合肥地铁站台门系统典型故障分析研究

发表时间:2020/8/4   来源:《科学与技术》2020年28卷7期   作者:汪磊
[导读] 合肥地铁现有运营线路3条,均采用全高封闭式屏蔽门系统
        摘要:合肥地铁现有运营线路3条,均采用全高封闭式屏蔽门系统,该系统具有安全、节能、减噪等优点,能给乘客提供了舒适的候车环境;但当站台门系统发生故障时,会对客运及行车造成影响,针对站台门系统常见故障,本文通过对站台门系统的构成及原理进行分析,介绍了站台门系统日常运行中的几种典型故障及处理方法。
        关键词:合肥地铁;站台门;安全回路故障;
        引言
        合肥地铁站台门系统安装于地铁站台边缘,将轨道与站台候车区隔离,设有与列车门相对应可多级控制开启/关闭滑动门的连续屏障。站台门系统由机械和电气两部分组成。机械部分包括门体结构和门机系统,电气部分包括监控系统和控制系统。站台门系统的使用,带来了诸多便利之处,但出现故障时,对乘客安全和列车运行会产生一定影响。在日常故障中,站台门系统门机系统故障、安全回路故障、监控系统故障、激光障碍物检测系统故障较为常发,也较为典型。因此针对这4种常见典型故障进行分析,阐述其发生原因及处理办法是十分有必要的。
        1站台门系统构成及控制原理
        1.1站台门系统构成
        屏蔽门系统由机械部分和电气部分组成。机械部分的门体结构主要包括:承重结构、门槛、门栏、顶箱、固定板、轨侧密封板以及滑动门、固定门、应急门、端门等。机械部分的门机系统主要包括:驱动装置、传动装置和承载装置等。
        电气部分的电源系统主要包括:双电源切换箱、驱动电源柜(包含UPS、蓄电池)、控制电源柜等。电气部分的控制系统主要包括:中央接口盘(PSC机柜)、就地控制盘(PSL)、就地控制盒(LCB)、门控单元(DCU)、IBP盘等。
        1.2站台门系统控制原理
        合肥地铁站台门控制系统须具有系统控制级、站台控制级(含 PSL 控制和 IBP 盘控制) 和手动操作( LCB 控制)三级控制方式。三种控制方式中以手动操作优先级最高,IBP 盘的控制模式比 PSL 控制模式高,系统级控制优先级别最低。
        系统级控制是指列车在ATO正常运行模式下由信号系统直接对屏蔽门系统进行控制的方式。在系统级控制方式下,列车到站并停在允许的误差范围内时,列车信号系统向屏蔽门系统发出开/关门指令,控制指令经信号系统发送至屏蔽门系统中央控制盘,中央控制盘通过门控单元对滑动门开/关进行实时控制,实现屏蔽门系统的系统级控制。
        在系统级控制出现故障时,可进行PSL/IBP操作。PSL控制是由列车驾驶员或站务人员在站台就地控制盘上对滑动门进行开/关门的控制。如信号系统故障,列车驾驶员或站务人员可在就地控制盘上进行开门、关门操作;在车站紧急情况下(如火灾), 可操作IBP盘上的钥匙开关实现滑动门开关;本命令属于紧急状态下的紧急开门命令,优先级高于 PSL 控制和系统级控制;当控制系统电源故障或个别站台门操作机构发生故障时,站台工作人员在站台侧用LCB钥匙或乘客在轨道侧用开门把手打开站台门。

        站台门控制系统框图
       
        2典型故障分析及处理方法
        2.1门机系统故障
        站台门门机系统包主要包括驱动装置(电机、减速机等)和传动装置、DCU(电子门控器)、LCB盒,电磁锁、位置检测开关等组成。门机系统随着列车运行每3-4分钟开关一次,以合肥地铁1号线23个车站为例,每月站台门门机系统开关门动作约550万次,其故障次数约占到站台门系统的30%。门机系统故障现象多表现为单个滑动门无法开启/关闭、站台门开关异响、二次开关门、站台门开关门运行不畅等。
        因站台门系统长期运行,受机械运动惯性影响,机械运动部件间隙难免会出现偏移,建议每月根据现场情况对电磁锁、拨叉、皮带、检测开关、左右门体进行针对性调整,对于机械结构的固定方式和运动间距予以划线和规范。针对电气故障,日常维保重点加强接线端子检查紧固和电气部件的压力测试,对DCU、LCB盒输入输出电压进行检测,对于受漏水、冷凝水等影响的门体及时采取应急防护措施。
        2.2安全回路故障
        站台门系统安全回路是由每侧站台所有滑动门和应急门上的门位置检测开关触点、激光障碍物检测系统、信号系统安全继电器串连而成。安全回路上的门位置检测开关全部闭合时,单元逻辑控制器(PEDC)汇总成一个“ASD/EED 关闭且锁紧”信号发送给信号系统实现列车进出站安全检测。其故障现象,区间列车紧制,ATS轨道开放、以及滑动门关闭后,PSC、PSL、IBP盘上对站台侧的ASD/EED关闭锁紧指示灯未点亮,列车无法正常进出站台。
        根据站台门专业和信号专业接口划分,站台门专业负责屏蔽门系统安全回路组件,其组件包含门位置检测开关触点、安全继电器、激光障碍物检测系统。安全回路故障发生后,通过PSC或ISCS监控界面,检查各单元屏蔽门是否关闭且锁紧,激光系统是否报警来判断故障点。当检测开关发生故障时,可以使用LCB开关将每道滑动门打手动关门,观察PSL的“关闭且锁紧”指示灯,若某道滑动门该指示灯亮,表明该道滑动门检测开关等发生故障,如若激光障碍物检测系统导致安全回路故障,可打至旁路,逐一排除故障点。针对安全回路故障持续时间短,门体动作或振动后即恢复的特点,在夜间停运后,使用站台门模拟装置反复开、关滑动门,当滑动门关闭后安全回路没有接通,即停止发送开、关门命令检查控制终端及各标准单元安全回路端接线安装是否牢固,有无松脱现象。
        针对安全回路故障,建议定期检测行程开关间距及备件本身是否损坏。巡检及维保作业时重点检查激光光栅数值显示是否正常,夹人夹物是否能够报警,并在检修作业中加强对电气部件功能的测试。
        2.3监控系统故障
        站台门监控系统由现场总线通讯局域网构成的总线型监视系统,通过每个 DCU将单个门单元相关状态通过PSC/ISCS监控主机进行状态显示、查询记录;可以通过PSC对整个监视系统进行参数修改及软件下载以及每个门单元的故障、状态查询。每个车站所有站台门系统单元的状态可以通过PSC监控主机进行查询。监控系统故障现象一般表现为PSC或综合监控界面中滑动门模块显示成灰色、单个或部分DCU出现掉线现象、以及现场监控状态信息不一致等。
        针对于监控系统故障,建议在故障排查及维保作业时重点检查站台侧CAN通讯电缆连接是否存在松脱现象,检查各侧站台终端电阻安装是否牢固,有无松脱现象,检查PSC机柜通讯单元中交换机是否正常工作,以及PLC主机运行是否正常。
        2.4激光障碍物探测系统故障
        为确保行车安全,避免有乘客或大件物品有意、无意被夹在站台门与列车车体之间造成危险,除站台门门体自身采取的安全措施以外,合肥地铁站台门系统设置可靠的站台门与激光障碍物探测报警系统。激光障碍物探测报警系统按激光探测报警系统考虑,激光探测系统由光源发射器、光束接收器、报警装置等组成。 探测报警系统在收到站台门系统的“关闭并锁紧”信号之后开始工作,并延时 20S(10S~ 30S 可调)停止工作,期间运营人员应对探测报警系统的工作状态及输出信号进行判断,并瞭望列车与站台门之间间隙是否滞留乘客。其故障表现多为激光障碍物探测报警系统报警、光栅偏移、光栅数量跳动等。
        针对激光障碍物探测系统故障建议在日常巡检及维保作业中重点检查光栅精度数值及线缆,并对激光光栅进行紧固和划线,同时利用防夹装置测试激光系统报警是否正常。
       
       
        结语
        站台门系统是城市轨道交通使用频率极高的电气设备系统,站台门系统直接影响列车运行及乘客的出行安全,只有充分了解站台门系统的构成与控制原理,熟练掌握常见故障的处理方法,才能保证列车的正常运行,有效保障地铁的服务质量。
        参考文献
        [1]《城市轨道交通站台屏蔽门》(CJ/T236‐2006).
        [2]《城市轨道交通站台屏蔽门系统技术规范》[CJJ].183-2012 .
        [3]《城市轨道交通设施设备运行维护管理办法》(交运规〔2019〕8号)
       
       
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