機場捷運系統列車大回流車門控制

廖紹輝，劉帥，姚風龍

（中車長春軌道客車股份有限公司 國家軌道客車工程研究中心，長春 130062）

0 引言

隨著世界各類資源全球配置加速，各主要航空樞紐加大機場的改建、擴建力度。為了加快機場內客流的疏散，大力建造機場捷運系統，比如采用APM系統[1]、鋼輪制式列車[2]、形成航站樓與衛星廳之間的捷運型式。機場旅客的需求呈現多樣性，國際客流、國內客流、出發客流和到達客流及其他特殊客流的流程都不相同。機場根據流程不同，對客流在空側進行了分隔[2]。本文基于此，以正常未登機的乘客從回流區返回，以及特殊原因取消或推遲航班導致大量乘客回流為研究對象，研究大回流工況下機場捷運系統列車客室車門的控制方案。

1 客流大回流的需求

大型國際機場旅客捷運線路車輛是運行在機場內部的擺渡車輛，承擔航站樓與衛星廳之間的旅客運輸任務。

車輛設置回流隔離區，是為了當國際乘客由于某種原因導致未能按時登機，需從衛星廳登機口返回航站樓重新辦理乘機手續而設置的，國內出發和到達旅客無需考慮回流[3]，如圖1所示。

圖1 正常情況下的客流示意圖

車輛自帶的回流隔離區設置在國際車廂端部靠近司機室側，面積通常小于10 m2，即使在超載工況下此區域也最多能夠容納50多人。當衛星廳出現大規模的國際航班晚點或者由于某種原因導致國際航班取消時，衛星廳的候機乘客需要從衛星廳返回航站樓重新辦理乘機手續，此時即出現大規模反流。在這種情況下回流隔離區遠遠不能滿足運力需求。因此車輛需要提升對回流乘客的運力，而且必須保證不能出現乘客混流事件。

2 車輛大回流采取的措施

列車共設置國內車廂、國際車廂和國際回流區域3種車廂分區模式，由于回流乘客全部為已經辦理好乘機手續并已完成出關手續的國際乘客，為了保證不混流，車輛僅能夠通過改變國際車廂的使用方式來應對大規模的乘客回流。

此需求需要重新設置國際車廂車門的控制方式，即國際車廂既能按照普通客室門一樣控制（與國內車廂車門聯動），同時也能按照回流隔離區車門控制，如圖2所示。

圖2 大規模回流時的客流示意圖

3 常規捷運列車客室車門控制邏輯

正常工況下，捷運列車客室控制邏輯類似于普通地鐵列車客室車門控制策略[4]，自動駕駛模式下，列車信號系統發出開門使能信號，控制兩側車門的開啟；然后控制車門的關閉。兩側車門同時處于單側開啟或雙側開啟的狀態，不會對車門側的選擇采取特殊的控制方式，采用集控的方式完成。

4 大回流下車門具體的控制方式

在航空樞紐存在大客流回流的工況下，上述對列車客室車門單一的控制策略已不滿足實際運營的需求，需要設計對客車車門的特殊控制方式。

通常情況下，車門開門指令具有兩種控制模式——硬線或網絡。

列車車門打開需要的條件如表1所示。

表1 列車車門打開條件

采用硬線模式時，車門控制的所有信號全部來自硬線，即此時門控器僅采信硬線上的指令，網絡信號無效；采用網絡模式時，當硬線的零速信號和門使能信號有效時，如果TCMS向門控器發送了開門指令，門機構則執行開門指令。

4.1 硬線控制方式

車輛需要在列車司機室內設置國際車廂門控模式開關來控制國際車廂車門的開門邏輯，此開關僅受控于激活端司機室，并且為了避免司機的誤操作或某種蓄意造成混流以引起恐慌，車輛應在此處增設由自動控制系統（ATC）控制的允許條件，即僅在ATC發出了模式切換允許信號后，由授權人員操作此開關方才有效。由于大規模回流的工況并不是經常發生，假設運營時，平均每天出現約兩次大規模回流，ATC的使能輸入可由列車控制中心（OCC）給出，而OCC可接受機場運管部門的統一協調，當OCC接收到機場運管部門的大規模回流需求指令后，OCC向ATC發送車門模式切換允許，再由列車授權人員在列車上操作模式開關進入回流模式。同樣退出回流模式也由OCC控制，其可以通過命令ATC撤銷使能命令使車輛重新回歸正常模式。

對于車輛而言，為了防止在列車切換控制端時，兩端指令不一致，此模式開關應采用自復位形式，且對當前的國際區車門模式狀態設置指示燈。具體國際區車門控制模式選擇電路如圖3所示。

圖3 國際區車門控制模式選擇電路

在車輛運營過程中，如果有大回流需求，司機可在司機室激活端操作“國際區門模式選擇開關”至“回流位”，此時國際區門控回流位繼電器動作，其常開觸點閉合后實現自身供電的自鎖，即此時釋放“國際區門模式選擇開關”，國際區門控回流位繼電器也會保持當前得電狀態，使國際區的車門控制邏輯與回流隔離區的門控邏輯一致。回流指示燈點亮。

如果需要將國際區門模式恢復至正常狀態，可以在司機室激活端操作“國際區門模式選擇開關”至“正常位”，國際區門控正常位繼電器得電，其常閉觸點打開，切斷國際區門控回流位繼電器的供電自鎖回路，使國際區的車門控制邏輯恢復至正常狀態。回流指示燈熄滅。

車輛門控電路中的信號主要分為單向列車線型信號和環形列車線型信號。單向列車線型信號是指信號從一端發出送給全列車的各個門控即可，不需要從另一端返回信號，如開關門指令信號；環形列車線型信號是指從一端發出，經過各個門控器后從另一端返回發出端的信號，如車門狀態信號。

針對單向列車線型信號，具體電路如圖4所示。

圖4 單向列車線型信號電路

針對環形列車線型信號，具體電路如圖5所示。

圖5 環形列車線型信號電路

對于既不區分A/B側，又不區分回流/客室區的指令，無需特殊處理，按通常列車車門控制方式控制。

車輛的門控系統是一個復雜的綜合性系統，車輛車門切換新開啟方式，ATC系統及地面的屏蔽門系統均需要聯動，ATC仍需要保證任何情況下國際車廂或國內車廂的不同側的車門不能同時開啟。前文提到國際區車門模式的轉換必須要得到OCC的授權才能進行，即要求ATC作為車輛與控制中心的紐帶，避免一切可能存在的誤操作和蓄意破壞操作行為。車輛的開關門模式轉換時，地面屏蔽門系統的開關門模式須同步轉換，以保證車門的動作和屏蔽門的動作一一對應。

4.2 網絡控制方式

網絡模式實現大回流功能，需在列車司機臺人機交互顯示屏幕上設置大回流模式軟按鈕和開關門軟按鈕。

正常模式下，司機不觸發大回流模式軟按鈕，車門的開關門指令傳輸方式如圖6所示。

圖6 正常模式下網絡模式開關門指令傳輸示意圖

當需要在大回流模式下操控車門時，先將客室門使能開關和回流隔離區門使能開關撥至“旁路”位，再將門控模式開關撥至“網絡”位，按壓屏幕上的大回流模式軟按鈕，列車網絡系統（TCMS）將旁路司機臺及側屏上的硬件按鈕輸出以避免司機誤操作，然后按照大回流的開關門模式對客室門進行開關，此時網絡系統為回流隔離區車門和國際區的所有車門發送同一開關門指令，為國內區所有車門發送同一開關門指令，如圖7所示（相同類型線條代表相同的指令）。

圖7 大回流模式下網絡模式開關門指令傳輸示意圖

列車車門的控制屬于安全回路，目前無論是司機手動控制，還是信號系統全自動控制，大多數采取硬線的方式實現，網絡控制作為冗余[5]。開門使能信號在信號系統輸出中屬于重要信號，需要采用安全DO的方式實現，開門指令和關門指令可以通過普通的DO實現或者通過列車TCMS系統，采用網絡協議的方式實現。

5 結論

為適應機場捷運系統列車對大回流乘客運營需求，在不改變車廂設置前提下，通過對車門的合理控制來適應不同回流乘客數量需求，既提高了車廂空間的利用效率，也不會造成乘客混流。同時提出了硬線或網絡兩種大回流車門控制方案，詳細介紹了車門在不同工況下開關邏輯及拓撲關系，為實際應用于具體的大回流車輛車門電路設計提供參考。

（編輯 邵明濤）

作者簡介:廖紹輝（1981—）,男,碩士,高級工程師,從事城市軌道交通車輛研究設計工作。

收稿日期:2021-12-23