石家庄地铁3号线列车开门防夹故障分析及优化

李靖 梁金硕

摘 要：地铁车门系统负责车门开启和关闭的任务，是直接面对乘客的系统部件，所以车门系统的正常运行是直接影响列车的服务质量和安全运营的保障。针对石家庄地铁三号线列车车门出现的防夹故障，从机械结构和软件参数进行了分析并提出改进方案。经过实践验证，采取的措施合理有效，基本解决了开门防夹的故障。

关键词：石家庄地铁;塞拉门;门控器;防夹故障

中图分类号：U270.386 文献标识码：A

0 引言

地铁车门作为城轨列车运营过程中的核心部件，关系到乘客乘坐过程中的安全。车门的可靠性一直是各方关注的重点，每列车车门数量多，影响因素多，特别是其内部部件动作频繁，乘客直接与车门相接触，造成车门故障较多，影响到车辆的正常运营。特别是故障下，很容易造成车辆晚点，影响乘客出行安全。

1 城轨车辆门系统分类

目前城轨车辆门种类众多，根据分类标准不同，划分为不同的类型。按照运动方式可划分为移门和塞拉门。其中塞拉门可以细分为外摆式和内藏式。目前应用最为广泛的是外摆式塞拉门，其运动特点是在车门接近全关闭时，门有一个向车内的压紧动作，从而使车门关闭后与车体表面平齐，同时保证密封性能。同时，外摆式塞拉门在相同界面限界下可以获得更大的车内空间。

塞拉门目前虽然在车辆中运用数量较多，但其在最后关闭时有向内部车内压紧的动作。因此，在关闭车门的最后阶段，车辆内部的空气受到压缩，所以门在关的过程中会受到空气的压力，特别是在乘客较多时，车门最后关闭向内压时，会挤压乘客。综合作用下，塞拉门可能受到阻力关门困难，如果阻碍力达到车门控制软件设定值后，车门障碍检测功能将激活，车门按照特定程序打开一部分，过一段时间再关门。若是车门障碍检测次数达到设定的次数时，车门将全部打开或者停在特定位置，需要乘务人员去专门去处理。实际运用过程中，车门防夹是为了防止乘客受伤，但由于实际应用过程中乘客拥挤或空气阻力导致错误激活的事件发生。现地铁站都设置专门的乘务人员用于降低此问题发生。

2 石家庄地铁门系统介绍

石家庄地铁车门采用的是电动塞拉门，具有外转幅度小，开启、关闭时间短，密封性能好等特点，广泛用于地铁和城市车辆。由于此类机械结构相对复杂，安装调整部位较多，开关门难度高于其他内藏门、外挂门，故障率也因此较高[1]。石家庄地铁3号线列车有6节车厢，每节车厢装10套客室侧门。只有2套主门控器是连接到MVB车辆总线上的，其它8套从门控器是与2个主电子门控器一起连接到CAN局部总线的。通过MVB将数据从TCMS（列车控制与管理系统）传输至主门控器，然后通过CAN从主门控器中传到从门控器，反之亦然[2]。

列车车门使用的是微机控制的电机驱动装置，具有自动诊断和故障记录功能。当给列车门系统上电时，门控单元将进行启动前的自检。在列车运行过程中，当车门出现故障时，门控单元将对出现的故障进行自动记录和故障原因分析，同时列车监控系统可以及时的接收到门控单元故障诊断信息，并进行存储，同时还将在列车监控显示屏上显示出来。通过数据线将车门门控器的状态信息和诊断信息从通讯接口下载到具有诊断软件的电脑。

3 故障原因分析

3.1 故障现象

石家庄地铁3号线列车在开门过程中引起开门防夹，但车门最终仍然正常打开。上下客完成后，司机关闭车门，通过侧墙的门全关闭指示灯可知所有车门均已正常关闭，但列车监控显示屏上仍显示车门防夹图标未消失。司机到达现场后没有发现车门受到异物障碍阻挡，但开门过程自动激活防夹功能，手动切除车门继续运营，该故障造成列车及后续列车晚点。

3.2 故障原因

石家庄地铁3号线列车车门主要由门扇、摆臂组件、携门架部件、平衡轮组件、滑道、长导柱、短导柱、下挡销、电机和门控器等组成。车门的运动由一个带减速箱的电机驱动丝杆来实现，丝杆一半是右旋的，一半是左旋的。传动螺母通过携门架部件与门扇相联，通过滑道（呈一定的形状，实现相关的横向和纵向运动）实现门扇沿设定的轨迹运动[3]。经查该故障主要原因为车门门扇下挡销与门槛嵌块有轻微干涉，开门过程中引起开门防夹，但车门仍然可以打开。根据车门与网络接口协议设定，开门防夹结束后，必须重新开关一次车门，否则列车监控显示屏上防夹图标不会消失。因此车门在实际已正常关闭的情况下，仍显示防夹图标判断为车门防夹故障。

4 优化措施

4.1 车门机械机构优化

为防止地铁列车高速运行时车门门扇在隧道内外压差作用下外摆侵限，客室的塞拉车门门页下方设置下挡销和门槛嵌块槽。该门在列车车门塞拉运动打开时，门槛嵌块槽与下挡销存在相抗干涉，产生较大摩擦力，车门门控器误判车门检测到障碍物导致报出开门防夹故障。针对下挡销和门槛嵌块槽碰撞问题，对门槛锁定槽与所有下挡销尺寸进行了优化调整，上下调整挡销，使挡销底端和嵌块槽底部之间的距离在2 mm～3 mm之间，左右调整下擋销，使挡销侧端和嵌块槽两侧之间的距离在1 mm～3 mm之间，然后手动推拉车门看是否干涉[4]。调整结束后，使用扭力扳手按额定力矩旋紧挡销支架紧固螺栓，用21 Nm的力矩旋紧挡销上的螺母，用乐泰243加固紧固螺母，如图1所示。

4.2 门控器软件参数优化

针对车门防夹障碍未达到或达到最大次数（3次）时，当车门开到位后，HMI屏车门状态显示门打开图标，车门关好后显示门关闭图标，都不再显示防挤压图标，优化开门防夹故障后HMI屏图标显示。开关门过程中障碍检测次数达到规定次数，弹出车门防挤压故障信息提示，方便确认并及时处理列车故障。增加开关门防夹事件记录功能，记录每一次障碍检测。开关门过程中障碍检测次数没有达到规定次数时，门控器未记录第一次和第二次障碍检测通过厂家对程序进行优化升级，增加开关门防夹事件记录功能，记录每一次开/关门过程中障碍检测，如图2所示。

5 结论

地铁列车的车门自动防夹故障涉及很多因素，根据石家庄地铁3号线的车辆日常检修和故障调查分析，找出了车门开门防夹故障原因，而且采取车门结构安装调试优化和门控器内部逻辑控制参数优化改进措施。经实践验证，改进后的车门未再次出现此故障，保证了正常的运营服务及客流组织。

参考文献：

[1]牟颖.地铁列车车门故障诊断与可靠性分析[D].辽宁大连：大连交通大学，2018.

[2]彭有根.广州地铁二号线车辆车门系统及其控制原理[J].电力机车与城轨车辆，2005（6）：53-54.

[3]杨阳.地铁车辆车门系统安全互锁回路异常故障分析与处理[J].技术与市场，2020（1）：131+133.

[4]孙法雄，刘涛.东莞地铁2号线列车车门自动防夹故障分析及改进[J].机车电传动，2019（3）：151-153.