地鐵車門系統故障診斷與維修決策的方法研究

顏偉康　關菁　許雙雙

摘 要：隨著我國城市化進程的加快，作為城市公共交通的重要組成部分，地鐵在方便人們日常工作生活中發揮著重要的作用。但是，作為一種公共交通，在日常工作中極易出現各種故障問題，而車門作為乘客上下通道，車輛運行中高頻率動作的一個系統，對地鐵日常的順利運行產生了很大的影響。基于此，本文以湖北省武漢市地鐵1號線車門系統（塞拉門）為例，著重分析闡述地鐵車門系統故障診斷與維修決策的方法，期望為相關的地鐵運營公司及從業人員提供建設性的意見。

關鍵詞：地鐵車門系統;故障診斷;維修決策

中圖分類號：U270.386 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）06-0104-02

0 引言

作為一種公共交通，地鐵在早、晚高峰時段極易出現客流斷面的情況，會出現超載現象，這讓地鐵車門系統經常會受到擠壓和震動，也讓地鐵車門系統發生故障的幾率大大增加。因此，對地鐵車門系統故障診斷與維修決策的方法進行深入分析研究是十分有必要的，具有很強的現實意義。

1 地鐵車門系統單元介紹

1.1 塞拉門系統結構

武漢市地鐵1號線西起徑河，東至漢口北，線路共計長度為38.54km，車站共計32座，平均站間距為1.2km，每天的運營時間為16.5h，高峰時段最大上線列車數為45列，最小行車間隔為192s。另外，1號線與3號線、6號線、7號線、8號線均有換乘，每天的載客量高達28萬人次。因此，運行時對地鐵車門系統產生的影響巨大，對其系統故障診斷與維修決策進行研究顯得尤為重要。總的來說，武漢地鐵1號線客室車門為雙頁門扇的電動塞拉門，整個門系統的運動由電子門控器控制，電機驅動，門扇與攜門架相連，且攜門架通過滑筒在縱向長導柱上滑動。長導柱安裝在3個掛架上，分別在左右兩端和中間。總的來說，實際運行結構主要包括以下幾部分：

（1）接口部件：1號線的接口部件以支架（3件）、上檔、左右后檔及門檻組成，支架具有聯結機構部件與車體的作用，上檔、左右后檔及門檻可以有效保證門扇的防水密封性;（2）長導柱：1號線的長導柱安裝在車體結構上，長導柱可以承受門板重量，保證開門和關門過程中門板與車體平行;（3）攜門架：攜門架設置在門板，可以有效將力從機構傳送到門板并且也把力從門板傳送到機構;（4）驅動部件：驅動部件安裝在頂部機構上，具有傳遞力的作用;（5）鎖閉：主鎖可以實現門系統的自動開關，門系統在關門過程中具有全程鎖閉能力，在無電或緊急情況下，可手動開關門。

1.2 車門系統功能

地鐵1號線的地鐵車門系統功能主要包括開關門功能、車門緊急解鎖功能、零速保護、車門故障切除功能、及障礙物檢測等。現對主要的功能作簡單的介紹：

（1）開關門功能：1號線的地鐵車門系統有兩種模式，即手動控制模式和ATO（自動列車運行裝置）模式。ATO模式運行過程中可以對地鐵的運行情況進行全程、實時監控，并自動選擇發送指令控制相應側門的開啟和關閉。手動控制模式運行過程中地鐵司機可以根據到站情況控制開關按鈕，對車門的開關狀態進行控制，并對地鐵進站、乘客上下車過程中的緊急事件做出處理;（2）障礙物檢測：1號線在與3號線、6號線、7號線、8號線換乘過程中，極易出現超載情況，此時車門被乘客和其他障礙物夾中的幾率較大。當車門檢測到這種情況時，車門夾緊力就會自動消失，自動持續關門動作，3次關門不成功就會完全打開，同時自動報警傳輸給司機室監控界面，以此保證乘客安全和自身運行安全;（3）故障指示、自診斷和記錄功能：早高峰時段，因為換乘站較多，1號線極易出現乘客擁擠狀態，此時地鐵發生故障的幾率也大大增加。為了有效的保證的地鐵運行效率，現代化的地鐵車門系統均具備故障指示、自診斷和記錄功能。簡單來說，地鐵車門在出現故障，檢測系統會對地鐵運行情況作全面的分析和檢查，并對出現的故障問題進行自行診斷和記錄，方便維修人員更快的進行維修，在保證運行效率方面發揮著重要的作用;（4）車門緊急解鎖功能：地鐵緊急解鎖裝置分為兩種形式，一種是旋轉手柄式，另一種是拉手式，緊急情況時乘客可以打碎面罩后旋轉手柄或者下拉拉手將車門解鎖，在應急處理中發揮著重要的作用。

2 地鐵車門系統故障診斷

2.1 導向裝置故障

1號線的上滑道尼龍滾輪被設置在攜門架上，前端采用擋圈固定，在上滑道內運動;下擺臂滾輪安裝在擺臂組件上，在下滑道內運動。但是，在實際的運行過程中，因為到上溝槽深度的影響，上滾輪易出現脫落情況;下滾輪因長時間摩擦滾動也可能脫落，此外上、下滑道長時間受擠壓力，可能造成脫焊、裂紋等，進而引發地鐵車門系統故障[1]。

2.2 鎖閉裝置故障

（1）機械部件本身因不斷接觸摩擦磨損，導致鎖閉裝置故障，例如滾動銷與絲桿的長期磨損，造成絲桿缺口，開關門異響、不暢故障;（2）運行量較大加上頻繁地開關門動作，其閉鎖裝置會因為運行時間過長而形成勞性裂紋，如螺母副扭簧斷裂、螺紋套裂開等，制動器、端部解鎖裝置故障也會最終導致整個閉鎖裝置故障[2]。

2.3 門扇體與車體受異物撞擊、剮蹭

這種故障產生的原因主要是門板所在位置及運行周邊環境造成的。1號線為露天高架線路，就目前運營情況來看，已出現過車體及車門受到不明物體撞擊、修車中受到其他機器剮蹭等問題。

2.4 車門尺寸異常導致故障

該故障產生主要與新車安裝或大架修調整時未調整到位及受限于其他接口位置不精導致，該故障通過參考設計尺寸不斷地調試滿足功能需求來避免。就目前1號線運營情況來看，故障率較低。

2.5 電子控制單元無法正常運行

地鐵車門控制單元（電子門控器、電機、端子排接線等）無法正常運行是經常出現的故障問題，需要明確的一點是，細微部件的故障會對地鐵車門運行系統產生較大的影響。因此，做好地鐵細微部件的日常檢查和保養尤為重要。具體來說，地鐵車門控制單元（以電子門控器為例）無法正常運行主要有三種狀態，即三相逆變橋開關器件故障、控制系統無法有效控制電機運行、控制電路接口出現系統故障。針對這三種常見的控制系統無法正常運行狀態，1號線的工作人員要給予細微部件模塊檢查足夠的重視，除了做好日常的檢查與維修工作，還需要添加外用測試激勵，最大限度的保證診斷結果的準確性，為后期故障維修提供指導性意見[3]。

3 地鐵車門系統故障維修決策的方法

3.1 進一步優化地鐵車門系統結構

為了最大限度避免地鐵車門出現車門與車體刮蹭的情況，1號線的維修人員要對當前的地鐵車門系統進行深入的分析研究，明確產生諸多故障的原因，并找出地鐵車門系統結構設計不合理的地方，進而采取科學有效的措施加以優化和完善。另外，1號線工作人員還要根據實際的運營情況，適時調整地鐵車門系統結構，對門板設置尺寸進行檢查，開展精準的位置測量，確定門板設置是否合理科學。一旦發現門板設置與運行標準不符，則要立即對門板的尺寸進行調整，嚴重時可以選擇更換，以此充分保證地鐵車門系統的安全運行。除此之外，日常檢查與維修是保證地鐵車門安全運行的重要途徑，必須給予充分的重視，需要投入更大的人力、物力與財力進行日常維護保養，檢查與維修重點可以以常見車門故障部件為主，滾輪脫落等情況，讓其滿足地鐵運行規范和要求，以此提升地鐵車門運行效率和質量。

3.2 嚴格控制車門系統內各元件的質量

車門系統內部元件質量在保證地鐵車門安全運行中發揮著重要的作用，為了避免地鐵車門系統運行故障出現，1號線的工作人員要進一步落實日常的檢查工作，從根源抓起，切實保證地鐵車門系統各個元件的質量。具體來說，主要需要做好以下幾方面的工作[4]：

（1）車門安裝前，技術人員要對地鐵車門系統的各個元件進行全面的質量檢查，對于不符合運行安全標準的元件要及時更換，避免出現更大的運行故障;（2）地鐵車門系統安裝前，要對安裝工藝進行檢查，遵循相關的規范要求進行安裝，嚴格控制地鐵車門安裝環節的質量，提升安裝環節的質量;（3）在運行過程中，技術人員要定期對地鐵車門系統中的門控器檢測數據進行檢核，對階段性的數據進行對比，進而更全面的對地鐵車門運行系統進行檢查;（4）定期對車門開關進行檢查，了解車門系統開關行程及具體的位置，保證地鐵車門開關，閉合時的精準性。

3.3 對導軌型材斷面進一步優化與設計

為了保證上滾輪與上導軌可以有效的結合，經過深入的分析研究后，技術人員對上導軌型材斷面進行了重新的設計，將1號線上滾輪與上導軌的搭接量由開始的3mm改為6mm，同時避免軸端摩擦。經過一段時間的運營后發現，這種設計可以有效的保證上滾輪與上導軌結合，實際應用效果顯著。值得注意的一點是，在進行上導軌型材斷面設計時，務必要保證車門外門皮周邊在折彎時擁有足夠的量，同時要確保地鐵車門門板上部內外門皮的邊緣均處于同一平面內，堅決避免出現內地外高的情況。

3.4 鎖閉裝置故障與維修處理方式

鎖閉裝置故障是一種常見的故障，例如螺母副螺紋套裂紋、扭簧裂開等，其會對地鐵的安全運行造成很大的影響。實際維修過程中，技術人員要根據鎖閉裝置故障的具體特點和發生原因決定維修方案。鑒于鎖閉裝置故障會對車門鎖閉的功能造成嚴重影響，導致地鐵車門系統關閉困難，在維修時，技術人員可以對絲桿槽缺口進行打磨處理，對裂紋的位置進行人為干預，對嚴重的裂紋絲桿更換，避免閉鎖裝置底紋裂縫進一步發展。同時，在后續的工作中，要對螺母副滾動銷強度進行控制，根據地鐵運行規范，進一步創新技術工藝，提升部件的強度和剛度，保證滾動銷和絲桿槽配合傳動質量符合后期運行要求。另外，地鐵運行故障檢修人員要定期對這些微小部件進行檢查，加強后期的維修與保養工作，具體需要做好以下幾點的檢查工作：

（1）重點檢查鎖閉面的接觸痕跡是否均勻，磨損是否嚴重;（2）檢查螺母副是否在絲桿軸上安全運轉;如果不能在軸上安全滑動，則要檢查螺紋套、滾動銷、鎖閉段是否良好，否則打磨或換新，以此減小故障;（3）檢查鎖閉框與外鎖閉桿是否存在磨卡現象，同時檢查鎖閉面、鎖閉鐵的鎖閉面與鎖鉤軸是否處于同一平面。

4 結語

地鐵車門在運行過程中的故障以導向裝置故障、閉鎖裝置故障、控制系統無法正常運行等為主，因而在確定維修方案時，具體可以從優化地鐵車門系統結構、控制車門系統內各元件的質量、完善上導軌型材斷面等方面進行。但是，鑒于地鐵車門運行過程中容易受到多種因素的影響，所以加強日常地鐵故障診斷是十分有必要的，必須給予充分的重視，以期保證乘客的人身安全。

參考文獻

[1] 任宇超，徐永能，喬僑.基于貝葉斯網絡的地鐵車門系統故障診斷分析[J].兵器裝備工程學報，2019（12）：184-188.

[2] 陳超.地鐵車輛故障及維修技術分析[J].智能城市，2018（19）：150-151.

[3] 肖海鵬.淺談地鐵通信系統設備維修模式的優化[J].企業技術開發，2019（8）：76-78.

[4] 賀德強，肖紅升，姚曉陽.地鐵列車預防性維修多目標優化模型及應用[J].廣西大學學報（自然科學版），2019（2）：299-305.