城市轨道交通车辆车门控制原理

屈凯旋

摘 要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。城市轨道车辆车门系统是轨道交通的核心，城市轨道交通车辆中车门系统在城市轨道车辆中扮演这极其重要的角色。作为城市轨道车辆中一个与行车安全密切相关的关键系统，也是与乘客紧密关联的关键部门，提升轨道车辆门系统的可靠性，对于保障轨道交通的安全运输，保障乘客的生命安全都具有关键性的意义。所以城市轨道车辆车门系统的控制设计就尤为重要。本文就城市轨道交通车辆车门控制原理展开探讨。

关键词：城市轨道交通车辆;车门系统;车门控制系统

引 言

车门控制系统在城市轨道车辆的服务运营方面发挥着重要作用。作为城市轨道车辆上一个重要的系统，在设计过程中势必要足够重视，并重点设计。

1城市轨道交通车辆车门系统组成及工作原理

整个城市轨道交通的车门主要包括五个子系统，第一个子系统为车门导向系统，导向系统的主要作用是对车门运动进行合理的引导，确保车门能够按照正确的轨迹移动;第二个子系统为电控系统，主要是确保车门能够接收和反馈来自车辆系统发送的命令，控制执行器件完成相应的开关门动作;第三个子系统为锁闭系统，主要是通过此系统完成对车门的锁闭工作，确保车门的安全性，防止车辆在行驶的过程中出现车门意外打开;第四个子系统为内外操作装置，通过内外操作装置实现紧急或维护情况下对车门的解锁并打开的控制，确保开关门动作能够正常运作;第五个子系统为车门的基础部件例如密封胶条、护指胶条、缓冲头等，确保整个车门的正常工作。

2门系统功能

2.1车门使能控制。车辆在ATO（AutomaticTrainOperation）模式下，ATC系统将会自动送出车门使能信号，该使能信号控制车辆左/右门使能继电器，左/右门使能继电器与辅助继电器进行逻辑配合搭建门使能电路。若在非ATO控制模式时，门使能指令则由司机给出。门使能回路建立后，将由左/右侧门使能列车线将门使能信号送往每节车厢的门使能继电器。

2.2门的开启和关闭。门的开启和关闭是由零速列车线、开门列车线和关门列车线的电平决定的。在门的整个关闭过程中内部报警灯闪亮报警（1HZ）。开门：（1）通过激活开门列车线开门，（2）通过维护按钮开门。关门：（1）通过激活关门列车线关门，（2）通过维护按钮关门，（3）通过零速列车线无效的方式关门。再开门：在发出关门指令后，发现安全互锁回路信号没有给出，可通过激活再开门列车线，使没有关到位的车门重新打开后再关闭。关到位的车门不动作。

2.3车辆级控制。每节车厢均设置了车门控制：每节车厢均设置了门使能继电器、开门继电器、关门继电器及零速继电器。这些继电器从相应的列车线上取来对应的控制指令后，将指令再发送给每个车门的控制器，车门控制器根据送来的这些指令再进行逻辑判断，一旦具备了开门或关门的逻辑后，就会执行相应的动作。

3设计理念

车门作为城市轨道车辆的安全部件之一，与乘客紧密的联系在一起，为确保乘客的生命安全，必须要做到绝对安全。车辆在行驶过程中是不允许车门打开的，一旦打开将威胁到乘客的生命安全。所以车门打开的前提必须是车辆已经静止不动，故车辆零速信号有效;再者门使能信号的意思就是允许门打开了，所以由ATC系统或由司机室人为送出;最后就是开门指令有效，由ATC系统或司机人为送出。以上三种指令缺一不可，三个信号的逻辑构成与的逻辑关系。列车的车门状态作为车辆安全的一个重要状态信号，是要反馈到列车的牵引安全环路中的。当列车的所有车门包括司机室侧门均完全关好并锁闭了，牵引安全环路才能够建立，车辆才能够进行牵引，否则列车将不能够进行牵引。此种做法是车辆安全设计的一个准则，应用在所有的轨道车辆当中。港铁根据多年的成熟运营经验，尤其独到的运营管理模式。在港铁运营的车辆每侧都会旁路掉一个车门的关闭状态，在车门环路及牵引回路中将被忽略。当车辆出现紧急情况时使整列车车门无法打开时，每节车的每侧都至少有一个车门在车辆停止时是可以打开的，使乘客可以由此门进行疏散逃生。

4降低城市轨道交通车辆车门故障率的具体措施

4.1提高城市轨道交通车辆检修队伍的综合素质。在车辆运营过程中需要维护人员进行故障的检修，打造一支具有高技术水平的检修维护团队是目前城市轨道交通建设企业的重中之重。首先在招聘时就要严格把关，要关注所应聘人员的工作态度;其次可借助专业车门供应商的技术力量有针对性进行技能培训，从车门机械部件组成、机械运动原理、电气控制原理、故障诊断等方面提供车门运维检修方法;最后是要做好实践演练工作，确保所有的理论知识都能够运用到实践当中，可建立严格的奖惩制度，对于维护工作做的好的人员要进行奖励，对于做得差的人员要进行惩罚，将各个责任落实到人，确保在出现问题时能够找到所对应的责任人。

4.2车门系统PHM框架。城市轨道交通车门系统结构复杂，机电耦合性强，难以建立精确的物理模型描述其状态变化机理。随着传感器技术、数据存储技术、通讯技术等新技术的发展与应用，线上车门状态监控数据可以实时传送到远程数据中心平台，线下开展的故障實验、加速失效寿命实验等累积存储的历史数据也越来越丰富，使得基于车门监测数据的数字驱动模型成为研究车门系统健康评估和预测的有效方法。同时，数据挖掘、机器学习等新技术的发展与应用，为基于数据的健康评估和预测方法提供了有力的支持。基于数据的健康评估和预测方法主要根据设备（同类设备）的状态监测数据对其由性能状态变化过程进行评估，并预测剩余使用寿命。这种方法不需要关注设备的动力学模型和物理失效机理，对专家知识经验也没有过多的依赖性，仅依靠采集到的监测数据，通过数据挖掘手段将监测数据转化为健康状态信息和剩余寿命信息。车门系统在运行过程中，数据采集传输系统将车门不同部位的传感器数据，通过无线传输方式传输至地面服务器。地面服务器对门状态数据进行采集与预处理，但不能进行监测与管理，必须结合相关预测方法完成系统数据的状态监测，并进行状态的故障诊断及预测。

4.3加强城市轨道交通车辆车门系统日常维护。为确保车辆能够长期平稳的运行就必须做好车门系统的日常维护工作，车门维护在车辆出发之前、车辆回库之后都要进行全面的检查，发现问题及时处理，要树立预防大于应对的观念;对于一些经常出现的车门开关问题要定时检查，并建立相关的应急措施，确保轨道交通的安全运行。同时在车门系统日常维护过程中，需要构建维护检修制度，可根据专业车门供应商提供的预防性维护检修计划制定符合各企业的日维护、月维护和年维护计划，再按照此计划进行维护和检修。

结 语

车门控制系统在城市轨道交通车辆上起着举足轻重的作用，因车门系统与乘客的安全紧密联系在一起，安全的理念要始终贯穿在设计始终。控制电路的要简洁实用，控制逻辑要简单合理，去除冗余无效的控制逻辑，防止可能发生故障的节点数量，避免单点故障发生。保证车门控制系统设计既简单实用又安全可靠。

参考文献

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