西安地铁2号线站台屏蔽门故障并导致列车晚点事件的调查分析

屈 静 杨 洪

（西安地下铁道有限责任公司，710018，西安∥第一作者，高级工程师）

西安地铁2号线站台屏蔽门故障并导致列车晚点事件的调查分析

屈 静 杨 洪

（西安地下铁道有限责任公司，710018，西安∥第一作者，高级工程师）

结合屏蔽门系统控制原理，对西安地铁2号线屏蔽门故障并造成列车晚点事件进行了调查分析。该故障虽是由工作人员的操作不当引起的，但也由此发现了屏蔽门系统设计中的不足。因此，除加强对客运人员的培训和管理之外，还要改进屏蔽门的设计和生产工艺，加强设备的维护管理。

地铁；屏蔽门；故障分析

First-author’s addressXi’an Metro Corporation，710018，Xi’an，China

西安地铁2号线1期工程设车站17座，全部为地下车站，共34侧车站站台上设置了屏蔽门。单侧站台屏蔽门纵向组合总长113.34 m，为全封闭式结构。西安地铁2号线车辆采用B型车，6节编组，3动3拖。对应的屏蔽门的设计为：站台一侧的屏蔽门由24道滑动门、36扇固定门、12扇应急门、2套端门组成。

屏蔽门控制系统主要由中央接口盘（PSC）、就地控制盘（PSL）、门控单元（DCU）、通信介质及通信接口、外围设备等组成。其中PSC由主监视系统（PSA）、2个单元控制器（PEDC）、接线端子、接口设备及控制配电回路组成。

由于试运营期间信号系统CBTC（基于通信的列车控制）尚未调试完毕，屏蔽门的开关采用人工手动操作PSL完成。

1 故障现象与调查分析

1.1 故障经过

2012年6月28日7：58，10304次列车由市图书馆站上行发车，司机关屏蔽门时发现站台屏蔽门无法关闭，车站站务人员使用互锁解除发车；列车出站20 m左右时，产生FSB（全常用制动）、EB（紧急制动），停车后无法缓解，在区间停车20 s，后采用RM模式（限制人工模式）以18~20 km/h限速动车。大明宫站上行恢复IATP（间歇列车自动保护）模式，列车到达终点站时，比照时刻表延误了5 min 55 s。

1.2 屏蔽门的控制方式

正常情况下，屏蔽门滑动门的开启、关闭是由信号系统给屏蔽门PEDC相应的控制信号实现的。屏蔽门系统与信号系统为可靠的硬线连接，其接口类型均为无源节点形式。接口位置在PSC内的2个PEDC端子排上。车控室紧急后备盘实现对屏蔽门的手动开关控制；PSL设置在列车出站端的站台上，用于司机操作和监视列车车门、屏蔽门开/关情况。以上系统构成了屏蔽门系统的控制部分。

当屏蔽门全部关闭，但因锁闭信号丢失或信号系统无法确认门是否锁闭而不能发车时，由站务人员用专用钥匙开关打开PSL上的操作允许开关，此时PSC面板上的“PSL操作指示灯”点亮；站务人员再用钥匙将PSL上“互锁解除”开关打至旁路位并保持至列车尾部出清站台联动区域；然后站务人员再用钥匙开关关闭PSL上的“ASD/EED（滑动门/应急门）互锁解除”开关和操作允许开关，此时PSC面板上的PSL操作指示灯熄灭。“互锁解除”开关为自复位式，“互锁解除”信号的保持由PSC实现，并配合信号系统完成此功能。

1.3 故障原因分析

通过对比屏蔽门操作记录、信号ATS（列车自动监控）系统记录，结合视频回放，发现此次故障暴露出以下3方面问题：整列屏蔽门无法打开，列车产生FSB和EB，屏蔽门与时钟系统误差。

1.3.1 整列屏蔽门无法打开原因

在未实现CBTC前，屏蔽门的开关由司机手动操作PSL完成。正常的关门顺序为：开门位→关门位（稍作停留待“关闭且锁紧”指示灯亮）→禁止位，全程操作应在5 s左右。本次PSL操作记录显示：7：59：27（屏蔽门显示时间为8：10：25，与时钟系统有约12 min误差）“PSL开门命令清除标记”。即此时开始关门。但由开始关门至7：59：29（屏蔽门显示时间为8：10：27）产生PSL使能逻辑故障仅2 s，且无PSL关门命令就直接产生“开门命令清除标记”。由此可以认定，司机操作关门过程较快且未在关门位停留就直接打至禁止位，从而排除设备因素，判定为人为误操作导致PSL使能逻辑故障，使屏蔽门无法正常关闭。该次列车在市图书馆站发车时，比照时刻表延误了1 min 48 s。屏蔽门记录数据见图1。

图1 屏蔽门事件记录

1.3.2 列车产生FSB和EB的原因

10304（207）次列车出站20 m左右产生EB。EB产生的原因是：由于列车起动后市图书馆站打“互锁解除”操作失效，导致市图书馆站上行出站信号机开放后再次关闭（此时列车尾部未完全出清），车载信号产生EB防护，同时列车移动授权丢失，IATP驾驶模式无法建立，但列车驾驶模式开关保持在IATP模式位置，此时列车又一次执行了正常的FSB防护，此FSB在IATP驾驶模式下无法缓解，最终司机在RM模式下进行缓解动车。

根据ATS的记录，7：59：25屏蔽门旁路，出站信号机开放，信号机为绿灯。而在7：59：50，由图2中可以看到，屏蔽门打开，出站信号机显示为绿闪，信号机关闭。

图2 信号ATS事件记录

为进一步查找互锁解除失效的原因，笔者调取了屏蔽门操作记录及信号ATS记录，通过数据的对比发现，在7：59：27-8：09：55期间（即整列屏蔽门故障期间），屏蔽门仅有5次互锁解除记录，而信号ATS有11次互锁解除记录。由于屏蔽门PSL操作记录时间与标准时钟时间时差较大，通过信号ATS、视频监控录像和PSL记录的数据，对互锁解除时间、次数进行了对比分析，见表1。

表1 车辆ATI、信号ATS和PSL记录的数据记录表

根据客运人员描述和表1记录显示，10304次和10404次列车采用了互锁解除方式接发车，共用时10 min 28 s。屏蔽门记录显示互锁解除次数为5次，而信号ATS显示互锁解除记录为11次，两者之间存在较大差异。通过对客运现场人员的了解，互锁解除操作可得到印证的为第1、3、5次。第1次打互锁解除为发10304次，此时间与信号ATS一致，即7：59：27；第3次打互锁解除时间为8：04：04，目的是接上一站凤城五路站发出的10404次，凤城五路站发车时间为8：04：37，前后时间相符；第5次打互锁解除时间为8：08：55，10404次从市图书馆站发车为8：09：30，时间相符。对其中的第2、4次互锁解除原因，客运人员反映为信号灯未开放，故多次执行该操作。

互锁解除开关为自复位开关，当列车完全出清前需手动保持该开关在“互锁解除”位置，且需要在较长时间里给予一定的力量，因此，初步怀疑ATS互锁解除记录多为工作人员操作时手部稍有松动造成。为了进一步验证，在市图书馆站进行了现场测试，并对手动操作松动进行了模拟。测试结果见表2。其中屏蔽门第5次为模拟手动操作有松动，在屏蔽门的记录中只有1次互锁解除，而在信号ATS的记录中有2次互锁解除。

根据相关技术资料，互锁解除开关为自复位开关，“互锁解除”位置对应1组2个触点，触点由2个凸轮带动。互锁解除操作时，“互锁解除”位2个触点闭合，1个触点信号由屏蔽门系统采集，并显示“互锁解除设定标记”；另1个触点由信号系统采集，一旦采集到该触点闭合，信号SJFJ（上行紧急发车继电器）吸合，出站信号开放。理论上，2个触点应同时闭合，同时断开。但在试验中发现，2个凸轮的运动时序存在不一致性，导致对应的触点闭合时间也有一定差异，造成对应屏蔽门的触点吸合时间要早于信号系统的触点。也就是说，互锁解除开关一旦稍有松开，发送给信号的“互锁解除”触点断开，SJFJ落下，信号系统即判定为互锁解除取消；但因互锁解除开关只是轻微松动，对应屏蔽门的触点并未断开，因此屏蔽门仍认定互锁解除有效。屏蔽门系统与信号系统采集互锁解除信号的标准存在不一致性，导致信号系统认为在10304次列车发车过程中互锁解除取消，而屏蔽门记录互锁解除仍在保持状态。这也是该次列车产生EB和FSB的原因。

表2 屏蔽门PSL、信号ATS测试记录表

1.3.3 屏蔽门与时钟系统误差原因

屏蔽门控制系统的PSC接入综合监控系统（ISCS）车站局域网，由ISCS实现对屏蔽门系统运行状态的监视、故障报警及查询运营记录等功能，由ISCS将数据传输到OCC（运营控制中心）。ISCS向屏蔽门系统提供GPS时钟信息，屏蔽门系统根据此信息进行时钟的更新。图3为屏蔽门系统与ISCS接口界面图。

图3 PSD-ISCS接口界面图

由表1、表2可以看到，屏蔽门事件记录时间与时钟系统存在约12 min的误差，此误差给故障分析带来了较大的困扰。结合图3可知，屏蔽门系统与ISCS系统有光缆和硬线2个接口，其中对时信息通过光缆进行传输。原接口文件中只规定了ISCS向屏蔽门系统提供网络时间同步信息，但该信息同步至屏蔽门的哪些设备并未做明确规定。针对此问题进行了进一步测试，差异原因为ISCS仅为PEDC提供了对时功能，而屏蔽门的事件记录时间来源于PSA工控机，若工控机的时间存在误差，事件记录也随之存在误差。

2 改进建议

经过以上调查分析，找到了此次屏蔽门故障并导致10304次列车晚点的原因。故障的起因是工作人员操作不当，但由此也暴露出屏蔽门与其相关接口中存在的设计不足。笔者根据现行的人员操作管理及屏蔽门控制原理，提出3条改进意见。

（1）需加强对客运人员的培训和管理，尤其是设备的实操培训，避免误操作导致设备故障和列车延误。

（2）PSL互锁解除命令时序不一致问题需要相关设计人员和厂家在以后的设计中予以注意，改进凸轮的生产工艺或增加相应的装置，确保时序的一致性。运营维护人员要加强设备管理，掌握设备的使用寿命周期，变故障修为预防修。

（3）屏蔽门PSA的事件记录时间与实际时钟时间有差异，根据设备现状，建议目前由设备维护部门将工控机的对时纳入每日巡检作业中，确保时间的一致性。在以后的技术接口文件中，关于对时问题要予以细化，避免类似问题再次发生。

［1］ GB 50157—2003地铁设计规范［S］.

［2］ 王珩.浅谈地铁屏蔽门电气控制系统［J］.地铁与轻轨，2003（5）：52.

［3］ 赵掌建.在地铁建设运营中屏蔽门系统与相关专业的接口分析［J］.现代城市轨道交通，2009（5）：15.

Investigation to Platform Screen Door Failure and Consequent Train Delay on Xi’an Metro Line 2

Qu Jing，Yang Hong

Focused on the event of PSD fault and train delay on Xi’an Metro Line 2，and combined with the system control principles，the fault is investigated and analyzed. Though the fault was caused by operational misses，the issufficient design of PSD are also detected，some reasonable improvement measures are put forward.

metro；platform screen door system；failure analysis

U 291.6+3：U 231.4

2012-09-18）