关于二分法在快速查找地铁列车车门关好环路故障的应用分析

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[摘 要]本文以深圳地铁2号线地铁列车车门关好环路电路为例，介绍了门关好环路的结构和特点，分析了其存在的主要故障，并提出了采用二分法快速查找门关好环路电路故障点的方法。

[关键词]二分法；车门电路；故障

中图分类号：TG233 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0221-02

引言

深圳地铁2号线地铁列车为A型城轨车辆，共6节，采用4M2T的方式。客室车门系统采用的是由南京康尼公司生产的电动式塞拉门系统，共计60对车门，均匀对称分布在左右两侧。每节车均有两个门关好继电器表征左右两侧车门是否关好，全车的门关好继电器的常开触头串联后构成列车的门关好环路。但在运用过程中，经常发生车门门关好环路断开的故障，影响列车的正常运行。而在列车实现零检备率的均衡修修制下，已然要求故障处理必须高效。本文将介绍深圳地铁2号线列车门关好环路的结构及控制等方面的一些特点，分析其存在的主要故障，并提出了采用二分法快速查找门关好环路电路故障点的方法。

一、二分法

为了找到函数f（x）的零点，可以使用中点函数值来判断，通过每次把f（x）的零点所在小区间收缩一半的方法，使区间的两个端点逐步迫近函数的零点，最终求得零点的近似值，这种方法叫做二分法。二分法在计算机算法、哲学、心理学上有着广泛应用。例如在猜数字（例如答案为整数6）的游戏过程中，让猜数字的人在1-100中随意选择一个整数，当另一方告诉猜数字的人其猜中的数字是小于还是大于答案时，猜数字的人一般会首先选择1-100的中间数字50或51，之后是选择25或26，之后是13或14，之后是6或7，这是二分法的形象表现。

二、门关好环路电路

深圳地铁2号线每列车共计60对车门，每对车门系统由驱动电机、传动装置、承载导向装置、门控器和行程开关等组成（如图1）。门控器在接收到开门指令后，驱动电机转动，通过齿轮带动滚珠丝杠，进而使得携门架通过滚珠直线轴承在长导柱上滑动，从而实现开关门动作。

车门在关闭后，相继触发门关好行程开关S1和门锁好行程开关S4。S1和S4的释放和闭合状态表征车门的开关状态。每节车左右侧分别有5对车门，每对车门的S1、S4串联后，连接至左/右侧车门关好继电器7KA27/7KA28，构成单节车单侧的门关好环路（如图2）。7KA28的一对常开触头将左侧车门关好信号反馈至主门控器，另一对常开触头串联至列车左侧车门关好环路中。

每列车共6节车的车门关好继电器均得电后，其常开触点串联后连接至列车左右侧门关好继电器7KA09/7KA10，构成了列车的门关好环路（如图3）。当7KA09/7KA10继电器得电后，其触头将门关好信号反馈至车门关好指示灯、信号主机、牵引安全环路等。

三、 门关好环路的主要故障

（一） S1、S4行程开关故障

每个车门系统有四个行程开关，分别是锁到位开关S1、门隔离开关S2、紧急解锁开关S3和关到位开关S4。S1、S4行程开关均安装在驱动承载机构上，当车门关好后，S1触发，当车门锁好后S4触发。S1、S4行程开关故障是门关好环路故障中最常见的故障类型。

S1、S4均为一个开关组件，其通过夹紧圈固定在车门结构上。行程开关故障大部分由夹紧圈引发，当夹紧圈松动或者脱落后，行程开关不能正常触发，从而导致车门不能正常打开或关闭，列车的门关好环路无法构成。

除夹紧圈松动外，S1、S4行程开关还存在间隙装配故障。当S1、S4行程开关与车门圆柱销之间的间隙过小或者过大时，车门在关闭后，行程开关可能无法正常触发或者释放，导致车门环路无法构成。

（二）继电器故障

串联在门关好环路中继电器主要有两类，一种继电器为单节车门关好继电器7KA27和7KA28，型号为SMITT B400，总体质量表现较为稳定，少量故障表现为触头阻值偏大和线圈反向二极管被击穿导致接地。另一种为司机台激活继电器，如图3所示的3KA02和3KA04，型号为SMITT D8-U204-KLC，主要表现为触头阻值偏大，在深圳地铁2号线运营过程中，发现较多的3KA02继电器的常闭触头阻值偏大故障。

（三）接线故障

串联至列车门关好环路当中的接线数量和节点数量繁多，按位置分主要分布在车上和车下，按功能分主要有车门系统接线和列车环线。车门系统接线故障主要有行程开关S1、S4的接线与车门传动装置摩擦干涉，行程开关接线断裂等类型；列车环线主要有松动、虚接、接地等故障。

四、二分法查找车门故障

（一）门关好环路继电器的安装位置

门关好环路中的继电器3KA02、3KA04安装在A车的司机室设备柜柜内，A车门关好继电器7KA27、7KA28也安装在车下辅助设备箱，B车和C车的7KA27、7KA28继电器安装在车下设备箱。

（二）二分法查找故障

以5车7KA27继电器常开触头阻值偏大故障为例，该故障从人机界面HMI（human and machine interface）上无法查看到具体是某一节车车门电路故障，仅显示列车车门未锁闭好。查看司机室右侧车门关好指示灯不亮，进一步确认列车1车司机室内的右侧车门关好继电器7KA10指示灯不亮，使用万用表测量继电器正极和负极间确认无电。

此时可以采用顺藤摸瓜的方式，依据接线表上标明的接线节点，从1车司机室设备柜到1车车下辅助设备箱、2车车下设备箱、接线箱，再到3车设备箱、接线箱，最终到达5车车下设备箱，依次查找上一个节点是否有电，最终才锁定故障点。但此种方法需要检查了1车到5车的门关好环路节点后才能找到故障点，耗费大量的人工时进行开箱检查。

二分法可以先从3车车下设备箱的7KA28继电器的触点开始查找，再到5车车下设备箱进行查找，使用万用表测量7KA27继电器触头上的接线是否有电，进而可以很快锁定故障点。相对于顺藤摸瓜式的查找方法，二分法可以将确认次数控制在3次以内，可以节约大量的人工时，减少故障查找时间，提高故障处理时效性。

五、结束语

车门是列车运营的动作频率非常高的部件之一，为了保障线路的稳定性，国内主要的列车车门关好环路，通常是采用硬线环线构成，但在运用一定年限后，继电器、接线等部件的稳定性和可靠性将逐渐降低，因此将不可避免地出现门环路断开的故障。

在后期各城市轨道进入网络化运营后，行车间隔将进一步压缩，零检备率的修制将大规模开展，届时对车辆故障处理的时效性提出更高要求。本文介绍的二分法进行快速查找车门门环路断开故障，将使得故障处理变得更加简单高效。

参考文献

[1] 黄颂红，刘菊香. 城市轨道车辆自动门系统. 电力机车与城轨车辆，2004.

[2] 高琦. 地铁车辆车门安全联锁回路故障判断方法. 城市轨道交通研究，2014.