地铁列车门控系统动作原理
西安地铁4号线车门系统功能概述
西安地铁4号线车门系统功能概述摘要车门系统是城市轨道交通车辆的重要系统之一，它关系到列车运行及乘客安全，因此在列车出厂运营前，需要对车门系统功能进行相关测试，确保车门系统工作正常。
本文以西安地铁4号线车门系统为例，对车门系统功能进行简要概述。
关键词城市轨道交通车门系统车门系统功能1.引言城市轨道交通车辆的车门系统在车辆系统中属于一类系统，关系到乘客的生命安全，也因此影响着城市轨道交通的运行质量[[]]。
车门系统包括车门机械结构和车门控制系统两部分，在调试过程中需要这两部分密切配合才能实现车门系统的各个功能[[]]。
下面我将对西安地铁4号线车门系统结构组成和功能进行简要介绍。
2.车门系统结构组成及工作原理西安4号线车门系统包括司机室侧门、司机室间壁门、逃生门、客室侧门四部分。
其中司机室侧面为手动塞拉门，司机室间壁门为折页式通过门，逃生门为手动门，客室侧门为双扇电动内藏门，这里主要对客室侧门结构作出介绍。
客室侧门采用双扇电控电动齿带传动内藏门，电控电动装置采用微处理器控制的电机驱动装置，具有自诊断功能和故障记录功能，具有与列车总线网络进行通信的功能，采用硬连线控制。
传动方式采用齿带传动，上部导向装置、驱动装置和锁闭装置集中为一个紧凑的功能单元，便于安装和维护。
整体结构主要包括左门板、右门板、驱动装置、内紧急解锁、外紧急解锁五部分。
其中驱动装置包括机械控制和电气控制两部分，机械控制部分由安装传动导向装置组成。
电气控制部分由门控器、驱动电机及实现自动门功能的其他附件构成。
图1 车门系统结构组成车门电气系统控制核心为门控器，它在整个列车门控制系统中起着承上启下的关键作用。
一方面接收、检测来自司机室控制单元的控制信号和命令，根据当前状态条件执行相应的动作控制流程，另一方面实时检测车门状态和故障信息并向TCMS汇报。
3.门系统功能为了保证乘客的乘车安全，车门系统进行开关操作时，需要符合一定的控制逻辑。
在未对车门进行隔离和紧急解锁的条件情况下，需要零速信号和门使能信号同时有效才能对客室侧门进行开关门操作。
城轨车辆车门—车门的工作原理及操作
1.客室侧门结构 客室车门控制机构图225所示为广州地铁1号线车 辆客室侧门结构，主要由左、 右门页，上、下部导轨，安 装支架，门切除装置、紧急 解锁装置、解锁钢绳等组成。
如
图
2-26
2.客室侧门的空气驱动系 统及工作原理
图2-26所示为广州地铁1 号线客室侧门的电控气动原理， 车门的控制是通过电控制压缩 空气，再由压缩空气驱动车门 的驱动风缸，通过机械传动系 统完成车门的开、关动作。
一、客室电控气动门
3.客室侧门的 电气控制
广州地铁1号线车辆的车门为电控气动门，其控制电路为110V 电路。车门作为关系到行车安全的重要部件，采取了必要的保护措 施确保当车门没有关闭到位时，列车无法启动。
车门既可在列车自动运行（automatic train operation,ATO） 模式下自动打开，也可以由司机进行手动开关。考虑到安全的需要， 有两种不同的门控信号，即“开门”指令和“重开门”指令。
一、客室电控气动门
3.客室侧门的 电气控制
门只有在司机操纵台的启动下才能打开。当列车控制只连接 ATP系统时，中央开门及关门是不可能的。
( 1）车门控制的主要电路。 （2）车门状态显示。 （3）控制车门开关按钮的作用及使用。 （4）城轨列车管理系统的开门连锁功能。
二、客室电控电动门
如
图
2-32
图2-32所示为广州地铁3 号线电动双页塞拉门。在客室 车厢的每一侧有4个车门。每 个车门配有两个电动塞拉门页。 由于塞拉门与车体在同一平面 内，能保持列车较好的流线型， 所以具有密封性好、空气阻力 小等特点。但塞拉门的结构复 杂，且造价较高。
如
图
2-27
（1）组成部件。 ①中央控制阀。图2-27所 示为车门的中央控制阀装置， 集成安装了MV1、MV2、 MV3 3个电磁阀及车门开关门 速度节流阀、开关门缓冲节流 阀和快速排气阀等部件。
地铁站台门门控单元控制原理及自主维修方法
PL6K PL6J Open PL4 Z Open PL4 X
PL4 k 隔离 PL4 M 自动 PL4 A
Enable PL4 n Enable PL4 h
关门 PL4 C 开门 PL4 N
TB1
1
2
3
50vac
4
50vac
5
6
7
50vac
8
50vac
9 EVEN Enable
10 EVEN Enable
【作者简介】 陈伟标（1987 －），男，硕士，工程师，任职
于广州中车轨道交通装备有限公司，研究方向为机 电设备；陈少鹏（1971 －），男，大专，高级技师， 任职于广州地铁集团有限公司，研究方向为机电设 备；林惠汉（1970 －），男，本科，工程师，任职 于广州地铁集团公司，研究方向为机电设备。
70
时间测试，故障现象再无出现，故障件修复。
4 结语
通过对站台门门控单元原理的深入分析，建立 自主维修平台，形成一套DCU 自主维修标准，能快 速准确排查DCU 故障并进行自主维修。本文通过对 地铁运营线路常见故障分析，进一步阐述了站台门 DCU 自主维修的可行性，对摆脱DCU 进口供应商技 术封锁及解决备件采购困境具有指导意义，同时也为 相关产品国产化研提供了参考借鉴。
在深入研究站台门控制系统及DCU 内部控制 原理的基础上，建立DCU 维修检测平台及维修标准， 在有限空间内模拟现场工况。平台主要包括硬件部分 及监控软件部分，分为四层（见表1），主要材料包
邍絶⥝䎂〵䋒縨
图8 站台门DCU自主维修平台
3 常见故障及维修
3.1 联动开关门故障 （1）故障现象 地铁运营期间出现站台门不能正常联动开关门现
城市轨道交通车辆车门控制原理
城市轨道交通车辆车门控制原理摘要：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。
城轨车辆车门控制系统—气动门的结构和工作原理
3．气动式内藏门实例分析——广州地铁1号线车辆客室车门
中 央 控 制 阀 集 成
任务1
任务1
2．内藏门驱动及锁闭装置
任务1
图5-3 气动式内藏门驱动装置
➢驱动装置的核心部件是双向作用的驱动风缸。 压缩空气经过中央控制阀的分配进入驱动风缸推动活塞运动，使车门 实现开启和关闭。
➢机械传动系统由钢丝绳及滑轮组成。当驱动风缸活塞杆带动左门页运 动时，作用力通过连接在左门页上的钢丝绳、导轨两端的钢丝绳滑轮 以及连接到右门页上的钢丝绳带动右门页动作，从而实现左右门页的 同步动作。
控制系统：DC110V电路，通过 整车、单节车、单门各级继电 器，控制车门中央控制阀动作 ，实现对驱动风缸的供、排气 控制，使车门按要求开关。
行程开关：检测车门状态，将 信息返回诊断系统及控制系统 ，实现对车门的监测。
任务1
1-右门页 2-左门页 3-导轨 4-锁钩/紧急手柄 5-左门驱动连杆 6-驱动风缸 7-解锁风缸 8-中央控制阀 9-导向衬块 10-橡胶密封条 11-防跳轮/支撑滚轮 12-锁闭行程开关S1 13-密封毛刷 14-钢丝绳 15-关闭行程开关S2
2．内藏门驱动及锁闭装置
任务1
图5-3 气动门页上的锁销、解锁风缸组成。 ➢ 当车门关闭时，锁钩下落至水平位置，钩住两门页上的锁钩，实现机械锁闭。车
门在锁闭位置时，两门页之间的关紧力靠进入驱动风缸右腔的压缩空气来保持。 ➢ 当开门时，压缩空气经中央控制阀进入解锁风缸，使之动作将锁钩顶开，同时驱
动风缸活塞向左运动，打开车门。 ➢ 当紧急情况下需要打开客室车门时，可以拉下紧急解锁手柄，这时驱动风缸内的
空气排往大气，用手可轻易将两门页推开。
3．气动式内藏门实例分析 ——广州地铁1号线车辆客室车门
城市轨道交通站台门控制系统电路—DCU的作用原理
02
门机控制器配置了手动开门 按钮和控制输入接口，通过 门机控制器的输入输出模块 传送给数字信号处理器
门机控制器配置了与便携 式测试设备通讯的接口， 可方便快捷的对单个门单 元进行调试及试验
04
门机控制器（DCU）的功能
门机控制器（DCU）具有 与外接便携式测试设备通 讯的接口用于单门的调试
执行系统控制和就地控 制设备发来的控制命令， 控制门按指定曲线动作
位置反馈模块
位置检测模块由门机 控制器（DCU）内部 的信号转换元件组 成，位置反馈模块是 系统测速以及转速控 制的依据之一
数据存储模块
门机控制器内部配备了大容量非易失性存储器 件，完全满足控制系统对参数存储空间的要求
接口模块
01
门机控制器配置了自动/手动/ 隔离转换开关的控制输入接口， 通过门机控制器的输入输出模 块传送给数字信号处理器 门机控制器配置了门状态指示灯， 通过门机控制器的输入输出模块驱 动状态指示灯，来显示门相关状态
输入口 I9 I10 I1 I12 I13 I14 I15 I16 I17
信号名称 MSD门关闭信号
隔离信号 手动模式信号 开/关门按钮 开/关门使能 开/关门信号 盲区检测信号 电眼自检信号
备用
线号 909 910 911 912 915 916 917 918
标示 S10 S11 S12
DE1 DE1
教学重点
1
DCU组成
2
数字信号处理器
3
接口模块
4
DCU功能
01 02 03
04 05 06
概述
DCU组成 数字信号处理器 输入输出模块 电机驱动模块 电流检测模块
07
位置反馈模块
地铁列车车门系统故障分析及处理
地铁列车车门系统故障分析及处理地铁列车是城市的重要交通工具，保障乘客的安全和便利是地铁运营的首要任务。
地铁列车的车门系统是保障乘客安全的重要组成部分，一旦出现故障将对列车运营带来严重影响。
本文将对地铁列车车门系统故障的分析及处理进行探讨，以期为地铁运营提供一些有益的参考。
一、地铁列车车门系统的结构及原理地铁列车车门系统通常由车门控制器、车门传动装置、车门传动电机和车门位置传感器等组成。
车门控制器负责控制车门的开关动作，车门传动装置通过传动电机带动车门的开闭，车门位置传感器用来检测车门位置是否准确。
车门系统的工作原理是：当列车到站停靠后，车门控制器接收到开门指令后，控制传动电机带动车门打开，同时监测车门位置传感器的信号，确保车门打开到位后才可允许乘客上下车；当列车准备启动离站时，车门控制器接收到关门指令后，控制传动电机带动车门关闭，同样监测车门位置传感器的信号，确保车门关闭到位后列车方可离站。
1.传动电机故障：传动电机是车门系统的动力来源，一旦传动电机损坏或失灵，将导致车门无法正常开闭。
2.车门控制器故障：车门控制器作为车门系统的中枢控制部件，一旦出现故障将导致车门的开闭动作失效。
3.车门传动装置故障：车门传动装置的温度、润滑等因素都会影响其正常工作，一旦传动装置出现故障将影响车门的正常开闭。
4.车门位置传感器故障：车门位置传感器的准确性对于车门的正常开闭起到至关重要的作用，一旦出现故障将影响车门的开闭动作。
5.外部干扰：地铁列车在运行过程中可能会受到一些外部干扰，如异物堵塞、人为损坏等，都会导致车门系统故障。
1. 制定应急预案地铁运营公司应制定专门的应急预案，针对车门系统常见的故障，制定相应的处理措施，包括故障排查流程、处理步骤、责任分工等，以便在出现故障时能够迅速有效地处理。
2. 提高设备维护质量加强车门系统的定期检查和维护工作，确保传动电机、控制器、传动装置、位置传感器等设备的正常运行。
对于雨雪天气和高温天气要加强设备的防护措施，避免受到天气因素的影响。
地铁门的机械原理
地铁门的机械原理
地铁门的机械原理是通过电动机、减速机、导轨、连杆和门体等组成的。
具体原理如下：
1. 电动机：地铁门的推拉运动是由电动机驱动的。
电动机通过传动装置将电能转化为机械能，提供驱动力。
2. 减速机：为了保证地铁门开启关闭的平稳性和稳定性，电动机通常会与减速机相连接。
减速机可以减小电动机的输出转速，并提供足够的扭矩，使门体平稳地打开或关闭。
3. 导轨：地铁门的开启和关闭是沿着一条导轨进行的。
导轨通常安装在车厢门的两侧或上方，并确保门体的运动轨迹准确无误。
导轨可以保证门体的平稳推拉以及对应位置的开启或关闭。
4. 连杆：连杆是地铁门开启和关闭的关键部件。
连杆一端与门体连接，另一端与电动机或减速机相连接。
电动机转动时，连杆通过传递力量将门体推拉。
5. 门体：门体是地铁门的实体主体，通常由金属材料制成。
门体通过连杆与电动机相连，被推拉沿着导轨运动。
地铁门上通常配有触发器或感应器，用于检测人员进出，并控制门的开启和关闭。
通过以上几个部件的协同作用，地铁门可以实现开启和关闭的功能。
电动机提供动力，减速机提供平稳的运动，导轨确定门体的轨迹，连杆传递力量，门体完成推拉运动，最终实现人员进出车厢的目的。
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门控系统动作原理2011
预备知识
信号设备：
ATC设备
轨旁ATC设备
1．STIB信标Static Train Initial Beaconing 静态列车初始化信标：
位于线路中间，长4米，黄色，位于每个站台正方向的头部
和折返信号机前方以及自出入库线上从停车场进入正线的信号
机前方，STIB信标主要用来对车载SACEM系统进行初始化。
2．MTIB信标Mobile Train Initial Beaconing 动态列车初始化信标：是由两个RB组成，相隔21米，
只有区间有。
MTIB信标有三个作用：
对车载SACEM系统进行初始化；定
位列车；标准编码里程器。
3．S-BOND：
安装在区间内，用于向列车发送轨旁信息。
4．RB信标Relocate Beaconing 重定位信标：
位于线路中间，长53厘米，黄色，站台和区间都有。
RB信标主要为车载SACEM系统进行定位所用。
5．PEP紧急停车按钮Platform Emergency Pushbutton 站台紧急
（停车）按钮：
位于车站站台上，每侧站台都有2个：头部和尾部各一个。
当发生危及行车安全时，由车站站务员敲碎玻璃，将按钮按下，
列车紧急停车，确保行车安全。
（切除ATC状态下列车不停车）
车载ATC初始化
在STIB信标上的初始化：
当列车停在STIB上方，列车会自动读取STIB信息，此时DDU上的ATP，RMO，ATO三灯会同时闪烁，提示司机等待，2到3秒后，一旦STIB上的初始化步骤完成，DDU上的ATP 灯、ATO灯稳定绿色。
这时如果信号机开放，司机可以根据速度表上的目标速度以ATO模式驾驶列车。
但如果在车站STIB上初始化时ATO方式发车无效，此时司机须以ATP手动方式驾驶到下站后才能将模式开关拨到ATO档，按压启动控制按钮，列车自动驾驶。
在MTIB信标上的初始化：
列车的初始化还可以在MTIB信标上进行。
列车以RMO模式越过第一个MTIB信标。
几秒后，一旦初始化步骤完成，DDU上的ATP灯亮稳定绿色，ATO灯绿闪，这时候司机继续以RMO方式运行，当列车越过前方的S-Bond后，DDU上的ATO灯亮稳定绿色，RMO灯灭灯。
司机可以ATP模式继续驾驶列车。
到下一站后将模式开关拨到ATO档，按压启动控制按钮，列车自动驾驶。
开关门作业及发车
当列车对准位后（其精度为士0.5m）相对应站台侧的开左门或开右门灯点亮，此时司机可以按下该侧的开门按钮开门。
如允许开左/右门灯不亮司机可以使用洗车模式开门。
当车站发车表示器白色灯光闪烁时，司机可以关门，同时DDU面板发车灯也绿色闪烁。
当列车门关好后，DDU面板发车灯变成绿色稳定，此时司机可以以ATO或ATP手动发车。
当车站发车表示器不亮，同时DDU面板发车灯也红色，则代表列车扣车，此时司机不能发车，须等到车站发车表示器白色灯光闪烁时，司机才可以关门动车。
PEP及门紧急拉手的触发
如果车站上发生某些紧急情况，站台紧急停车PEP按钮按下或门紧急拉手拉下，那么车站附近预定紧急区域（相对于运行方向：进站前40米至出站后140米）内相应的列车会紧急停车，此时DDU上的EB灯亮，列车目标速度为0。
等到站台PEP恢复按钮按下或门紧急拉手复位后，速度表上的目标速度将不为零，此时司机缓解紧急制动。
如果选择的是ATO 驾驶模式，列车将自动发车，无需再次按压“启动控制”按钮。
车辆设备：
ATC的描述
ATC设备包括在每一列Tc车上两个完全相同的系统，每个系统包括：
司机室后侧的ATC机柜，这样能使ATC容易测试，ATC系统被分成以下几个主要部分：两套ATP设备，一个ATO；
车速/距离传感器，装在Tc车第二个转向架的第一个车轴上，它收集车速，车辆移动的信息，由ATP/ATO板进行电子处理。
信号天线，装于Tc 车第一个转向架上，位于轴线中央，它是用于线路上的信号及ATP/ATO 板上的信号之间的相互传输。
双联信号接收线圈，安装与Tc车第一转向架第一轮轴的前部的中央，它为ATP/ATO板不间断地收集线路上的向列车发送的信号。
3号线阿尔斯通车型ATC电路图
电源，
输出信号，
输入信号，
处理电路，
3号线信号设备
门控系统动作原理2011
让我们从列车发车与进站停稳开始谈起。
列车发车与进站停稳：
列车收到进路地图？速度模式曲线发车加速（恒电流）匀速（恒转矩）到达第m个MTIB信标进行减速准备，这时有2种前进方式：
1一般方法由速度模式曲线计算得到减速位置，计算前进距离，通过车速传感器/距离传感器测出实际前进距离，到达减速点；
23号线方法，到达第n个MTIB动态列车初始化信标进入减速程序（列车到达每个MTIB信标执行不同的速度）。
*车速传感器/距离传感器（原理——车轮转一圈/60个脉冲（将转速/秒转化为转速/分）==列车前进（轮子周长）距离/秒）
1）车速/距离传感器
60个齿的齿轮磁钢脉冲
列车前进距离/脉冲==轮径（840-770）A*/60 毫米
eg 60个脉冲列车前进距离=60*840*/60=840*=2638.937784mm
eg 360脉冲/s ->6圈/s -> 6*2.639m/s=15.834m/s -> X Km/h ->
X=6*2.639*3600/1000=57 Km/h
2) 时基
晶振分频器阵列计数器触发器时基脉冲比秒精确的多得多！
3）计数车速/距离传感器脉冲开始，计数时间到，输出计数器数值；
换算为列车前进距离/车速——〉执行列车相关操作。
列车开始减速
列车进站停准站台位置——停车牌位置电路解析ATC2
列车管理系统P79
列车管理系统P 195 唤醒电路
TIMS手册
1.7 INTERFACE WITH DOORS (80)
（在切除ATP状态下，EB灯不会亮）。