關(guān)于列車(chē)車(chē)門(mén)系統(tǒng)互鎖故障的幾種判斷技巧

摘要：地鐵車(chē)輛車(chē)門(mén)數(shù)量多、操作頻繁，而且車(chē)門(mén)的安全上鎖以及正常開(kāi)關(guān)都關(guān)乎到乘客的人身安全。由于車(chē)門(mén)操作頻繁，容易發(fā)生車(chē)門(mén)故障，如何快速判斷及維修，是每位地鐵車(chē)輛工作人員較為關(guān)注的問(wèn)題之一。本文根據(jù)多年工作實(shí)踐，對(duì)地鐵車(chē)輛車(chē)門(mén)系統(tǒng)互鎖故障的幾種判斷技巧進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)輛;車(chē)門(mén);安全聯(lián)鎖回路;故障

一、客室車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)門(mén)過(guò)程

（一）開(kāi)門(mén)

列車(chē)控制系統(tǒng)發(fā)出開(kāi)門(mén)指令（按壓開(kāi)門(mén)按鈕或者自動(dòng)運(yùn)行模式下的自動(dòng)開(kāi)門(mén)指令）à列車(chē)控制系統(tǒng)檢測(cè)列車(chē)狀態(tài)àEDCU接收到開(kāi)門(mén)指令àEDCU控制電路接通電機(jī)電源à電機(jī)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(mén)架上的滾輪、上滑道、擺臂、下滑道及短導(dǎo)柱配合，實(shí)現(xiàn)塞拉à攜門(mén)架、長(zhǎng)導(dǎo)柱、上下滑道配合，實(shí)現(xiàn)平移à車(chē)門(mén)開(kāi)啟直到完全打開(kāi)。

（二）關(guān)門(mén)

列車(chē)控制系統(tǒng)發(fā)出關(guān)門(mén)指令（按壓關(guān)門(mén)按鈕或者自動(dòng)運(yùn)行模式下的自動(dòng)開(kāi)門(mén)指令）EDCU接收到關(guān)門(mén)指令àEDCU控制電路接通電機(jī)電源à電機(jī)通電并工作à車(chē)門(mén)開(kāi)始關(guān)閉檢測(cè)列車(chē)狀態(tài)（由關(guān)到位開(kāi)關(guān)S4和鎖到位開(kāi)關(guān)S1檢測(cè)、障礙檢測(cè)等）進(jìn)行下一步動(dòng)作直到門(mén)完全關(guān)閉。

二、車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖回路

注：EDCU—主電子門(mén)控制單元;I3、I5—接口名稱(chēng)

圖1" 單個(gè)車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖回路示意圖

如圖1所示，當(dāng)車(chē)門(mén)全部關(guān)閉時(shí)，聯(lián)鎖回路閉合，列車(chē)才能起動(dòng);假如有一扇車(chē)門(mén)沒(méi)有關(guān)閉，列車(chē)無(wú)法起動(dòng)，而且這些信息都會(huì)在司機(jī)顯示屏呈現(xiàn)。只有當(dāng)所有車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖環(huán)路閉合，所有車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖繼電器得電時(shí)，列車(chē)才能起動(dòng)。

在ATP（列車(chē)自動(dòng)保護(hù)）正常的情況下，列車(chē)運(yùn)行時(shí)當(dāng)車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖環(huán)路斷開(kāi)，車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖繼電器失電時(shí)，會(huì)觸發(fā)緊急制動(dòng)。

如有單個(gè)車(chē)門(mén)故障，安全聯(lián)鎖回路無(wú)法貫通，在確保車(chē)門(mén)關(guān)閉的情況下，可以操作單門(mén)隔離開(kāi)關(guān)，旁路單個(gè)車(chē)門(mén)的狀態(tài)，以保證車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖環(huán)路的閉合，實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖。

圖2為車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖回路的組成框圖及車(chē)門(mén)聯(lián)鎖信號(hào)在列車(chē)各系統(tǒng)中的應(yīng)用。從圖2可以看到，

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

圖2" 車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖回路邏輯圖

三、安全聯(lián)鎖回路故障判斷

（一）門(mén)體本身安全回路的故障判斷

從圖1中可以看出，EDCU會(huì)從車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖回路接收來(lái)自I3和I5的信號(hào)。其中I3為安全互鎖回路輸入端信號(hào)，I5為安全互鎖回路輸出端信號(hào)。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(dāng)門(mén)被隔離時(shí)，安全互鎖回路通，I3和I5的電平狀態(tài)應(yīng)該相同;

2）當(dāng)門(mén)未隔離，未操作緊急解鎖，且門(mén)關(guān)到位，I3和I5的電平狀態(tài)應(yīng)該相同;

3）當(dāng)門(mén)未隔離，操作了緊急解鎖或者門(mén)未關(guān)到位，I5應(yīng)始終為低電平。

以上3種情況為車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖回路未出現(xiàn)異常情況下，I3和I5應(yīng)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(rèn)為是單扇門(mén)的安全聯(lián)鎖回路狀態(tài)異常。現(xiàn)參照?qǐng)D1詳細(xì)說(shuō)明EDCU如何根據(jù)DCOS，EUS，DCLS的閉合情況來(lái)確定I3和I5對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，具體見(jiàn)表1。

表1" 門(mén)體安全聯(lián)鎖回路故障判斷

DCOS（3-4觸點(diǎn)）

EUS（3-4觸點(diǎn)）

DCLS（3-4觸點(diǎn)）

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(diǎn)1一2閉合，觸點(diǎn)3一4斷開(kāi)），該門(mén)隔離，EUS和DCLS相當(dāng)于被旁路，所以不用考慮EUS和DCLS的狀態(tài)，此時(shí)I3和I5的狀態(tài)應(yīng)當(dāng)一致。

b）為正常的關(guān)到位且鎖到位（DCLS觸點(diǎn)1一2閉合，觸點(diǎn)3一4斷開(kāi)），沒(méi)操作緊急解鎖（EUS觸點(diǎn)1一2閉合，觸點(diǎn)3一4斷開(kāi)），未隔離的狀態(tài)（DCOS觸點(diǎn)1一2斷開(kāi)，觸點(diǎn)3一4閉合），此時(shí)I3和I5的狀態(tài)應(yīng)當(dāng)一致。

c）又分3種情況：①在車(chē)門(mén)未隔離的狀態(tài)下（DCOS觸點(diǎn)1一2斷開(kāi)，觸點(diǎn)3一4閉合），未關(guān)到位（DCLS觸點(diǎn)1一2斷開(kāi)，觸點(diǎn)3一4閉合），操作了緊急解鎖（EUS觸點(diǎn)1一2斷開(kāi)，觸點(diǎn)3一4閉合）;②在車(chē)門(mén)未隔離的狀態(tài)下既關(guān)到位也操作了緊急解鎖;③在車(chē)門(mén)未隔離的狀態(tài)下即未關(guān)到位又未操作緊急解鎖。在這3種情況下，無(wú)論I3為何狀態(tài)，I5應(yīng)始終為低電平。

對(duì)于EDCU來(lái)說(shuō)，DCOS，EUS，DCLS不同狀態(tài)的組合，I3和I5所表現(xiàn)出來(lái)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(shí)，則可以判定該扇門(mén)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(shí)現(xiàn)是建立在I3為輸入，I5為輸出的基礎(chǔ)上。但是鑒于地鐵車(chē)輛設(shè)計(jì)的對(duì)稱(chēng)性，安全聯(lián)鎖回路會(huì)出現(xiàn)前半列車(chē)I3為輸入、I5為輸出，后半列車(chē)變成I3為輸出、I5為輸入的情況。司機(jī)室換端后，情況則相反。所以，對(duì)于整列車(chē)而言，如果要實(shí)現(xiàn)上述功能，門(mén)控器還需要知道本端司機(jī)室和對(duì)端司機(jī)室激活信號(hào)，用于判斷當(dāng)前處于激活端的司機(jī)室是哪一個(gè);EDCU根據(jù)具體的司機(jī)室激活情況，再結(jié)合自身所在車(chē)輛的位置來(lái)判斷當(dāng)前門(mén)應(yīng)該采用“I3輸入，I5輸出”還是，\"I3輸出，I5輸入”。司機(jī)室激活信號(hào)和車(chē)輛位置信號(hào)可以通過(guò)TCMS送到每輛車(chē)的主門(mén)控器，再由主門(mén)控器送到各個(gè)車(chē)門(mén)的門(mén)控器。

狀態(tài)異常的判斷可以通過(guò)EDCU的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)門(mén)控器將判斷后的結(jié)果通過(guò)內(nèi)網(wǎng)送給每輛車(chē)的主門(mén)控器，然后在主門(mén)控器傳送給TCMS的MVB（多功能車(chē)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(yīng)車(chē)門(mén)安全互鎖回路的狀態(tài);TCMS將收到的信息在司機(jī)室人機(jī)接口（HMI）上顯示，使司機(jī)或維護(hù)人員能夠及時(shí)方便地排查故障。

（二）門(mén)體之間的安全回路故障判斷

因?yàn)榘踩?lián)鎖回路是將所有車(chē)門(mén)的狀態(tài)串聯(lián)在一起，除了對(duì)車(chē)門(mén)本身安全回路的故障檢測(cè)外，門(mén)體之間的回路也可能發(fā)生故障，如斷線或者連接器松動(dòng)等都有可能造成門(mén)體間聯(lián)鎖回路發(fā)生故障。

兩個(gè)門(mén)體間的故障，可以通過(guò)TCMS根據(jù)每個(gè)門(mén)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(lái)進(jìn)行判定。

1）正常狀態(tài)下，前一節(jié)車(chē)門(mén)的安全聯(lián)鎖回路的輸出端的狀態(tài)應(yīng)與后一節(jié)車(chē)門(mén)的安全聯(lián)鎖回路輸入端狀態(tài)相同，如果不同則認(rèn)為門(mén)體間的安全聯(lián)鎖回路狀態(tài)異常。

2）當(dāng)有一個(gè)EDCU斷電或者出現(xiàn)通信故障時(shí)，TCMS已經(jīng)無(wú)法獲得該門(mén)的安全聯(lián)鎖回路狀態(tài)信號(hào)。在這種情況下，通過(guò)故障EDCU的前一節(jié)車(chē)門(mén)和后一節(jié)車(chē)門(mén)來(lái)判斷：如果故障EDCU前一節(jié)車(chē)門(mén)的安全聯(lián)鎖回路輸出狀態(tài)和故障EDCU后一節(jié)車(chē)門(mén)的安全互鎖回路的輸入狀態(tài)不一致，則認(rèn)為門(mén)體間的安全聯(lián)鎖回路狀態(tài)異常。

圖3為某節(jié)車(chē)廂的車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖回路示意圖，車(chē)廂左右側(cè)各有5扇車(chē)門(mén)。若LDCU 3通信發(fā)生故障，此時(shí)TCMS檢測(cè)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(chē)廂車(chē)門(mén)安全聯(lián)鎖回路故障示意圖

表2" 為門(mén)體本身的故障，表3為門(mén)體之間的故障。

表2" 門(mén)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(mén)關(guān)閉

1

0

是

/

未隔離

未緊急解鎖

門(mén)關(guān)閉

0

1

是

是

未隔離

已緊急解鎖

門(mén)關(guān)閉

/

1

是

是

未隔離

已緊急解鎖

門(mén)未關(guān)閉

/

1

是

是

未隔離

未緊急解鎖

門(mén)未關(guān)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(hào)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(chē)輛

輸出電平

后一節(jié)車(chē)輛

輸入電平

是否故障

/

/

/

/

1

0

是

/

/

/

/

0

1

是

注：“/”表示可忽略該信號(hào)的狀態(tài)

表3 "門(mén)體之間故障表

因?yàn)門(mén)CMS畫(huà)面顯示的原因，出現(xiàn)上述兩種故障時(shí)，都可以人為地將故障位置設(shè)定在前一節(jié)或者后一節(jié)車(chē)門(mén)上，同時(shí)提供故障診斷代碼，幫助司機(jī)或維護(hù)人員快速識(shí)

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在門(mén)體之間安全回路的故障判斷上，有一些工程項(xiàng)目并非完全是由TCMS來(lái)處理的，而是由MDCU來(lái)做比較判斷，這樣也能實(shí)現(xiàn)故障判斷的功能。但是，由于不同車(chē)輛之間的EDCU是沒(méi)有通信的，所以前一節(jié)車(chē)的最后一個(gè)EDCU和后一節(jié)車(chē)的第一個(gè)EDCU之間的安全聯(lián)鎖回路狀態(tài)是沒(méi)辦法判斷的。如果集中由TCMS來(lái)判斷，則不會(huì)存在此問(wèn)題，從而提高車(chē)門(mén)系統(tǒng)的安全可靠性。