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摘 要：结合无人驾驶列车项目运营特点，提出了一种车门进出方案，使得在“门允许列车线”和“保持关闭列车线”无法给出时，仍能够安全、可靠的打开和关闭车门。
关键词：车门;无人驾驶;安全
中图分类号：U270.386 文献标识码：A
1 背景
既有的地铁项目中司机或工作人员要想上车，可以通过操作机械解锁装置解锁车门，然后手动拉开车门。无人驾驶列车项目由于没有司机室门，工作人员只能通过客室门进出列车。相较于司机室门，客室门由于涉及乘客，车辆系统和信号系统一般都会设置“门允许列车线”或“保持关闭列车线”等安全信号来确保开门的安全性，但是在地铁线路的某些区段（例如，区间内，存车线，非救援平台）“门允许列车线”和“保持关闭列车线”无法给出或者有条件给出，若此时需要上车只能通过断电后操作机械解锁装置解锁车门，影响紧急情况下的开门，存在安全隐患。因此，需要开发一套无人驾驶列车项目车门进出方案，使得在“门允许列车线”和“保持关闭列车线”无法给出时，仍能够安全、可靠的打开和关闭车门。
2 总体方案
在乘客室门设置车内电钥匙装置和车外电钥匙装置。车内电钥匙装置安装在车门门驱机构上，操作时需要打开顶部罩板，但由于该区域乘客仍然可能操作到，考虑到潜在的开门风险，车内電钥匙装置只有关门功能。车外电钥匙装置安装在车外，采用同列车主控钥匙相同的钥匙。司机或者维护人员可以通过操作车外电钥匙装置打开或者关闭车门。
2.1 机械结构
车外电钥匙装置由开关（两个）、面板、传动齿轮、复位扭簧及锁芯等零件组成，整个装置通过面板使用4颗内六角螺钉固定在车体上。操作车外电解锁装置旋转120°可触发开关。操作车外电钥匙装置后，由于扭簧的作用，锁芯会自动复位至起始位置，且只有在起始位置方能拔出钥匙。为与外部紧急入口装置（手动解锁）区分，车外电钥匙装置亦可称为车外电解锁装置。
车内电钥匙装置选用普通的按钮开关或者钥匙开关，安装在门驱机构上。
2.2 电路设计
图3中，S7.1和S7.2为车外电钥匙开关，他们的常闭触点串联起来进入门控器输入口I9用作车外电钥匙开关监控，S7.1的常开触点进入门控器输入口I7用作车外电钥匙开关信号，S7.2的常开触点串联在零速列车线信号与继电器之间，继电器激活后给出“门允许列车线”信号和断开“保持门关闭（HDC）列车线”信号，同时继电器的另一个常闭触点用作继电器动作监控。S5为车内电钥匙开关，其常开触点进入门控器输入口I8用作车内电钥匙开关信号，常闭触点串联在继电器和电源负之间，操作后可断开继电器供电。
图3电路通过车外电钥匙开关和继电器解决了在列车有“门允许列车线”和“保持门关闭列车线”保护时开不了门的问题。
2.3 动作逻辑
当列车处于地铁线路的某些区段（例如，区间内，存车线，非救援平台）“门允许列车线”和“保持关闭列车线”无法给出，停车后维护人员通过操作车外电钥匙装置，此时零速列车线为高电平且维持3 s以上，门允许列车线跳变为高电平，保持关闭列车线跳变为低电平时，门控器收到外部电钥匙开关信号且维持700 ms以上，执行开门动作。维护人员上车后，由于继电器自保持，门允许列车线始终为高电平，保持关闭列车线始终为低电平，车门保持打开。此时维护人员可以通过操作车内电钥匙装置断开继电器电路，车门执行关门动作。
2.4 安全性分析
众所周知，列车车门的意外打开是一件危害性极高的事件，极易造成乘客的跌落，对乘客造成人员伤害。为了避免此问题，本方案将“允许开门条件”和“开关门指令”通过不同的电器件给出。无论是车外电钥匙开关（S7.1或者S7.2）故障，还是继电器故障，都无法导致车门打开。另外，为了避免叠加故障造成意外开门，对单一器件均增加了诊断功能。例如：①零速列车线为低电平的情况下，车外电钥匙开关监控信号为低电平且超过500 ms;②车外电解锁按钮开关或车内电解锁按钮开关I8持续为高电平超过30 s;③零速列车线从低电平跳变为高电平后的3 s内，车外电钥匙开关信号为高电平;④零速列车线为低电平的情况下，继电器监控信号为低电平且超过500 ms;⑤零速列车线为高电平的情况下，车外电钥匙开关信号和车外电钥匙开关监控信号一致且超过500 ms。当发生上述故障时，门控器将上报故障给TCMS，并禁止车门打开。
根据风险矩阵和故障树，对新增装置进行风险分析：
3 结语
本方案通过车外电钥匙开关和继电器解决了在列车有“门允许列车线”和“保持门关闭列车线”保护时开不了门的问题。同时，方案中无单一器件故障导致车门意外打开的问题，并利用相关的监控信号避免了叠加故障造成意外开门的问题。实用性强，且安全可靠。
参考文献：
[1]刘立.地铁列车车门系统安全回路的原理分析[J].居舍，2018（02）：180.
[2]刘震.CBTC信号系统与列车车门和站台屏蔽门的控制原理[J].铁路通信信号工程技术，2016，13（03）：88-89+98.
关键词：车门;无人驾驶;安全
中图分类号：U270.386 文献标识码：A
1 背景
既有的地铁项目中司机或工作人员要想上车，可以通过操作机械解锁装置解锁车门，然后手动拉开车门。无人驾驶列车项目由于没有司机室门，工作人员只能通过客室门进出列车。相较于司机室门，客室门由于涉及乘客，车辆系统和信号系统一般都会设置“门允许列车线”或“保持关闭列车线”等安全信号来确保开门的安全性，但是在地铁线路的某些区段（例如，区间内，存车线，非救援平台）“门允许列车线”和“保持关闭列车线”无法给出或者有条件给出，若此时需要上车只能通过断电后操作机械解锁装置解锁车门，影响紧急情况下的开门，存在安全隐患。因此，需要开发一套无人驾驶列车项目车门进出方案，使得在“门允许列车线”和“保持关闭列车线”无法给出时，仍能够安全、可靠的打开和关闭车门。
2 总体方案
在乘客室门设置车内电钥匙装置和车外电钥匙装置。车内电钥匙装置安装在车门门驱机构上，操作时需要打开顶部罩板，但由于该区域乘客仍然可能操作到，考虑到潜在的开门风险，车内電钥匙装置只有关门功能。车外电钥匙装置安装在车外，采用同列车主控钥匙相同的钥匙。司机或者维护人员可以通过操作车外电钥匙装置打开或者关闭车门。
2.1 机械结构
车外电钥匙装置由开关（两个）、面板、传动齿轮、复位扭簧及锁芯等零件组成，整个装置通过面板使用4颗内六角螺钉固定在车体上。操作车外电解锁装置旋转120°可触发开关。操作车外电钥匙装置后，由于扭簧的作用，锁芯会自动复位至起始位置，且只有在起始位置方能拔出钥匙。为与外部紧急入口装置（手动解锁）区分，车外电钥匙装置亦可称为车外电解锁装置。
车内电钥匙装置选用普通的按钮开关或者钥匙开关，安装在门驱机构上。
2.2 电路设计
图3中，S7.1和S7.2为车外电钥匙开关，他们的常闭触点串联起来进入门控器输入口I9用作车外电钥匙开关监控，S7.1的常开触点进入门控器输入口I7用作车外电钥匙开关信号，S7.2的常开触点串联在零速列车线信号与继电器之间，继电器激活后给出“门允许列车线”信号和断开“保持门关闭（HDC）列车线”信号，同时继电器的另一个常闭触点用作继电器动作监控。S5为车内电钥匙开关，其常开触点进入门控器输入口I8用作车内电钥匙开关信号，常闭触点串联在继电器和电源负之间，操作后可断开继电器供电。
图3电路通过车外电钥匙开关和继电器解决了在列车有“门允许列车线”和“保持门关闭列车线”保护时开不了门的问题。
2.3 动作逻辑
当列车处于地铁线路的某些区段（例如，区间内，存车线，非救援平台）“门允许列车线”和“保持关闭列车线”无法给出，停车后维护人员通过操作车外电钥匙装置，此时零速列车线为高电平且维持3 s以上，门允许列车线跳变为高电平，保持关闭列车线跳变为低电平时，门控器收到外部电钥匙开关信号且维持700 ms以上，执行开门动作。维护人员上车后，由于继电器自保持，门允许列车线始终为高电平，保持关闭列车线始终为低电平，车门保持打开。此时维护人员可以通过操作车内电钥匙装置断开继电器电路，车门执行关门动作。
2.4 安全性分析
众所周知，列车车门的意外打开是一件危害性极高的事件，极易造成乘客的跌落，对乘客造成人员伤害。为了避免此问题，本方案将“允许开门条件”和“开关门指令”通过不同的电器件给出。无论是车外电钥匙开关（S7.1或者S7.2）故障，还是继电器故障，都无法导致车门打开。另外，为了避免叠加故障造成意外开门，对单一器件均增加了诊断功能。例如：①零速列车线为低电平的情况下，车外电钥匙开关监控信号为低电平且超过500 ms;②车外电解锁按钮开关或车内电解锁按钮开关I8持续为高电平超过30 s;③零速列车线从低电平跳变为高电平后的3 s内，车外电钥匙开关信号为高电平;④零速列车线为低电平的情况下，继电器监控信号为低电平且超过500 ms;⑤零速列车线为高电平的情况下，车外电钥匙开关信号和车外电钥匙开关监控信号一致且超过500 ms。当发生上述故障时，门控器将上报故障给TCMS，并禁止车门打开。
根据风险矩阵和故障树，对新增装置进行风险分析：
3 结语
本方案通过车外电钥匙开关和继电器解决了在列车有“门允许列车线”和“保持门关闭列车线”保护时开不了门的问题。同时，方案中无单一器件故障导致车门意外打开的问题，并利用相关的监控信号避免了叠加故障造成意外开门的问题。实用性强，且安全可靠。
参考文献：
[1]刘立.地铁列车车门系统安全回路的原理分析[J].居舍，2018（02）：180.
[2]刘震.CBTC信号系统与列车车门和站台屏蔽门的控制原理[J].铁路通信信号工程技术，2016，13（03）：88-89+98.