庞巴迪CX-100型电客车门阻塞功能原理探究及故障处理

金 庆，班 勃

（1.广州市地下铁道总公司，广东广州 510000；2.广东工业大学，广东广州 510006）

1 CX-100车型

该车型虽属于城市轨道交通列车，但其在自身结构上与普通轨道交通列车存在较大的差别。最为明显的不同点即是CX-100型车为橡胶轮，每节车共计8个橡胶轮胎。因为其为橡胶轮胎，该车在垂向震动频率较钢轮列车低，但震动幅度较大，总体乘客舒适度方面更好[1]。图表1为CX-100车型的主要参数。

图1 CX-100车型照片

表1 车辆尺寸、材料及性能[1]

因为CX-100型列车为全自动无人驾驶，故其在安全方面要求更为严格。作为乘客进出列车的车门，其安全性能直接影响列车在行驶中的安全。与普通地铁列车相同，所有列车车门必须具有紧急解锁功能，该功能能够确保列车车内一旦发生紧急情况时，乘客可以在司机监控情况下手动打开安全侧的车门进而疏散。CX-100型车由于是无人驾驶，故无法做到实时监控各车门状态，确保行车时的车门及停车后非安全侧的车门不被乘客意外打开，因此APM1型电客车车门均设计具有门阻塞功能。所谓门阻塞功能，就是指防止列车运行过程中乘客打开车门及打开列车停车后非安全侧的车门（无疏散平台侧）的车门，简单点概括为防止人为不安全的打开车门。该项功能关系CX-100型列车能否上线运行，是最基本的安全致关功能之一。

2 门阻塞原理及执行机构

结合广州地铁APM线列车运营经验，以及维护过程中的多次调试，个人对CX-100型列车的门阻塞功能原理进行了深入探究，并研究出门阻塞功能的机制，最终经在线调试与故障模拟成功进行了验证。

2.1 门阻塞功能的施加

CX-100型电客车采用CITYFLO650信号系统，该系统可以实现CX-100型列车ATC（列车自动控制）、ATS（列车监控）、ATO（列车自动运行）。该信号系统采用双通道来确保各种安全至关信息的采集，如零速、安全侧、位标和开门使能等。

当一列经过初始化、通信正常的CX-100列车在正线运行时，该列车本身会通过ATC的自动计算（运行速度、运行时间、上次位置）及通信从而计算出列车位置，同时列车会通过轨道上的位标对所估算的列车位置进行修正，在经过与其内部存储的物理地图进而确定列车在何位置、哪个站台或者区间。在确定列车位置后，车载ATC就会根据列车的速度确定列车两侧是否施加门阻塞。

当列车通过转速计测速确定列车处于运行状态时，列车两侧均默认为非安全侧，两侧都会施加门阻塞功能防止乘客通过车门紧急解锁手柄打开车门。当列车停车后，不论是区间停车还是在站台正常停车，列车只会在非安全侧施加门阻塞，此时乘客可以通过操作车门紧急解锁手柄打开。

2.2 安全侧与非安全侧

安全侧与非安全侧的区分在于，安全侧是指站台侧或者区间具有疏散平台侧，该侧未安装任何设备，乘客可以在该侧进行疏散；非安全侧是指非站台侧且无疏散平台，且该侧安装了各类弱电设备，不利于乘客安全，无法疏散。

2.3 门阻塞功能的冗余控制

当列车确定施加门阻塞后，两侧施加门阻塞均会由不同的ATC板件(XA3/XA10)施加驱动电源，驱动相应门阻继电器DL1/2/3/4得电。继电器得电后会使得其控制的触点导通至门控制器的24 V电源，进而使得乘客解锁车门时会接通该电源至车门电机，车门电机反转关闭车门，实现阻止乘客打开非安全侧的车门。

以CX-100型列车的1、2对门页为例介绍下该继电器及相应触点的动作情况。当ATC确认1、2对门页侧需要施加门阻塞功能后即会通过DBRE1/2两条电路驱动DL1/2继电器动作，继电器动作后会接通DL1/2继电器13/14、15/16触点，将MCS电路的24 V电源送至DRS1触点进而到达车门控制器。其中DL继电器触点为冗余控制避免单个触点不导通影响门阻塞功能施加，进而影响乘客安全。庞巴迪列车的在关系安全方面的功能多采用冗余设计，CX-100型列车控制中也多次出现，本文中不作详述。

图2 门阻继电器控制电路

CX-100型列车车门紧急解锁装置如图3所示。

图3 CX-100列车车门紧急解锁装置

3 常见故障及处理建议

门阻塞故障，当列车无法施加门阻塞功能或者无法判断安全侧时，列车即会报门阻塞故障。故障报警原理简单通俗，但深入到如何检测列车功能无法施加或者如何无法判断安全侧，由于缺乏资料，该问题一直困扰着同行。现将门阻塞功能如何检测阐述如下。

3.1 无法判断安全边

由列车无法判断安全引起的门阻塞功能分为两种，一是当列车未初始化、丢失通信或者ATP故障时，此时均无法判断安全边，会伴随着门阻塞故障。此种情况，可以忽略该报警，将列车正确初始化、重置ATP即可。二是当ATC预存物理地图故障，此种情况需要对ATC更新软件，重载其物理地图。针对广州地铁APM线CX-100型列车ATC故障情况，建议结合定修定期更新ATC软件，从而避免出现ATC软件故障，如初始化不成功、停车参数跳变和交叉检验错误。

3.2 列车无法施加门阻塞功能

CX-100型电客车判断列车是否可以施加门阻塞功能主要涉及两个方面，一是门锁继电器（DL）是否正常得电动作，二是车门是否具有开门等与门阻功能冲突的指令。当列车检测到两种情况有任一正确时，会通过控制EEBF继电器失电，从而导通至XA13板件的报警回路，列车报门阻塞故障。

3.2.1 门阻继电器DL

该继电器在XA4/XA9板件驱动下会相应动作，如果动作不同步，车载ATC即会通过DL检测回路发现故障，从而列车判定门功能未施加，断开EEBF，报门阻塞故障。

图4 DL继电器驱动及检测回路

3.2.2 车门状态

当列车任一侧车门具有开门或者关门指令时，车载ATC默认此时该侧车门正在动作，不具备施加门阻塞功能的条件。该项检测是列车载ATC通过监测车门开门继电器MCR，判断列车车门状态。此种检测方式以列车每侧为单元，通过串联MCR常闭触点（13/15脚），监测MCR是否动作。

3.2.3 故障处理流程

综合以上分析，当列车报门阻塞故障时，一般可以遵从图5的故障处理顺序。

图5 门阻塞故障处理流程

4 总结

以上关于CX-100型列车门阻功能原理探究及故障处理全部来源于现场运营经验及正线调试，是通过实际验证的，可以完全解析CX-100车型的门阻功能原理，为该车型的故障处理提供了较大的参考。目前，国内北京、广州两地已开通该车型的线路，上海也已着手开建相同线路，相信本文的研究将会为国内城市该车型的维保提供一定帮助，也为国内逐步突破国外该车型的垄断提供一定借鉴。

［1］APM线车辆设备手册［Z］.匹兹堡：庞巴迪运输（控股）美国有限公司，2010.