南京地铁4号线车门与站台门不联动问题研究

李家栋

摘  要：针对南京地铁4号线车门与站台门不联动问题，从开关门联动控制逻辑、故障规律查找、故障部件分析等方面进行了详细阐述分析，提出了有效的改进措施和建议，为轨道交通同行处理类似问题提供参考和借鉴。

关键词：地铁;车门;站台门;联动控制

中图分类号：U231.4 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）34-0059-02

Abstract： In view of the non-linkage between door and platform screen door of Nanjing Metro Line 4， this paper elaborates and analyzes the open-door and close-door linkage control logic， the fault rule search， the fault component analysis and other aspects， and puts forward effective measures for and suggestions on its improvement， which provides a reference for rail transit peers to deal with similar problems.

Keywords： metro; door; platform screen door; linkage control

站台门（也称屏蔽门）是拥挤的地铁站台上保障乘客生命安全的一道有力屏障，站台门控制现已成为信号系统一个不可或缺的组成部分。就设计而言，运营服务过程中电客车车门和站台门联锁控制、同步开关，既确保了行车安全和乘客安全，又降低了司机的工作强度。本文就南京地铁4号线（下文简称4号线）曾出现的多起手动开关门车门与站台门不联动故障展开深入分析，找到原因并进行改进。

1 信号系统对车门/站台门的控制

4号线采用的是CBTC（基于通信的列车控制）信号系统，系统通过确定列车在站台停准、提供车门打开授权、提供站台门打开授权、车门状态监控、站台门状态监控等功能来实现车门站台门的联锁控制。

1.1 开门联动控制逻辑

如图1，（1）VOBC（车载控制器）判断列车与站台对准，停车精度在±0.5m以内;（2）VOBC使能相应侧车门。同时，VOBC发送使能命令给MAU以使能相应侧的PSD（站台门）;（3）MAU（移动授权单元）验证使能命令，如果VOBC报告“停站”，有效的使能命令被转发给PMI（移动授权单元）;（4）当车门模式为“自动开/手动关”位时，VOBC将命令打开车门。否则，VOBC将通过司机按压开门按钮获得开门请求。车门门控器在收到有效开门命令后打开车门;（5）当VOBC命令打开车门或检测到车门打开请求，VOBC将发送开门命令给MAU;（6）MAU检查使能有效，则接受打开命令并转发给PMI;（7）PMI将使打开命令继电器得电，同时使关闭命令继电器失电，站台门同步打开。

1.2 关门联动控制逻辑

如图2，（1）停站时间结束，司机按压关门按钮请求车门关闭，门控器收到有效关门命令后关闭车门，所有车门关闭且锁闭信号通过继电器触点信号反馈给VOBC;（2）VOBC通过关门按钮触点信号检测到关闭请求，将发送关门命令给MAU。VOBC在检测到车门关闭且锁闭状态后也将发送使能失效命令给MAU;（3）MAU接受关门命令并转发给PMI;（4）PMI输出关门命令使关门继电器得电，站台门同步关闭;（5）PMI将所有站台门关闭且锁闭信号反馈给MAU;（6）MAU再将站台门关闭且锁闭信号转发给VOBC;（7）VOBC确认车门和站台门都关闭且锁闭后允许发车。

1.3 手动开关门指令的同步发送

在司机室左右侧门立柱上各设置了一对开门和关门按钮，同时在驾驶台左右两侧也各设置了一对开门和关门按钮，驾驶台开关门按钮分别与相应侧立柱开关门按钮触点并联。以左侧关门按钮为例，DCPB1_L（驾驶台左侧关门按钮）、DCPB2_L（立柱左侧关门按钮）各有一对常开触点将动作状态同时送至两端VOBC机架的PPU（外围处理单元）子架，经VOBC处理后发给ZC（区域控制器），再由ZC将指令转发给站台门系统，从而实现车门与站台门的联动开关。

2 车门与站台门不联动故障

2.1 故障概况

经统计2017-2018年，在正线运营时共出现7起手动开关门作业时车门与站台门不联动问题，造成多次清客下线或晚点事件。不联动总体表现为4类现象：开门操作时，车门开，站台门未开;车门未开，站台门开。关门操作时，车门关，站台门未关;车门未关，站台门关。

2.2 故障调查及原因分析

2.2.1 多起联动故障调查共性特点

（1）检查开关门相關继电器功能正常，线路各节点、端子接线正常;（2）检查开关门按钮无卡滞，按钮触点端子接线无虚接等现象;（3）开关门按钮在多次按压操作后故障往往会自行消失;（4）7起正线事件中，有3起因DCPB2触点接触不良导致，1起因DOPB2触点接触不良导致，还有3起因检查时故障现象消失，不能确定，但也不排除与开关门按钮有关。因此，正线手动开关门联动故障大概率因开关门按钮触点接触不良引起。

2.2.2 按钮故障分析

开关门按钮选用的是APT LA39（C）系列按钮。拆下按钮发现，按钮开关座本体、接线端子、线束上都有明显灰尘附着，如图3a，拆解开关座发现开关元件内部腔体也有许多微小的灰尘颗粒附着。查看按钮的安装环境发现，立柱是个空腔结构，腔体内按钮开关座的上部是开放、贯通的，直接暴露在外界环境中，如图3b，按钮开关座也没有设计防护盒进行封闭，工作环境灰尘污染较大。

开关门按钮触点负载很小，实测发现负责激活开门继电器和关门列车线的按钮触点工作电流都不超过50mA，而给VOBC发送开关门请求指令的触点负载电流仅为15mA。电流小于100mA，电弧作用明显减弱，膜電阻较难击穿，易出现“低电平失效”。故障件送检报告显示：产品使用环境恶劣，银合金触点表面粉尘积聚，触点氧化，使触点接触电阻无限大，无法导通。

3 故障处理及改进措施

3.1 故障应急处置优化

当手动开门不联动时，要求司机在立柱开门按钮失效的情况下，必须按压驾驶台开门按钮，充分利用按钮冗余设置减小故障影响;上述操作无效时，要求尝试按压同侧关门按钮，以临时排除关门按钮常闭触点接触不良问题。关门不联动时，同样要求司机在立柱关门按钮失效的情况下，必须按压驾驶台关门按钮。

3.2 换型整改

APT LA39（C）型按钮头部防护等级为IP54，开关元件的防护等级仅为IP20，实践证明无法满足现场使用需求。考虑到按钮在立柱腔体里的安装空间有限，现有结构下无法在按钮开关元件和接线端子处再加防尘盒进行密封防护。经过比选，决定用西门子SIRIUS ACT系列按钮搭配3SU1400-1AA10-3BA0触点模块进行换型整改，该按钮的头部防护等级达到IP69K，触点模块防护等级为IP40，触点模块具有极高的接触可靠性，即使在5V/1mA小电压电流运用环境下，也可保证每1000万次操作才出现一次工作异常。

4 结束语

开关门按钮故障是4号线车门与站台门不联动故障的主要原因，按钮换型整改结束一年多来，正线再未发生过因此而造成的不联动问题。开关门按钮是列车上一个高频次操作电气部件，它也是车辆和信号接口中一个关键性指令设备，其状态和可靠性将直接影响到乘客服务和列车准点率，在今后的车辆设计中应优化开关门按钮安装处所的防尘密封，选择更加适应小电流条件的按钮型号，进一步提升车辆与信号接口设备的安全性和可靠性。

参考文献：

[1]张宁.CBTC信号系统与屏蔽门联动关系的研究[J].铁道通信信号，2014，50（11）：43-45.

[2]上海自仪泰雷兹交通自动化系统有限公司.南京4号线VOBC维护手册[S].上海：上海自仪泰雷兹交通自动化系统有限公司，2016.

[3]中车南京浦镇车辆有限公司.南京地铁4号线电气原理图[Z].南京：中车南京浦镇车辆有限公司，2015.