地铁列车客室侧门系统网络开门功能改造分析

2014-10-15罗燕龙

机电信息 2014年18期

罗燕龙

（深圳市地铁集团有限公司运营总部车辆中心，广东深圳518000）

1 问题的提出

深圳地铁罗宝线续建工程26列车（以下简称26列车）由南车株洲电力机车有限公司生产，于2009年9月正式投入运营。根据设计要求，新购列车客室侧门系统列车线控制应采用复式的，单一故障不能使列车一侧的所有门都失灵。但该项目列车客室侧门系统列车控制线采用单一硬线，并未按照设计要求设计。当列车在正线运营时，车门控制的单一硬线故障将直接导致整侧或整节车门无法打开，影响列车正常运营。例如，2013年1月25日，149车在华侨城上行，6车客室侧门无法打开，该事件导致149车清客下线。

鉴于此，需将26列车开门单一硬线改造成多路硬线，但是在现有基础上铺设硬线的难度较大，材料及人工成本较高，需另寻其他方案。结合26列车车门网络系统采用MVB＋RS485的传输方式，最终决定利用列车网络增加开关门信号网络传输通道，并对车门网络开门功能进行改造。网络开门功能改造后，车门的开关门信号新增了列车网络传输通道，门控器将网络开关门信号作为控制信号。任意一个通道故障都不影响整侧或整节客室侧门的开关功能。

2 问题分析及技术改造

2．1 列车网络开门功能原理

列车的开关门信号采用两路通道传输，一路是通过列车硬线传输至门控器（图1）；另一路是通过列车的MVB数据总线传输至每节车的主门控器，再分别由每节车的主门控器通过RS485线传输至从门控器。26列车的网络开门功能原理就是将列车的开关门信号转化成网络开关门信号，并利用现有客室侧门网络（MVB＋RS485）将网络开关门信号发送至门控器，门控器则将网络开关门信号作为车门开关的控制信号，控制车门开关。

图1 客室侧门网络及硬线控制示意图

26列车网络开关门功能改造后，门控器优先执行网络开关门信号，硬线开关门信号作为备份控制。当列车网络故障时，延时2s转为硬线控制，执行硬线开关门信号。

2．2 现有设计存在的问题分析

26列车网络开门功能改造过程中，在功能测试时发现在没有开门允许信号的情况下，可以操作任意一侧开门按钮将客室整侧门打开的异常情况。在正线运营中，将可能发生司机误操作非站台侧开门按钮（开门允许信号未给出）导致非站台侧车门打开，进而造成乘客跌落轨行区的安全事故。因此，现有的设计存在重大安全隐患。

针对26列车网络开门功能改造时现有设计存在的问题，对26列车客室侧门控制电路、VCU控制逻辑、门控器系统设计等进行分析，并现场验证，最终发现VCU控制逻辑设计存在不足，具体分析如下：

如26列车客室侧门系统开关门控制原理示意图（图2）所示，开门按钮分成2路控制：一路通过DE模块1采集后形成开门按钮信号，参与VCU内部逻辑控制。开门按钮信号一方面通过信号系统向屏蔽门系统发送屏蔽门开门信号，另一方面则参与逻辑运算后形成网络开关门信号，并通过列车网络向门控器发送网络开关门信号。从列车开关门控制电路分析，开门按钮按下后，ATC系统给出开门允许信号的条件下，开门保持继电器吸合，110V电源接通。另一路由DE模块2采集形成开关门列车线信号，参与VCU内部逻辑控制；另一方面形成开关门硬线信号，通过列车硬线向门控器系统发送开关门命令。

图2 客室侧门系统开关门控制原理示意图

由此可见，门控器系统收到2路开关门信号，一路是通过列车网络发送的网络开关门信号，另一路是通过列车硬线发送的硬线开关门信号。其中，网络开关门信号不经过开门允许信号控制，而开关门硬线信号需ATC系统给出开门允许才能形成。

在网络开关门功能改造前，门控器收到硬线开关门信号和网络开关门信号，但门控器仅将硬线开关门信号作为控制信号，不执行网络开关门信号。硬线开门信号必须在开门允许信号给出的条件下才会形成。在运营过程中若发生司机误操作非站台侧开门按钮，因开门允许未给出硬线开门信号则不会形成，非站台侧门控器不进行开门操作，因此不存在安全隐患。

在网络开门功能改造后，门控器将网络开关门信号作为优先控制信号，硬线开关门信号为备份控制信号。门控器收到网络开关门信号后优先执行网络开门信号，将车门打开。这样，在开门允许未给出的情况下，操作开门按钮网络开关门信号仍可以形成，从而控制整侧车门打开。在网络开关门功能改造时，由于前期VCU控制逻辑设计不足，网络开关门信号可以在开门允许信号未给出的条件下形成，导致存在非站台侧车门误打开的安全隐患。

2．3 技术改进方案

26列车网络开门功能改造项目本着改造代价最低，且不对实际运用操作产生较大影响的原则，综合考虑后优先采用修改VCU控制逻辑的方案，对VCU车门控制逻辑进行如下修订：（1）取消开门按钮信号参与网络开关门信号的逻辑运算。取消后，网络开关门信号由开门列车线决定，开门按钮信号则参与屏蔽门开门信号的逻辑运算。这样，门控器执行的网络开门信号必须在开门允许信号给出的情况下才能形成（图3）。（2）保留车门控制的其他控制逻辑。