摘 要：通过对无锡2号线和苏州2号线客室车门控制方案的描述，详细分析了硬线优先，网络备份；网络优先，硬线备份两种控制方案的特点。
关键词：地铁；客室车门；控制；硬线；网络
中图分类号：U231
引言 在以往的地铁项目中，客室车门的控制策略采用硬线控制。随着地铁列车控制技术的不断发展，
经济学论文列车网络系统已应用于牵引、制动、空调、辅助等多个系统的控制，对于客室车门的管理也将成为趋势。近年来客室车门的控制方案，已逐渐考虑将传统的硬线控制和网络控制相结合，由此衍生出“硬线优先，网络备份”、“网络优先，硬线备份”两种控制策略。
1 客室车门控制方案的分类
根据目前现有的项目可以将客室车门的控制方案分为两类：
1） 硬线优先，网络备份。
2） 网络优先，硬线备份。
两种控制方案均采用相同的基本控制逻辑，即由零速信号、使能信号、开门信号、关门信号的逻辑组合作为控制客室车门开关的判断依据。
表1 客室车门控制逻辑
零速信号作为首要安全信号进行优先判断，当零速信号丢失时，客室车门启动零速保护功能，立刻执行关门动作。
当零速信号、使能信号、开门信号有效且关门信号无效时才能执行开门动作，期间一旦关门信号有效则立即转为执行关门动作。
当车门已经开启到位，使能信号因故障或其他原因突然丢失，客室车门则继续保持在打开到位状态。该功能适用于信号系统的同站台折返时，司机能在乘客上下车的同时转换司机室操作端，车门状态保持不变，防止由于车门突然关闭夹伤乘客。
本文将通过具体项目的设计方案来描述两种控制策略的特点。
1.1 硬线优先，网络备份
以无锡2号线为例，该项目客室车门控制以硬线控制优先，网络备份为原则。
为了实现硬线和网络控制的转换功能，独立设置了硬线/网络切换开关。
无论开关选择了哪种控制模式，门控器均只采用列车线传输的零速、使能信号。
硬线/网络切换开关在“0”位时， 门控器采用通过列车线传输的开门、关门信号；硬线/网络切换开关在“1”网络控制档位时，则门控器采用网络传输的开门、关门信号。
根据无锡2号线信号系统的特点：
在CBTC的ATO/ATB驾驶模式下，通过操作门模式开关可选择控制客室车门开关的方式：自动开自动关（全自动档），自动开手动关（半自动档），手动开手动关（手动档）。
1） 全自动档位：ATC控制客室车门的打开和关闭。
2） 半自动档位：司机通过操作关门按钮直接控制车门的关闭，ATC不再具有控制车门关闭功能；
3） 手动档位：司机通过操作开、关门按钮直接控制车门的开启或关闭，ATC不再具有控制车门开启、关闭功能。
其他驾驶模式下门模式开关只有置手动档有效。
图 1 无锡2号线客室车门列车线结构
硬线控制模式下，客室车门控制电路的设计已经充分考虑到以上的责任分工，门控器仅要根据列车线的信号，参照表1客室车门控制逻辑进行判断即可。
网络控制模式下，需根据列车驾驶模式、门模式选择开关档位、硬线/网络转换开关状态综合判断实现对车门的控制：
表2 网络控制信号选择
注：1） 基于无线通信自动折返模式或自动驾驶模式；
若门模式选择开关在全自动档位，列车驾驶模式为ATB/ATO（CBTC），网络/硬线转换开关在网络控制位时，网络将采用ATC数据流中的开/关门控制命令，此时若司机误操作了开/关门按钮，网络也不能将开/关门按钮的信号发送给车门控制单元。
若门模式选择开关在半自动档位，列车驾驶模式为ATB/ATO（CBTC），网络/硬线转换开关在网络控制位时，网络将采用ATC数据流中的开门控制命令，此时若司机误操作了开门按钮，网络也不能将开门按钮的信号发送给车门控制单元。但在关门的情况下，网络只采用手动关门按钮指令控制车门。
依次类推。
在网络控制模式下，门控器需要根据硬线/网络转换列车线的信号，确定是接受开关门列车线的信号还是网络数据流中的开关门指令，再参照表1客室车门控制逻辑进行判断。
1.2 网络优先，硬线备份
以苏州2号线为例，该项目客室车门控制以网络优先，硬线备份为原则。
无论什么情况，门控器只采用通过列车线传输的零速、使能信号。
门控器检测到网络数据流中的心跳信号：“Timedate”有效后，认为网络通信良好，则门控器采用网络传输的开门、关门指令。当门控器检测到网络心跳信号：“Timedate”失效后，自动切换，转为接收列车线的开门、关门命令。
图2 苏州2号线客室车门列车线结构
当网络功能正常的时候负责监控零速、使能列车线的状态，并记录。同时直接采集开关门列车线的状态，通过数据流发送给门控器。该项目车辆提供给网络的开/关门输入信号已经综合考虑了列车的运营模式、门模式开关的状态，因此网络无需再进行重复判断。
2 客室车门控制方案的比较
基于以上具体项目的客室车门的控制方案，可以得出以下结论：
由于零速信号和使能信号用于保障客室车门安全且正确动作，因此无论信号系统还是车门供应商均要求提供可靠的硬线输入信号，车门诊断系统则可以对唯一的信号来源提供正确、快速地记录和反馈。从上文介绍的两个项目的车门控制方案中可以看出，网络控制功能仍然在一定程度上依赖于硬线控制的基础。苏州2号线的网络控制功能体现的尤为明显，网络控制输入信号的源头均直接取自对应的列车线，有效减少了网络控制系统的逻辑判断；上海13号线的网络控制功能则比较灵活，网络控制系统综合判断了驾驶模式、门模式开关、硬线/网络切换开关的状态等条件，自动筛选输入、输出信号的来源，控制客室车门系统的开关。之所以不同项目会产生这样的设计差异，主要是综合考量了不同项目所使用的网络控制系统的特点、应用业绩以及每条线路的实际运营需求等综合因素。
在调试过程中可以发现硬线电路的故障可以在较短的时间内定位、排查、修复，相比之下，硬线电路的可靠性、可维护性较高。而网络控制系统由于其同时对多个子系统进行控制和管理，因此在单个系统出现故障的时候，可能会产生对其他系统的意外干扰。另外网络信号的传输需要一定的周期，且受到外部设备或者其他因素的影响，因此传输的信号可能产生不被期望的延时或者跳变，影响了系统的正常功能。因这些故障的偶发性或瞬时性，很难用简单、快速、有效的手段进行检测，有时甚至需要借助专业的诊断软件或者精密的仪器进行实时捕捉，具有一定的局限性，从而在一定程度上降低了网络控制的可靠性和可维护性。目前轨道交通信号系统呈现出多样性，不同的客室车门控制策略和端口输入、输出的特性需求，对客室车门的网络控制提出了更高的要求，较为复杂的逻辑判断和系统本身的适应程度，都有可能增加网络故障的概率。正因为如此，涉及客室车门控制的零速、使能信号必须通过列车线提供给门控器。当前客室车门的门控器输入端口均增加了二极管，能够有效防止因门控器内部故障导致的列车线意外得电的情况。
综上所述推荐的客室车门的控制方案为硬线优先，网络备份。
