地鐵自動輸送系統屏蔽門系統解析

鐘淋

（廣州市地下鐵道總公司，廣東 廣州511430）

從法國到德國，從新加坡到香港，從首都北京機場線到廣州市珠江新城旅客自動輸送系統，無人駕駛技術逐步從歐洲發展到亞洲，從國外引用到國內。從玻璃自動門到半高安全門，再到全封式屏蔽門，與行車息息相關的屏蔽門系統也有著迅猛的改善。

引領世界潮流的地鐵無人駕駛線路屏蔽門系統，與有人駕駛的屏蔽門系統的不同之處，本文以廣州市地鐵珠江新城旅客自動輸送系統的屏蔽系統為例，作個簡單闡述。

1 屏蔽門系統的總體設計

屏蔽門系統是為防止乘客及物品不慎掉入軌行區造成人員傷亡或影響行車，同時有效阻隔車站站臺與區間，減少兩者熱能交換、節約能源而設置的。

廣州市珠江新城旅客自動輸送系統（簡稱APM）線路總長3.88 km，全線9座車站，均為地下車站，每站2個站臺，共18側站臺安裝全封閉屏蔽門。

APM屏蔽門系統由機械部分（門體結構）和電氣部分即驅動設備、電源設備、控制設備等部分構成。

圖1 屏蔽門控制系統控制框圖

APM屏蔽門系統各控制級別及之間關系為：系統級（正常模式）—站臺信號系統SIG、系統級（檢測模式）—ISCS專業、站臺級（非正常模式）—站臺控制盤PSL、災害級（火災模式）—綜合后備盤IBP、手動級（緊急模式）—LCB控制、手動解鎖共6種控制方式，控制優先級別由低到高，安全級別由高到低。

屏蔽門系統的組成及與有人駕駛線路屏蔽門系統的異同，作如下分節介紹。

2 門體結構

門體結構由承重結構、滑動門、應急門、端門、門檻、頂箱組成。

滑動門、應急門、固定門及端門數量的設置，與以往線路大不一樣。APM線定義為觀光旅游線，其所處位置于廣州最繁華地帶，線路短，車速慢，行車間隔短（最終成型將在3 min以內），短車身合適，故每側站臺只設置有6道滑動門單元；APM作為無人駕駛線路，如在故障的情況下，要求列車無論停在站臺的任何位置，都要求有一道車門正對一個應急門，故每側站臺設置14道應急門。

滑動門體凈高度為2.2 m，國內有人駕駛地鐵屏蔽門門體凈高度一般只有2 m。有人認為由于無人駕駛車輛是由國外引進的，車輛車門設計高度是以外國人身高設計的，故對應的滑動門高度也設計得較高。筆者認為滑動門的高度不一定是滿足與車門高度平齊，APM線從“無人值守”運營角度考慮，滑動門高度設計略高于國內普通人的伸手高度，某種程度上可以降低人為破壞LCB模式開關的風險。當然，在只需無人駕駛，仍有人站臺值守的運營模式下，滑動門凈高度設計不超過2 m還是最恰當的。

門體結構無需設計與站臺地面的絕緣裝置。國內有人駕駛線路列車的電源，基本為直流1 500 V，由于存在交直流轉換，難以保證軌行區地網電勢與車站站臺地網電勢相同，存在電勢差放電的安全隱患，而屏蔽門門體是與軌行區地網相連的，故必須在站臺屏蔽門與站臺地板及頂部結構梁之間，設置橡膠板或橡膠端子等絕緣裝置，而APM線由于列車體積小，車輪為膠輪，整體凈質量小，只需單軌600V交流供電即可帶動，不存在交直流轉換，能夠實現軌行區地網與車站站臺地網電勢一致，故未設計絕緣裝置，降低了成本，避免了站臺屏蔽門放電的棘手問題。但在驗收過程中仍要注意的是，站臺屏蔽門各門體之間，仍要求拉接等電位線，并且要引一等電位線與車站站臺地網相連，以便能及時帶走門體局部感應電，保證乘客絕對安全。

門檻位置比國內有人駕駛線路增設了橡膠防撞塊。由于APM線車輛車輪使用的是橡膠輪，一旦在站臺區域附近發生爆胎事件，列車定會偏斜，為防止列車偏斜后直接與屏蔽門門體及門檻接觸，降低此種情況對列車及屏蔽門的破壞，故增設了與站臺長度同長，寬約1m，厚約35 cm的防撞塊。

3 門機系統

門機系統由DCU、電機、減速器、傳動裝置和鎖緊裝置、行程開關、LCB等組成。

APM線門機系統的LCB模式開關手動開門時，需要主電源使能信號存在的情況下才有效，這是與有人駕駛線路設計的又一大不同點。有人駕駛線路屏蔽門系統LCB只需要打到手動位，就可控制滑動門開與關，且其權限高于信號SIG控制和站臺PSL操作盤。APM線則必須要求主電源使能信號和開門信號同時存在，滑動門才能實現開門，主電源使能信號與開門信號，其中任何一個消失，滑動門立即執行關門動作；APM線LCB模式開關打到手動位，操作開門按鈕，只能給出開門信號，沒有使能信號，故滑動門不能打開。這樣的設計看似未實現LCB獨立開關門的功能，實質上這是讓列車停穩在站臺時（此種狀況下SIG會給出主電源使能信號），相關人員才能操作LCB模式開關進行開關門操作，列車不在站臺且停穩的情況下，操作LCB開關門是無效的。這樣的設計，是真正意義上尊重了列車自動輸送的原則，及列車不停不能人工干預的原則，最大化地保證了行車安全。

4 電源系統

電源系統由驅動電源和控制電源等組成。

APM線驅動電源UPS與控制電源UPS合二為一，相應的蓄電池也是共用的。APM線由于每側站臺只有6道滑動門，數量極少，所需功率小，故將驅動電源與控制電源UPS合在一起，蓄電池組也共用1套，這樣的設計雖然經濟實用，但對UPS可靠性要求很高，驗收時一定要注意，UPS至少能實現“1+1”熱備式冗余，其中一個UPS壞了能自動切斷到另一個，若兩個UPS同時壞，還應具有自動切換到旁路的功能，同時注意所選擇的自動旁路裝置盡量為可靠性高傳統中繼器裝置或知名品牌的靜態旁路開關。

5 控制系統

控制系統由中央接口盤（PSC）、就地控制盤（PSL）、就地控制盒（LCB）、光報警器、通訊介質及通訊接口等設備組成。控制系統與外部接口有信號系統接口、綜合監控系統接口、綜合后備盤接口。

APM線整側滑動門的開與關，可受信號系統單獨控制，國內有人駕駛線路必須經過屏蔽門PSC控制柜，方能實現滑動門的開與關。有人駕駛線路是由信號系統發開門指令給PSC柜，PSC柜再將開門指令傳給門機系統的DCU打開整側滑動門；APM線開門命令是由信號系統直接發到滑動門門頭PLC，PLC再將開門命令發給門機系統的DCU打開滑動門，開門指令繞過了PSC控制柜，故即使PSC控制柜故障，也不會影響信號系統聯動滑動門開與關。

APM線信號系統可單獨控制1對滑動門的開與關，有人駕駛線路只能控制整側滑動門的開與關。APM線每個DCU對應設置1個門頭PLC，信號系統可單獨控制1組門頭PLC，這樣設計就能在運營過程中方便地切除任何1組故障滑動門，也可以根據客流情況，稍作改動，快速調整運營列車車廂的數量和屏蔽門的數量。

APM線屏蔽門系統“互鎖解除”功能，在PSL操作盒打到允許的情況下才有效。有人駕駛線路則可直接操作有效。有人駕駛線路只需操作PSL操作盒上的互鎖解鎖鑰匙開關，即可解除信號系統與屏蔽門系統的聯鎖，而APM線無人駕駛模式下一旦發生故障，維修人員必須趕到現場處理，故障原因未清楚，不能動車，“互鎖解除”功能在APM線已經失去了傳統意義上保證列車連續運行的目的，而是主要作為維護人員現場檢修設備或故障處理時進行測試的工具。

6 結束語

APM線屏蔽門系統已經逐漸由控制權與監視權并重的傳統理念，過渡為監視權獨重的局面，屏蔽門門體開與關可由信號系統單獨控制，在無人值守的運營模式下，屏蔽門的PSL開關門功能已經失去了降級控制的意義，淪為檢修工具，這是進步的體現，讓信號系統能獨立控制屏蔽門或是其他與行車相關的設備，這樣才能更好的實現集中控制與自動控制。

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