动车组列车开门安全措施研究

周　毅， 孟　葳， 陆　阳

(中国铁道科学研究院　机车车辆研究所, 北京 100081)



动车组列车开门安全措施研究

周毅， 孟葳， 陆阳

(中国铁道科学研究院机车车辆研究所, 北京 100081)

我国动车组尚不具备站台识别和正确控制开启站台侧车门的功能，仅依靠司机手动控制，故存在司机误操作，开错车门的隐患，甚至可能造成乘客摔落车下的严重后果。本文提出一种方案，通过在动车组上安装传感器和门控联锁装置实现动车组对站台的正确识别以及开启站台侧车门，以确保旅客上下列车的安全。

动车组； 车门； 安全

目前，我国动车组尚不具备站台识别和正确控制开启站台侧车门的功能。

我国采取在站台处设置停车位置标志，采用表面反光蓝底白字牌，靠司机对标停靠，开闭门全由司机手动控制，故存在司机误操作，开错车门的隐患，甚至可能会造成乘客摔落车下的严重后果。故在列车上加装车门司机开闭安全联锁系统十分必要。

国外动车组司机根据停站标志进行停靠，停车后司机确认停车完毕和停车位置后，负责释放车门，然后由车内、外乘客观察自行按下车门上的开门按钮进行开门操作。虽然能够保证开门时的安全但是还是存在停车不到位的问题。

纽约地铁通过地铁ATC(automatic train control system)系统控制地铁列车停车到位后开门操作。ATC分为3个部分，分别为ATP(列车自动防护)，ATO(列车自动驾驶)和ATS(列车自动监控)，列车到站停靠到位及自动开门有ATO控制完成，因为ATO能够准确获取列车的位置信息。但其缺点是地铁列车相对固定，情况简单，容易完成自动驾驶功能，但动车组列车情况复杂，ATC不适合用于动车组列车。

1　车载传感器方案

1.1方案介绍

我国高铁车站站台为高站台，站台平面距轨面1 250 mm，如果在动车组车头、车尾两侧各安装2个超声波传感器，通过采集车头与车尾处的传感器信号“与”，来识别站台侧与非站台侧，当速度为零，且动车组某一侧两端的超声波传感器探测站台时，该侧车门开关解锁，司机才能有效开启该侧车门，没有探测到站台一侧的车门开关闭锁，司机不能开启。

站台探测传感器安装图如图1所示。

图1　站台探测传感器安装示意图

如图1所示，站台侧车头传感器和车尾传感器探测到站台后向动车组发出到站停靠安全指示。为了安全可靠且具有冗余功能，车头与车尾一侧各装2个传感器，当车头与车尾传感器各有一个给出停车到位信号，则认为停车到位。逻辑控制示意图见图2。

图2　车载传感器方案控制逻辑示意图

车载传感器方案只对动车组开关车门的司机操纵开关进行控制闭锁，不涉及动车既有的网络控制和信号控制系统。下列情况：(1)接近传感器失效；(2)动车组进动车所检修整备；(3)进入单线双侧高站台时，可以设置解除闭锁按钮(旁路开关)，解除站台探测传感器的信号，采用人工方式控制车门开关。

车载传感器方案的特点：(1)只在动车组上安装传感器和闭锁电路，不需在轨道、站台上和信号系统进行设备安装和改造，工作量简单，易于实施；(2)站台探测传感器质量轻，体积小，易于在动车上安装；(3)采用多个传感器探测能保证探测准确性；(4)设备易于维修。

1.2用于探测的站台接近传感器的选择

目前我国动车组在车站停车时，车体外侧距车站站台外沿距离小于150 mm，采用的接近传感器的动作距离范围为300 mm(考虑探测的可靠性)，这个距离小于非站台侧动车外侧距邻线车辆或接触网支柱的距离，这样的探测距离可有效去除其他物体对站台探测的干扰。

超声波接近传感器的工作原理是，当观察者或系统对波源的距离发生改变时，接近到的波的频率会发生偏移，这种现象称为多普勒效应。利用多普勒效应可制成超声波接近传感器、微波接近传感器等。当有物体移近时，接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移，由此可以识别出有无物体接近。超声波传感器的检测范围取决于其使用的波长和频率。波长越长，超声波传感器频率越小，检测距离越大，如具有毫米级波长的紧凑型传感器的检测范围为300～500 mm，波长大于5 mm的传感器检测范围可达8 m。

超声波传感器受环境影响较小，精度较高。可选用毫米级波长的紧凑型传感器，且传感器测试范围能够调节限至在300 mm。但超声波传感器具有探盲区，盲区为距离探测器50 mm，因此选用300 mm的超声波传感器的探测范围为50～300 mm。

1.3动车组站台识别提醒

将站台侧识别装置的输出，加入到动车组的门控制系统的输出电路设计中，但仅通过点亮左侧指示灯或点亮右侧指示灯提示司机是左侧站台还是右侧站台。

由于当前既有动车组的司机操作台上未设置车门开启提醒指示灯，需加装该指示灯，最好左侧站台指示灯在左门开关附近，右侧站台指示灯在右门开关附近，这样可以有较好的提醒效果。

2　门控联锁装置探讨

为加强车门打开的安全可靠性，可在动车组司机台左、右两侧的集中开门控制电路上各加装一个开门继电开关，与传感器形成安全联锁，如图3。当处理器收到车上传感器传来的停车到站信号后，输出电信号使得开门继电器线圈J得电，然后开门继电器J1及指示灯继电器J2闭合，闭合后动车组一侧开门电路导通，司机台开门按钮灯亮，同时司机按下开门按钮，各车门可正常开启。若继电器J1、J2不导通，则指示灯和开门按钮均无效。当开门继电器故障或线路临时停车、动车组进库检修，需要打开车门时，可通过K1按钮将联锁继电器J1旁路解锁，这样车门也能够正常开启。通过设置联锁装置提高了动车组开门的安全性和可靠性。

图3　车门机械联锁装置

3　方案的功能及特点

(1)方案功能

本方案能够防止动车组在未全进入站台时误操作开门，亦能判别站台方向，实现站台识别功能。本方案能够通过旁路按钮可在特殊需要时旁路此系统，通过人工操控实现动车组车门的正常开闭。通过联锁装置能够正确的开启动车组站台侧的车门。

(2)方案应用

车载传感器方案适用于CRH1型、CRH2型、CRH3型、CRH5型、CRH6型等动车组中，并通过对相应电路的修改，都可以实现动车组安全开门。

4　结束语

本方案能够通过传感器和控制电路正确的识别车辆是否完全进入站台以及站台的方向。通过闭锁电路正确的开启站台侧车门，确保旅客上下列车的安全。

[1]梁彦军.CRH2型动车组站台识别与车门安全控制电路的设计探讨[J]. 铁道车辆，2012，50(9)：11-13.

[2]张征.动车组列车开门安全措施探讨[J]. 上海铁道科技，2013，(1)：22-23.

Research of the Security Measure of the EMU Door

ZHOUYi,MENGWei,LUYang

(Locomotive & Car Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081)

At present, China EMU does not have the function to identify the location of the platform and open the right side of the door correctly but relies on the manual control of the driver, which might lead to the misoperation like opening the wrong side of the door and passengers falling off the train. This paper presents a feasible program by installing a sensor and a gate interlock device on the EMU to achieve the correct identification of the location of the platform and the side of the door which should be opened, which would ensure the safety of the passenger and the EMU.

EMU; door; safely

1008-7842 (2016) 03-0114-03

男，研究实习员(

2015-12-18)

U266

Adoi:10.3969/j.issn.1008-7842.2016.03.25