摘要：城市轨道交通车辆因其载客量大、污染小、运输正点保证率高等特点，为人们的工作和生活提供了舒适的出行方式。对于轨道交通列车的运行安全性必须给予足够的重视，以保障出行乘客的人身安全。客室车门是轨道交通车辆至关重要的部件，不仅数量多，而且操作频繁。车门的结构和控制若在设计上不够安全可靠，将会给正线运行带来较大风险，甚至直接危害乘客的人身安全。鉴于此，文章对城市轨道交通车辆车门的控制原理及设计思路进行了研究，以供参考。
关键词：轨道交通；车辆车门；控制原理
1城市轨道交通车辆车门主要分类
1.1按动力来源划分
1.1.1气动门
气动式车门由压缩空气驱动气缸，再通过机械传动系统和电气控制系统完成车门的开关。气动作为动力源，机械机构作为执行单元，电气控制系统用来保障开关门可靠性。早期的日本新干线列车主要采用气动式自动门机构。气动门的优点是气动阀门具有一定的缓冲能力，承受载荷大；缺点是气动系统的密封性要求较高，排气噪声大，难以满足现代社会节能降噪的环境要求。
1.1.2电动门
电动式车门采用电力驱动，一般由控制器、驱动电机、传动机构、锁闭机构以及紧急解锁装置组成。由于电动门的动力源完全来自于电力系统，噪声低，控制算法也比气动相对容易，故障率低，与整车的匹配也相对容易。随着节能环保要求的提高，以及电力驱动技术的发展，电动门越来越得到社会的认可，市场占有率越来越高。
1.2按运动机构划分
1.2.1外挂门
外挂门结构简单，其门页、悬挂机构、传动机构都在门的外侧，占用车内空间小，但车辆高速行驶或相向会车时容易产生较大的行驶阻力，适用于预算有限、载客量较大、车速较慢的环境使用。
1.2.2内藏门
内藏门的驱动机构、传动机构等均处于车体内部，一般采用直线驱动，机构简单，质量轻，成本也比较低，便于手动操作，但占用一定的车内空间，易影响车内载客量。内藏门适用于技术要求不高、预算有限、外部环境较简单的地区使用。
1.2.3塞拉门
塞拉门不同于移门，塞拉门（siding plug door）在关闭时，门扇有一个向车内的塞紧动作，使塞拉门可以做到密封的连续性，提高了车内空间利用率，在关闭后能够保持车门表面和车体表面平齐的效果，可以保证在较大的会车压力作用下，仍然具有很好的密封性和锁闭性能。
2车门控制原理介绍
目前国内大多数城市的轨道交通车辆的车门控制更趋于简单直接，仅设置了列车级的控制回路。而香港沙中线车门控制原理较其他城市轨道交通车辆的车门控制电路上侧重的是采用了大量的继电器搭建列车级和车辆级两层控制逻辑。列车级别的电路建立后才能保证车辆级控制电路的建立。沙中线的车门控制原理根据控制功能类别分为车门互锁控制电路、车门使能控制电路、开门控制电路、关门控制电路、车门列车线电路、车门控制网络电路。
2.1 列车级控制
2.1.1 车门互锁控制
车门互锁电路通过牵引系统继电器、零速继电器及司机控制器的触点进行逻辑配合搭建了车门互锁电路。车门互锁电路贯穿整列车，从车头到车尾所有车厢级的门关好并锁闭继电器触点闭合形成回路后，反馈到头车后才会令继电器的线圈得电工作。从而完成了列车级别的控制回路。这是车门控制回路建立的先决条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.1.2 车门使能控制
车辆在 ATO（Automatic Train Operation）模式下，ATC（Automatic Train Control）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。
2.1.3 车门打开控制
开门控制电路是要在关门电路已断开的情况的才能建立。在 ATO（Automatic Train Operation）控制模式下，ATC（Automatic Train Control）系统将会自动给出开左/右侧门指令，该指令信号控制车辆左/右门开门继电器。若在非 ATO 控制模式时，开左/右侧车门由司机通过按压开门按钮将开门指令发出。开左/右侧车门回路建立后，将由开左/右侧车门列车线将指令送往每节车厢的开门继电器。
2.1.4 车门关闭控制
关门指令直接由司机按下关门按钮发出，由列车关门列车线将关门指令送往每节车厢的关门继电器。
2.1.5 与站台屏蔽门控制
现代城市轨道车辆为了更好的保障乘客的安全，在轨道车辆的站台设置了屏蔽门。当列车驶入站台停止后，列车的车门与站台的屏蔽门要同步打开与关闭。国内大部分的城市轨道车辆的车门开关的时间与屏蔽门同步控制一般是在门控器内进行逻辑控制。香港沙中线则是通过时间继电器在开关门的控制电路中进行配合实现的。
2.2 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。
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：
[1] 彭有根.轨道交通车辆车门系统及其控制原理[J].电力机车与城轨车辆，2005，28（6）：47-49.
[2] 张海强.轨道交通列车站前折返车门保持电路的改进[J].现代城市轨道交通，2011（3）：25-27.
[3] 程潇宇.车门诊断系统在检修中的应用[J].机电工程技术，2014，43（7）：193-197.
[4] 朱士友，胡文伟.地铁车辆车门结构、控制原理及改进意见[J].铁道车辆，2000（B12）：60-63.
[5] 湛耀斌，王保坚，梁洪.车辆车门系统的改进[J].铁道车辆，2004，42（7）：20-21，30.
论文作者:王明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/6
标签：车门论文; 车辆论文; 列车论文; 继电器论文; 指令论文; 关门论文; 回路论文; 《基层建设》2019年第23期论文;