摘要：近些年，地铁已发展为一线城市的主要交通工具之一，每天的承载量巨大，尤其是早晚高峰时段，而乘客安全与车辆安全运营息息相关。随着车辆投入使用的时间和部件的使用频率，运营环境的变化，车辆的故障也日益增多，客室车门作为地铁车辆中操作（打开/关闭）最频繁部件，最容易发生故障和意外事故。本文主要从，车门的构造、特点、故障原因等着手，分析车门系统的安全性。
关键词：车门系统；车门安全性；客室车门
前言：地铁车辆运营速度快，客流较大，客室车门操作频率高，使得车门故障发生率也高。客室车门的安全性不仅是乘客安全的保障，也是地铁交通运营质量和安全效益的保障。若发生严重的安全故障还会影响到市民的正常生活，和城市的有序运转，为了保证车辆的正常运营，很有必要进一步研究车门系统的安全性。
一、车辆客室车门概述
车辆客室车门是乘客上下车的唯一通道，也是保障车辆安全运行的重要部件，车门的设计不仅影响着车体整体形象，还是关系着车体强度、运营安全性。车门分为内藏门、外挂门、塞拉门等，主要结构（如图1）为车门、锁机构、门锁执行器、线束、门锁控制单元，根据车辆运营环境，车门开关分为电动和气动。现阶段的地铁车辆的各类车门系统都在传统车门基础上做了改进，有效减少了车门安全事故的发生。
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二、车门故障分析
地铁属于短线路运营，客室车门开启/关闭的频率高，每隔2-5分钟开关一次，车门组件里的机械零部件磨损率高，门控电气元件损坏率高。导致车门故障时常发生，轻则切除车门，重则导致列车下线、清客、救援。从统计数字中发现故障的主要因素有EDCU故障、驱动电机、传动机构、锁闭机构、限位开关等。
三、车门系统安全性研究
无论采用哪种类型的客室车门，均以安全为设计导向，图2显示了车辆停靠站台时与个组件间的衔接关系。当突遇未知或危险状况时，车门系统趋向关门操作或保持关门状态，以便最大限度地保障乘客人身安全。尤其是早晚高峰时段，车辆严重超员时。客室车门对于安全性的需求可以通过以下几个方面实现：
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3.1 车门系统与车辆牵引联锁
车辆客室车门少则几个，多则几十个。地铁时速可达80公里/小时，如果车门未关闭到位，而车辆牵引制动，将产生无法估计的后果。车门系统与车辆牵引联锁，能有效预防不必要的交通伤害事故。每个车门设立独立的限位开关，用于监测车门是否关门到位，车门关门到位后提供一个闭合的DLS2触电，全车车门关门到位，即可将所有触点串联，形成一个通畅的电路为车辆继电器供电，车辆才具备牵引制动的条件。
3.2 使用指示灯标示车门锁闭状态
限位开关能接通和断开电流，但电流是无形无色的，不易于辨识，为此可设计断开触点和指示灯。车门锁闭前，触点之间形成闭合状态，为指示灯提供一个电源通路，使指示灯处于亮灯状态。车门锁闭，触点之间断开，则电源通路断开，指示灯处于灭灯状态，乘客和工作人员可通过指示灯状态，来判断车门是否锁闭。
3.3 车门锁闭接近开关与动态关门控制
车辆每扇客室车门设置车门锁闭接近开关，用于识别车门是否关闭到位。如果车门离开锁闭位置，就会向门控制器发送一个电信号，对车门执行关门操作，直到车门闭合到位并锁闭。当识别到车门关闭到位，也会向门控制器发送一个电信号。
3.4 开门操作与车辆运行状态的关联
正常情况下，车辆静止状态（即零速状态），方可进行开门操作，关于这一点所有车辆的设置是一致的。紧急状况下，为了保障生命财产安全，车辆开门设置虽然存在争议，但大多数车辆都是采用的零速静止状态时，方可打开车门，包括紧急手柄开门。车辆中也会装置安全系统对速度和开门操作进行识别和控制，如果车辆处于运行中，车门就一致处于锁闭状态，切无法手动打开。
3.5 自动关门操作与车辆运行状态的关联
地铁车辆上需安装ATP保护装置，当车辆客室车门在未关闭好车速上升，或车辆运行中发生车门打开现象时，启动ATP保护装置系统，自动关闭车门，最大限度保护乘客安全。
3.6 车门切除与紧急解锁机构联锁
地铁客室车门有几十扇，车门故障的发生通常是其中一个或几个。当车门发生故障时，驾驶员需将该车门锁闭并隔离切除。故障车门被切除后，不参与其他车门的开关控制，不能被手动打开，需要使用专用钥匙恢复隔离状态后才能启动紧急解锁装置，从而手动打开。
3.7“门控旁路”安全性研究
地铁车辆基本都设有“门控旁路”设置，该设置功能作用于车辆在正线运行过程中，因车门无法关闭的故障导致车辆牵引封锁时，驾驶员可采取的一种保障车辆安全和乘客安全的应急措施。“门控旁路”功能保证车辆车门出现故障时，可继续运营到终点后退出运营，避免紧急制动在正线路轨上，造成车辆碰撞或是拥堵现象，影响其他车辆和线路的运营。“门控旁路”功能启动实施后，会影响其他车门开/关状态的监控。
经过大量的门控系统改装方案的现场试验，门控系统可以有效保证车辆的运营安全。ATP与“关门旁路”的配合使用，提升了车辆的运营的安全性，车辆启动牵引，车速大于零时，紧急开门拉手难以手动拉开。“关门旁路”与驾驶室连接，车门的打开/闭合状态同步至驾驶屏幕，如果车门闭合不到位，会想驾驶员发出警报，并在显示屏显示车门紧急拉手红色标记。
3.8 车门安全检测和监测系统研究
为了减少车辆在运营过程中车门安全事故的发生，除了日常检测检修外，车辆还需配置安全监测系统。检测系统主要是对车辆运营后和运营前的例行检查，及时发现和预防不安全因素。监测系统主要作用于车辆运营中，车门打开、关闭状态的监测，以及车门关闭是否到位，并发出警告，然后与其他系统衔接、协调，更好地保障车辆的运营安全性。
四、车门开闭控制的安全措施
车门有内藏门和外挂门之分，打开和关闭状态都是在允许的车辆轮廓线以内。如果车门发生故障而无法关闭，属于车辆轮廓线以外，对车辆安全运营将产生重大影响。若此时选择退出运营，在通过隧道和站台区域时，有可能会与运营设备和站台发生摩擦。
1）车门与屏蔽门之间的开闭时序：车门与屏蔽门通过信号控制，采用同步关闭模式，防止乘客被加在车门与屏蔽门之间，缩短车辆在站台的停靠时间；打开时，则是屏蔽门先开，车门后开，防止乘客踩空。
2）ATC控制：ATC开侧门控制是通过信号和车辆上的硬件连接，为每一站提供及时、准确的信号，屏蔽驾驶员的误操作，防止乘客因非站台侧门被打开而跌入轨道。
3）车门开闭门指令：早晚出行高峰时段，站台和车辆内部人员拥挤，在开门和关门时给出相应的指令和提示，防止跌倒和车门夹伤事件。提示信息的给出让乘客做好开门/关门的准备，指令信息则是安全信号，允许上车/下车。
4）车门障碍物探测：障碍物探测是防止乘客夹上有效手段，车门关闭前，进行障碍物探测，若发现障碍物则发出告示，停止关门动作，直到障碍物移除。
5）再开门控制：车门关闭以后，车门系统对所有车门关闭状态进行检查，发现有未关闭到位的车门时，驾驶员再次执行开关门操作，仅对关闭不到位的车门进行再次挂门操作，其他车门不做相应。
6）车辆启动检测：车辆启动前，对所有车门关闭状态进行检测，全部车门锁闭后，车辆线路连通，继电器得电，车辆中所有系统系统并实时监测车辆安全数据，发出启动指令。
结语：送上所述，地铁车辆车门故障对乘客安全存在极大的伤害，甚至是对周围的建筑体、其他车辆从正常安全运营造成影响。为了给地铁车辆营造一个安全高效的运营条件，提高车门系统的安全性势在必行。随着车门系统的不断改善，不仅可以监测日常运营过程中的安全故障，还可以加入预防自然灾害的相关保障措施，降低故障发生率。
参考文献
[1] 王山，姚晓辉，汪彤.地铁安全评价研究[J].华北科技学院学报.2006（3）.
[2] 刘唯信.机械可靠性设计[M].北京：清华大学出本社,1997
[3] 张全.地铁车辆安全检测系统研究[J].科技信息，2012（17）:90-91.