随着城市人口的迅速增加，汽车使用量的增多，产生了交通越来越多的拥挤堵塞，同时也带来了一系列的交通事故，噪音、以及空气污染等。而地铁作为一种新型的交通工具，具有运量大、起速快、低噪音、无污染等优点、它对避免交通拥挤以及充分利用地面空间等，有着其他交通工具无法比拟的优势，成为城市交通的构成的重要组成部分。而在地铁列车车辆各个系统中，车门系统占有重要位置，特别是在对于列车在正线上或者在调试期间出现的一系列车门故障问题，很多维护人员在短时间内很难做出正确的故障判断来解决车门出现的问题，以致车辆清客甚至救援。所以本论文针对地铁车辆内藏门类型的车门进行电气控制原理的分析研究以及改进，对于保证地铁列车运营安全具有重要的理论意义和实用价值。
1.地铁内藏式车门的电气控制原理分析
由于地铁列车运营线路站距短, 客室车门频繁地开启和关闭, 因而易导致客室车门的门控电气元件故障, 造成正线运营列车的客室车门故障频发。较轻则故障车门被切除,重则列车发生掉线、清客或救援。据统计分析, 地铁轨道交通线车辆客室车门故障的原因主要是: ( 1) 从车门电气控制方面分析,继电器失电、开 /关门按钮接线松脱是造成车门故障的主要因素;( 2) 从车门控制软件方面分析,EDCU 的控制系统软件是车门故障的主要因素；(3) 从人为因素分析, 司机误操作开/关门按钮,检修人员水平的制约等是造成车门故障的客观因素。
1.1内藏门系统电气控制原理
车门电气控制原理如下：（1）开门原理：两条线路用于开门控制，一条线为用于左侧（二位侧），另一条用于右侧（一位侧），这些线为安全用线。EDCU(电子门控单元)上有开门主控器用于激活开门列车线，在自动模式下，车辆为零速时，ATC（列车自动控制）发出开门命令，继电器DOR_A和DOR_B吸合，按下司机室控制台或者司机室门立柱上的开门按钮激活开门列车线，EDCU（电子门控单元）控制车门打开；在手动模式下，车辆为零速时，ATCIS（列车自动控制隔离按钮）打在隔离位，按下司机室控制台或者司机室门立柱上的开门按钮激活开门列车线，EDCU控制车门打开；在洗车模式下，控制原理和手动模式是一样的。（2）关门原理：两条线路用于关门控制，一条线为用于左侧（二位侧），另一条用于右侧（一位侧），当激活关门列车线时EDCU发出关门信号。当ATC未发出开门指令时，按下司机室控制台或者司机室门立柱上的关门按钮激活开门列车线，EDCU控制车门关闭。
2.内藏门电气故障的研究改进
2.1 增加门控旁路开关DOBS
在 AC08 型电动列车的试运营过程中, 曾发生全列车无法开门的现象, 也曾发生全列车无法关闭的情况, 这些情况均因车门开/关门电气控制原理设计出现了缺陷, 使得列车无法正常退出运营, 给正线的运营带来很大影响。可通过司机室操作故障关门按钮激活当前车故障关门继电器及远端司机室的故障关门继电器，强制切除零速将车门关闭，以确保乘客安全。根据现有其它列车的运营经验, 在司机室内增加门控旁路开关DOBS,可以实现对客室车门的旁路, 从而实现车辆正常退出运营，避免正线救援。更改后的原理图如图一
图一
2.2 车门控制监控软件的改进
2.2.1车门网络控制的介绍
每个车门具有自动障碍物检测功能，在关门过程中，当门页受到障碍物的阻挡时，EDCU（电子门控器）采用预先设定的最大关门力关门，每次关门动作后车门停在当前位置, 瞬间释放夹紧力, 间隔0.3s重新启动关门动作。若尝试关闭3次, 车门仍未锁上，车门障碍物探测探测功能在最后一次再开门动作后，应可处于打开/停留/趋向关闭状态，此状态用户可通过维修软件选择。在开门过程中障碍检测可被激活3次（可调）。开门时若有障碍会使开门循环停止1秒，在3次开门动作之后门将会停在此位置并且电子门控器会认为此位置是最大可达开门位置，此时任何关门指令都可将门关闭，车门系统控制参数为供电电压DC77V~137.5V，开关门时间为2.5~4S，具体时间长短可以通过软件参数延时程序实现调节。客室门具体指示灯状态组合如下表1所示（通过列车硬线信号以及软件设置共同实现）
表1客室门指示灯具体功能组合
EDCU 会根据故障严重性对故障进行分类，在司机室HMI（人机交换界面） 显示屏上可以显示车门故障以及发生故障的车门，并能查询针对故障显示的具体诊断功能。车门控制单元具有自诊断功能并提供足够的数据储存容量。储存的故障信息至少包括：故障名称、代码、故障发生日期和时间、故障消失日期和时间。这些列车的车门网络数据接口主要是通过MDCU(主电子门控单元)与列车总线接口进行数据交换， 每辆车的两个MDCU位于每节车厢的9号门、10号门。所有车门控制单元（MDCU与LDCU）均与其各自的RS485接口相连，所有LDCU（从电子门控单元）将其自身状态和诊断信息发送给配有MVB接口的两个MDCU，MDCU再将这些信息连同自身信息通过MVB最后转发给VCU（列车控制单元）.
MDCU与列车总线通过MVB接口与VCU进行数据交换，交换的主要信息包括但不限于下述信息：开门列车线状态信息、关门列车线状态信息、零速列车线状态信息、使能列车线状态信息、紧急解锁状态信息、门电气隔离状态信息、门切除状态信息、车门故障名称、代码、故障发生日期和时间、故障消失日期和时间、障碍物探测状态信息、门关好状态信息、门锁好状态信息、门开到位状态信息等。
2.2.2车门网络控制软件的升级改进
车门软件初始设计的障碍物探测次数为 3 次, 经常发生障碍物探测 3 次结束后车门自动打开现象, 导致更多的乘客涌入车厢, 车门无法关闭而使列车晚点。因此将探测次数改为 6 次, 并且减小车门探测后的缓冲反弹幅度。在 6 次探测时间之内, 被夹乘客将通过该扇门进入车内, 进行障碍物探测的车门会在没有障碍物的情况下自动关闭, 这样就减少了车门无法关闭而带来的列车晚点的影响，同时也考虑到乘客免于被车门夹伤的安全性保护, 进行了车门的关门夹紧力的试验。当选择较大的车门夹紧力时, 车门夹紧力随着障碍物探测次数的增加而由小到大逐步增加, 这样就使得乘客在车门夹紧力较小的时候就能脱身, 有效降低了夹伤乘客的可能性。根据实际运营情况和试验结果, 将列车车门的关门次数设为 6 次, 每次的关门夹紧力分别改为 150, 200,260, 260, 260, 260 N, 有效地解决了因车门关闭困难而对列车造成的晚点。同时针对塞拉门存在的频繁死机和其它控制功能的缺陷,。因此对车门控制软件版本进行改进, 新版软件与旧版本软件相比主要做了如下改进 : 车门驱动电机断路故障( 故障代码 1) 的监测方式由原来的一次监测改为两次监测; 当车门检测到有障碍物时( 故障代码 6) , 车门控制单元 EDCU 中会记录为“初级故障”, 并且在车门正常工作后此故障记录将被自动删除;障碍物探测由3此改为6次，更改关门夹紧力数据， 在关门过程中车门遇到障碍物无法关闭时, 会自动执行 6 次障碍物探测关门动作, 关门夹紧力分别为 150, 200, 260, 260, 260, 260 N, 如果最后一次仍未能关闭到位, 车门将处于打开位置, 此时可以按关门按钮再关门; 当车门死机并处于未完全关闭的状态下, 该车门页于自由状态, 可以直接手动推门将门完全关闭, 然后将该扇车门切除，列车可以继续启动运营，避免救援, 减少故障影响正常运营的时间, 有效地降低了列车车门故障对正常运营带来的不良影响。
3.结语
本文对地铁内藏门式车门电气控制原理进行了研究、并对电气故障进行了分析，提出了改进措施，这些改进方案在上海地铁13号线（中车南京浦镇车辆有限公司生产）列车的过程中进行了多次动调例行实验，结果证明了方案的可行性，车辆调试过程中，增加门控旁路开关等，对列车车门在网络上进行切除，这样都可以提高车辆的安全度，降低列车的故障率，保证了轨道交通运行的的安全性、可靠性。
参考文献
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