新型軌道車輛門緊急出口裝置的設(shè)計(jì)

張茂茂

南京康尼電子科技有限公司 江蘇南京 210046

1 背景

車門的緊急出口裝置，其作用是列車到站后，車門無法正常開啟時(shí)，可以通過操作緊急出口裝置實(shí)現(xiàn)車門解鎖。在車輛系統(tǒng)的保護(hù)下，列車運(yùn)行時(shí)操作緊急出口裝置會(huì)導(dǎo)致列車緊急制動(dòng)，必須由專人進(jìn)行手動(dòng)恢復(fù)后方可正常運(yùn)營(yíng)。緊急出口裝置在列車運(yùn)行時(shí)被乘客隨意操作，容易造成后續(xù)列車的晚點(diǎn)，阻礙全線所有乘客的正常出行[1]。

為了減少乘客隨意操作緊急出口裝置對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響，需要開發(fā)一種新的緊急出口裝置，既能滿足乘客在緊急情況下操作緊急出口裝置的需求，又不會(huì)造成列車運(yùn)行中操作緊急出口裝置時(shí)導(dǎo)致列車立刻緊急制動(dòng)，降低造成車輛延誤的可能性，從而達(dá)到提高服務(wù)可靠性的目的。

2 現(xiàn)有緊急出口裝置

2.1 直接操作式

基于安全性的考慮，車輛設(shè)計(jì)中將每個(gè)車門的關(guān)鎖到位狀態(tài)信號(hào)（門關(guān)到位開關(guān)、鎖到位開關(guān)、緊急解鎖開關(guān)信號(hào)）串聯(lián)起來后傳輸給車輛控制單元TCMS及信號(hào)系統(tǒng)ATC，關(guān)鎖到位回路中所有開關(guān)閉合時(shí)，車輛才可具備牽引能力。若車輛在運(yùn)行過程中所有車門關(guān)閉連鎖回路斷開，車輛立刻產(chǎn)生緊急制動(dòng)。

目前國(guó)內(nèi)軌道車輛門緊急出口裝置多采用直接觸發(fā)式。該結(jié)構(gòu)在任何情況下都能被操作。其存在兩個(gè)問題：1.非零速情況下（車輛運(yùn)行過程中）被操作，雖然此時(shí)車門會(huì)有一個(gè)關(guān)門力阻止車門打開，但是車門關(guān)閉連鎖回路還是會(huì)斷開，車輛立刻緊急制動(dòng)，容易造成后續(xù)車輛晚點(diǎn)，影響運(yùn)營(yíng)可靠性；2.零速情況下（車輛靜止?fàn)顟B(tài)下）被操作，此時(shí)車門被解鎖，乘客可以手動(dòng)打開車門，若此時(shí)乘客解鎖的車門不具備下車條件，比如說非站臺(tái)側(cè)或是疏散平臺(tái)側(cè)，則會(huì)存在乘客跌落甚至接觸軌旁高壓電的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 非零速時(shí)無法操作式

該機(jī)械結(jié)構(gòu)同直接觸發(fā)式類似，區(qū)別在于該結(jié)構(gòu)額外增加了電磁鐵以限制該裝置的操作。該結(jié)構(gòu)在非零速時(shí)，電磁鐵吸合，其芯軸伸出以限制凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而此時(shí)無法操作。該結(jié)構(gòu)雖然避免了非零速情況下操作緊急出口裝置導(dǎo)致車門車輛緊急制動(dòng)的問題，但是若此時(shí)乘客真的有某種特殊情況一定要出去，乘客是無法出去的。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)也存在零速情況下的問題，即零速情況下（車輛靜止?fàn)顟B(tài)下）被操作，車門被解鎖，乘客可以手動(dòng)打開車門。若此時(shí)乘客解鎖的車門不具備下車條件，比如說非站臺(tái)側(cè)或是疏散平臺(tái)側(cè)，仍會(huì)存在乘客跌落甚至接觸軌旁高壓電的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 新型緊急出口裝置

3.1 車門回路設(shè)計(jì)

該結(jié)構(gòu)仍然有車門關(guān)閉連鎖回路，另外緊急出口裝置中增加一個(gè)緊急解鎖請(qǐng)求開關(guān)，同時(shí)將每個(gè)車門的緊急解鎖請(qǐng)求開關(guān)串聯(lián)在一起形成緊急解鎖請(qǐng)求回路。車輛可以通過硬線的緊急解鎖請(qǐng)求回路知道具體哪一側(cè)的車門緊急解鎖出口裝置被操作。同時(shí)在車門通訊正常的情況下可以通過網(wǎng)絡(luò)知道具體哪一個(gè)車門的緊急出口裝置被操作[2]。

3.2 結(jié)構(gòu)及功能設(shè)計(jì)

緊急出口裝置分三個(gè)檔位，分別是初始檔、緊急解鎖請(qǐng)求檔和緊急解鎖檔，這三個(gè)檔位均是自鎖、操作到某個(gè)位置后必須手動(dòng)復(fù)位。

初始檔是初始位置；

緊急解鎖請(qǐng)求檔是緊急解鎖請(qǐng)求開關(guān)被觸發(fā)的位置，操作至此檔時(shí)，僅觸發(fā)緊急解鎖請(qǐng)求開關(guān)、不會(huì)觸發(fā)緊急解鎖開關(guān)，車門不直接解鎖；

緊急解鎖檔是車門解鎖的位置，操作至此檔時(shí)，觸發(fā)緊急解鎖請(qǐng)求開關(guān)和緊急解鎖開關(guān)，車門直接解鎖。

在電磁鐵吸合時(shí)操作該裝置，由于電磁鐵吸合、其芯軸會(huì)限制操作路徑，該裝置至多僅能至緊急解鎖請(qǐng)求檔。當(dāng)電磁鐵釋放后，其芯軸不會(huì)限制緊急解鎖裝置操作路徑，該裝置可以操作至緊急解鎖檔，從而可以解鎖車門。

在不滿足緊急解鎖開門的條件下操作緊急出口裝置，由于電磁鐵的限位，此時(shí)只能操作至請(qǐng)求位，緊急解鎖請(qǐng)求回路斷開，車門通過網(wǎng)絡(luò)將該門緊急解鎖請(qǐng)求狀態(tài)上報(bào)給列車控制系統(tǒng)。當(dāng)司機(jī)或者信號(hào)系統(tǒng)收到緊急解鎖請(qǐng)求信號(hào)后，評(píng)估當(dāng)前車門側(cè)是否安全，是否可以解鎖開門。若安全，司機(jī)或者信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出授權(quán)信號(hào)給車門，車門控制電磁鐵釋放，乘客可以操作緊急出口裝置至解鎖位，從而可以打開車門；若不安全，司機(jī)或者信號(hào)系統(tǒng)不授權(quán)，電磁鐵不動(dòng)作，車門也不打開，從而確保乘客不會(huì)跌落，不影響后續(xù)車輛的運(yùn)營(yíng)[3]。

3.3 與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的對(duì)比

新的結(jié)構(gòu)通過緊急解鎖請(qǐng)求狀態(tài)的設(shè)置，給司機(jī)與乘客溝通創(chuàng)造了條件。同時(shí)非零速時(shí)操作緊急解鎖不會(huì)造成車門關(guān)閉連鎖回路斷開，車輛不會(huì)制動(dòng)停車，提高了列車的運(yùn)營(yíng)可靠性。另外，新的結(jié)構(gòu)需要司機(jī)或信號(hào)系統(tǒng)判斷當(dāng)前側(cè)是否是可疏散測(cè)，降低了乘客跌落或接觸軌旁高壓電的風(fēng)險(xiǎn)，提高了安全性。但是，由于增加了緊急解鎖請(qǐng)求開關(guān)、限位電磁鐵，新結(jié)構(gòu)的成本相對(duì)較高。

4 結(jié)語

與現(xiàn)有技術(shù)相比，新結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新點(diǎn)在于：克服了乘客緊急解鎖請(qǐng)求無法傳遞到司機(jī)室，造成緊急情況下乘客迫切需求駕駛員無法及時(shí)響應(yīng)的缺點(diǎn)，通過集成式緊急請(qǐng)求及出口解鎖裝置及司機(jī)室內(nèi)控制中心，就可以在司機(jī)室內(nèi)或者信號(hào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制各車門緊急解鎖裝置的狀態(tài)，從而可以保證乘客只能在列車運(yùn)營(yíng)線路中預(yù)定的地點(diǎn)才能打開車門，避免了乘客跌落軌道、接觸軌旁高壓電、無序離開列車造成的傷害。