判定該扇門的“安全聯(lián)鎖回路”狀態(tài)異常。

需要注意的是，上述功能的實現(xiàn)是建立在I3為輸入，I5為輸出的基礎上。但是鑒于地鐵車輛設計的對稱性，安全聯(lián)鎖回路會出現(xiàn)前半列車I3為輸入、I5為輸出，后半列車變成I3為輸出、I5為輸入的情況。司機室換端后，情況則相反。所以，對于整列車而言，如果要實現(xiàn)上述功能，門控器還需要知道本端司機室和對端司機室激活信號，用于判斷當前處于激活端的司機室是哪一個;EDCU根據(jù)具體的司機室激活情況，再結合自身所在車輛的位置來判斷當前門應該采用“I3輸入，I5輸出”還是，\"I3輸出，I5輸入”。司機室激活信號和車輛位置信號可以通過TCMS送到每輛車的主門控器，再由主門控器送到各個車門的門控器。

狀態(tài)異常的判斷可以通過EDCU的軟件來實現(xiàn)。每個門控器將判斷后的結果通過內(nèi)網(wǎng)送給每輛車的主門控器，然后在主門控器傳送給TCMS的MVB（多功能車輛總線）數(shù)據(jù)流中增加“安全互鎖回路故障位”，告知TCMS相應車門安全互鎖回路的狀態(tài);TCMS將收到的信息在司機室人機接口（HMI）上顯示，使司機或維護人員能夠及時方便地排查故障。

（二）門體之間的安全回路故障判斷

因為安全聯(lián)鎖回路是將所有車門的狀態(tài)串聯(lián)在一起，除了對車門本身安全回路的故障檢測外，門體之間的回路也可能發(fā)生故障，如斷線或者連接器松動等都有可能造成門體間聯(lián)鎖回路發(fā)生故障。

兩個門體間的故障，可以通過TCMS根據(jù)每個門控器反饋的安全聯(lián)鎖回路的輸人I3和輸出I5（或者相反）的狀態(tài)來進行判定。

1）正常狀態(tài)下，前一節(jié)車門的安全聯(lián)鎖回路的輸出端的狀態(tài)應與后一節(jié)車門的安全聯(lián)鎖回路輸入端狀態(tài)相同，如果不同則認為門體間的安全聯(lián)鎖回路狀態(tài)異常。

2）當有一個EDCU斷電或者出現(xiàn)通信故障時，TCMS已經(jīng)無法獲得該門的安全聯(lián)鎖回路狀態(tài)信號。在這種情況下，通過故障EDCU的前一節(jié)車門和后一節(jié)車門來判斷：如果故障EDCU前一節(jié)車門的安全聯(lián)鎖回路輸出狀態(tài)和故障EDCU后一節(jié)車門的安全互鎖回路的輸入狀態(tài)不一致，則認為門體間的安全聯(lián)鎖回路狀態(tài)異常。

圖3為某節(jié)車廂的車門安全聯(lián)鎖回路示意圖，車廂左右側各有5扇車門。若LDCU 3通信發(fā)生故障，此時TCMS檢測到MDCU1的輸出I5和LDCU5的輸入I3電平狀態(tài)不一致，則可判斷出MDCU1和LDCU5之間的安全聯(lián)鎖回路存在故障。

圖3" 單節(jié)車廂車門安全聯(lián)鎖回路故障示意圖

表2" 為門體本身的故障，表3為門體之間的故障。

表2" 門體本身故障表

I3是否為輸入

DCOS狀態(tài)

EUS狀態(tài)

DCLS狀態(tài)

I3電平狀態(tài)

I5電平狀態(tài)

是否故障

/

隔離

/

/

1

0

是

/

隔離

/

/

0

1

是

/

未隔離

未緊急解鎖

門關閉

1

0

是

/

未隔離

未緊急解鎖

門關閉

0

1

是

是

未隔離

已緊急解鎖

門關閉

/

1

是

是

未隔離

已緊急解鎖

門未關閉

/

1

是

是

未隔離

未緊急解鎖

門未關閉

/

1

是

否

未隔離

已緊急解鎖

1

/

是

否

未隔離

已緊急解鎖

1

/

是

否

未隔離

未緊急解鎖

1

/

是

注：“/”表示可忽略該信號的狀態(tài)

I3是否為輸入

DCOS

狀態(tài)

EUS

狀態(tài)

DCLS

狀態(tài)

前一節(jié)車輛

輸出電平

后一節(jié)車輛

輸入電平

是否故障

/

/

/

/

1

0

是

/

/

/

/

0

1

是

注：“/”表示可忽略該信號的狀態(tài)

表3 "門體之間故障表

因為TCMS畫面顯示的原因，出現(xiàn)上述兩種故障時，都可以人為地將故障位置設定在前一節(jié)或者后一節(jié)車門上，同時提供故障診斷代碼，幫助司機或維護人員快速識

四、結束語

綜上所述，在門體之間安全回路的故障判斷上，有一些工程項目并非完全是由TCMS來處理的，而是由MDCU來做比較判斷，這樣也能實現(xiàn)故障判斷的功能。但是，由于不同車輛之間的EDCU是沒有通信的，所以前一節(jié)車的最后一個EDCU和后一節(jié)車的第一個EDCU之間的安全聯(lián)鎖回路狀態(tài)是沒辦法判斷的。如果集中由TCMS來判斷，則不會存在此問題，從而提高車門系統(tǒng)的安全可靠性。