地鐵列車車門狀態信號丟失處理方案

陳品偉

西安市軌道交通集團有限公司運營分公司 陜西西安 710016

在城市軌道交通信號系統設計和實際運營中，列車車門狀態的處理是一個非常重要的安全因素，是保障乘客安全的重要環節。隨著地鐵客流量的不斷增加，列車的開關車門作業更趨頻繁，頻繁的開關門作業既容易引起車門的各種故障，也增加了乘客乘車過程中的安全隱患。車輛類型不同，以及信號系統與車輛控制系統接口的差異，導致列車開關門作業程序不盡相同，這在一定程度上增加了駕駛員或應急處置人員處理緊急事件的難度。

在各種列車車門故障場景中，運營過程中列車車門的意外打開和車門緊急解鎖裝置的誤操作是最容易引發嚴重安全事故的場景。本文從信號系統安全設計角度，分析列車運行過程中車門狀態信號丟失處理方案。

1 列車車門狀態及其控制原理

車門緊急解鎖裝置被激活和列車運行過程中車門被打開后的反應由車輛控制系統和信號系統共同控制實現。車輛控制系統監測所有車門的鎖閉狀態，遵循故障導向安全的原則，以此形成所有車門關閉并鎖閉的信號。列車在運行過程中，車輛控制系統和信號系統同時對車門的安全狀態信號進行監控，車輛控制系統的牽引指令與車門的安全狀態信號聯鎖，信號系統的允許發車授權指令、緊急制動指令與車門的安全狀態信號聯鎖。當監測到車門安全狀態信號丟失后，信號系統會按照特定的方式進行處理[1]。

2 車門狀態信號丟失處理方案

根據多個地鐵項目的調研和具體實踐’當車門緊急解鎖裝置被激活或檢測到車門為開門狀態時，信號系統安全功能設計中的主要處理方案為：①列車在任意位置都立即實施緊急制動。②在信號系統定義的駛離站臺有效區域內，信號系統控制列車實施緊急制動；在信號系統定義的駛離站臺有效區域外，信號系統控制列車正常運行至下一站停車。③列車切除牽引但不實施制動。

2.1 方案1：立即實施緊急制動

緊急制動是T種列車在趨向危險狀態時，可以使列車在最短距離和時間內停下的處理方式。列車運行過程中，當檢測到在車門為非安全狀態時，信號系統釆取必要措施，使列車盡快停下來，當列車處于靜止的安全狀態后進行故障處理，乘客可以通過逃生平臺離開危險區域，以避免繼續運行的安全風險，這是信號系統中常用的基本安全處理原則。

目前的車輛門控設計能夠保證：列車非零速時，門控器對列車車門施加關門方向的力，使得車門即使在車門鎖閉狀態信號丟失后也不會打開，從而防止運行中的列車出現車門打開情況，保證乘客安全。在這種設計原則下，列車運行過程中車門不會自動打開；即便車門打開，也是一個較為緩慢的過程，立即實施緊急制動方案，能夠保證列車在車門打開之前停車。立即實施緊急制動方案是一種更為保守、安全的考慮。

2.2 方案2：分區域處理

信號系統判斷列車能停在站臺有效區域（是指列車從起動駛離車站至緊急制動使列車停止時，至少仍有一個車門處于站臺區域）時，實施緊急制動；如不能停在站臺有效區域或完全在區間運行（無效區域）時，不切除牽引，也不實施制動，列車運行至下一站停車。

對于方案2，根據車輛方提供車門狀態信號的不同，又可分為兩種不同的情形：

（1）若車輛控制系統只提供一個“車門關閉和鎖閉”狀態條件給信號系統，即未將“車門關閉”和'‘車門鎖閉”狀態分開，當出現“車門關閉和鎖閉”狀態信號丟失時，如果列車在站臺有效區域內運行，則列車實施緊急制動；如果列車在站臺無效區域內運行，列車則保持正常運行[2]。

（2）若車輛控制系統提供給信號系統的車門狀態信號將“車門關閉”和“車門鎖閉”兩狀態分開，當出現“車門鎖閉”狀態信號丟失時，如果列車在站臺有效區域內運行，則實施緊急制動；如果列車在站臺無效區域內運行時，列車則保持正常運行。在任何區域內運行的列車，當出現“車門關閉”狀態信號丟失時，均實施緊急制動。

方案2主要考慮的是實際運營過程中的疏散方便。車載ATP（列車自動保護）實時估算列車緊急停車后的停車位置，保證在列車緊急制動停止時，至少有一個車門在站臺區域，從而達到將乘客緊急疏散至站臺的目的。否則，列車應運行至下一車站正常停車并對乘客進行疏散。實際運營中，列車車門有可能由于機械故障導致“車門鎖閉”狀態信號丟失，收到“車門打開”的命令后，車門能夠完全打開的可能性很小。如沒有其它影響運營的故障情況發生，此方案可保證車門狀態故障情況下，能夠盡可能將乘客直接疏散至站臺，也便于故障的快速處理和恢復。

站臺有效區域的判定方式還有另外一種方法：判斷列車是否從車站起動運行了有半列列車長度的距離，若運行距離小于半列列車長度，信號系統則發出緊急制動命令；若運行距離大于半列列車，信號系統則不發出緊急制動命令。

兩種判斷站臺有效區域方式，在實現邏輯上有一定區別，但最終的目的都是為了盡可能使列車在站臺區域緊急制動停車后能有至少一組車門在站臺區域，以便于乘客疏散管理。

2.3 方案3：切除牽引但不實施制動

方案3的處理原則是：當出現“車門關閉并鎖閉”狀態信號丟失后，控制列車以惰行方式停下，避免車門在未鎖閉或打開的情況下實施緊急制動導致乘客甩出車門的危險。

方案3立足于避免出現車門打開時列車實施緊急制動的情況。但是列車在運行過程中遇到的緊急情況錯綜復雜，即便在車門狀態信號丟失的情況下僅僅依靠惰行停車，還是無法避免由于其他安全考慮而實施緊急制動的情況。

實際運營中導致出現“車門關閉并鎖閉”狀態信號丟失的情況比較復雜，可能是列車故障，也可能是由于客室出現緊急狀況(如火災)，或是乘客有意識地操作緊急手柄。相對方案1和方案2，列車惰行緩慢?？吭谡鹃g會使得列車停車時間過長，且不能對列車停車地點進行預測和合理控制，不利于疏散管理。

3 車門狀態信號丟失處理方案選擇

地鐵信號系統設計過程中，安全保障與運營效率是矛盾關系，過分保證安全勢必會犧牲-定的運營效率，而運營效率的降低對乘客而言則意味著服務質量和水平的降低。具體方案應結合各個城市的軌道交通運營特點和管理需求進行選擇，并不存在百分之百完全合適的方法體系。因此，應結合每個地鐵項目的具體情況，選擇合適的列車車門緊急解鎖裝置激活及打開車門防護功能設計，提高使用效率，減少因誤操作而造成的不必要的列車延誤，以利于地鐵運營管理和提升服務水平。

車門狀態信號丟失處理方案比較如表1所示?；诙鄠€地鐵項目的成熟應用經驗，建議釆用方案1或方案2對運行過程中檢測到的車門非“關閉且鎖閉”狀態進行處理。其中，方案1的處理方式應用最為廣泛，更加符合信號系統設計中的“故障成全”處理原則。如采用方案2，考慮大多數地鐵項目的站間距較短（只有1-2km），當列車在區間發生車門狀態打開的情況時，列車也可以在較短的時間內到達站臺，便于對乘客進行快速安全疏散和對設備故障處理?？紤]到方案實施后的處理效果和功能設計中需考慮的若干問題，不建議選用方案3。

表1 車門狀態信號丟失處理方案比較

4 結語

列車車門故障會直接影響乘客安全和運營效率，信號系統設計中應重視其安全設計。車門狀態信號丟失的處理方案應結合運營操作規范和安全設計需求進行認真分析和慎重選擇，以期最大程度降低安全風險和提高運營管理水平[3-5]。