城轨车辆新型门控系统接线优化研究

城轨车辆新型门控系统接线优化研究

刘泽润 田静

中车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲 412001

摘要：城市轨道交通在当代社会的应用越来越广泛，从一定程度上缓解了城市交通的压力。这就要求城市轨道交通的各个系统和模块要符合运行的标准和要求，城轨车辆的客室车门是车辆运营中使用最多的设备，车门作为与乘客直接接触部件，与乘客的人身安全息息相关。本文主要通过研究优化城轨车辆新型门控系统接线方式，从而提高生产效率，节约生产成本，改善产品质量，提升系统可靠性和可维护性，提高车辆检修与维护度。

关键词：城轨车辆  门控系统  接线优化

1 引言

城轨车辆车门系统作为人机接口的直接接触界面，是关系到乘客安全的重要系统。它的设计形式、电气控制和检修维护等多方面都直接关系到车辆的运营安全以及乘客的人身安全。依据运营现场的故障数据统计分析得出，车门系统是城轨车辆故障率最高的系统之一，其中大部分故障与车门门控器相关，因此门控系统的可靠性显得相当重要，在使用过程中，需要定期检修维护。为了保证正线运营车辆车门的稳定性，对车门的可靠性有很高的要求。

2 门控系统简介

车门控制器简称门控器，也称车门电子控制单元（Electronic Door Control Unit，简称EDCU），是电动式列车车门的核心，是列车车门的“大脑”，担负着驱动电机开关车门、状态检测、安全防护、车门内外部指示灯显示控制等功能。

2.1 车门控制器安装位置

一般来说，每节车厢配置有8~10 个客室门，每个客室门系统都有一套主控设备安装在其上部的空间内，其部件包括门控单元、电机以及相关传动和辅助部件。如图1所示：

图1：车门系统

2.2 门控器的组成

门控器由CPU、电源、执行单元（电机驱动单元、安全继电器）、通信接口单元、故障存储单元以及相关软件等组成。附属检测器件包括各种开关和传感器等。门控器的控制部件主要有驱动电机、指示灯等。

图2：车门控制器

2.3 门控器的功能实现

在门控器进行工作时，可以通过接受列车传输的控制信号实现开门、关门或零速的操作，同时亦可通过紧急解锁装置的手柄状态，来确定实行开关门的动作。在电机工作时，必须保证供电系统的稳定，确保是功率电子电路进行供电，这是由于功率电子电路可以和门逻辑的单元接口对接，共同完成对整个电机的控制。

同时在进行工作的情况下，电机驱动部分会时刻反馈信息，保证整个车门系统能够稳定运行。在运行过程中车门的状态主要通过电平进行控制。如果发生问题整个车门出现紧急解锁的情况时，工作人员和乘客可以手动对车门进行开启，这就是利用机械装置来实现车门装置的解锁。

车门内外部指示灯的控制：车门在开启或关闭的过程中，通过门控器使车门内外部指示灯闪烁，直到完成车门打开或者关闭到位，如果列车车门处于完全打开的状态，则内外指示灯同时亮起。车门内还有隔离开关，用于工作人员在列车车门发生故障时手动操作隔离车门。

3 新型门控系统布线接线优化研究

设计阶段：线表出线口保证精准设计，实现线缆就近接线，布线美观，无出口偏差造成的线缆绑在线槽外侧。抛弃粘贴式扎带座和飞线等传统布线绑线方式，通过L型支架或者扎线杆进行线缆绑扎，保证线缆得到稳定可靠绑扎，避免车辆运行过程中线缆晃动造成插头松脱的可能性，且布线更加美观。

施工阶段：从预布线工序、客室布线工序，以及接线工序，严格按照线表、布线方案以及工艺相关工序卡、作业规范、作业标准等进行作业。发现问题、解决问题、持续优化，PDCA循环，实现城轨车辆项目布线精致。

3.1 城轨车辆新型门控系统布线优化

校线：确认出线口位置是否正确，预留长度是否合理；清点接线部位导线总数、电缆规格是否与接线表一致；检查电缆线号表面有无破损；核对线号信息是否正确。

防护与自带线缆排布：选取核实尺寸的编织网对线缆进行防护。电机组件及门控器相关线束自带电缆，将连接器插头与插座对插，插接牢靠后将相应线缆排列整齐并捆扎到位。插接牢靠后将相应线缆排列整齐并捆扎到位，注意电缆不能与门框干涉。自带线缆与整车其他电缆的接线弧度保持一致，若因自带线自身长度原因造成无法满足接线弧度要求的，也应保证各自带电缆之间的接线弧度一致。自带线扎带绑扎可按模块进行分束绑扎，绑扎位置应与其他线缆的绑扎位置一致。

内联线预布：内联线长度应能够回折到防护网管内为宜，预布前先将内联线两端套好线号标签，将回折部分插入防护网内，同时电缆回折弯曲部分应满足电缆最小弯曲半径的要求。

线缆排布：按接线点位顺序将所有的接线电缆进行分束排布。对于拔插类端子，应遵循同一拔插端子的线缆单独成束绑扎的原则，保证各束线缆数量基本均匀。线缆分束过程中，主要电缆线号的保护，避免线号掉落。线缆排布过程中应先将线缆捋顺，避免交叉，保证电缆之间平直。

3.2 城轨车辆新型门控系统接线优化

根据线号信息或线表内容对电缆进行点位接线；为便于接线电缆统一弧度的调整，应遵循优先接到同点同侧的较远点位为原则。③同一个车的所有门控，从侧面观察，同一区间的接线电缆弧度应一致；扎带绑扎位置一致,扎带头方向一致；从侧面察看，所有绑扎后的线束应保持在同一高度，扎带头朝向应一致，扎带剪切端面应平整等。备用线处理：备用线预留长度应满足可以接到端子排接线的最远点位为宜；所有备用线均应做好屏蔽处理；将备用线号调至同一位置后统一进行绑扎。

4总结

新型车门系统通过对门驱机构的优化和轻量化，并将门控器与端子排集成，使车门整体结构更加紧凑，空间占用小，其安装接口与空间占用和统型车门兼容。将端子排组件和门控器进行集成，简化接线，门控器尺寸减小，减少了中间接线，降低了故障点，消除了端子排插头松动的隐患。

门控系统接线方式优化可以精准控制线缆线长，大大减少线缆浪费的情况，降低生产成本。而且部分工序可预制，能尽早发现问题，提高生产效率。部分插头预制可以避免因车上交叉作业导致的线缆损坏，有效提升产品制造质量，提升系统可靠性和可维护性，也更易于检修维护。

参考文献

[1]李亚东.南京地铁车辆车门控制器的国产化.电力机车与城轨车辆,2009.

[2]胡浩.城市轨道交通安全门系统门控的单元设计.科技展望，2016.

[3]武星宇.天津地铁门控器改进趋势分析.中国新技术新产,2019.