地鐵屏蔽門系統的設計及安全防護裝置

謝壯波

摘 要：在現代社會中，乘客對城市軌道交通的服務水平要求不斷提高，對車站的乘車安全、車站環(huán)境、節(jié)能等方面的要求也在相應的不斷提高。屏蔽門系統就是在這種環(huán)境下出現的。屏蔽門系統是設置在城市軌道交通車站站臺邊緣的一種安全裝置，它將列車與車站站臺候車區(qū)域隔離開來，在列車到達和出發(fā)時可自動開啟和關閉，為乘客營造了一個安全、舒適的候車環(huán)境。同時，地鐵屏蔽門與列車之間存在的間隙是屏蔽門系統中的一個不安全因素。為了消除這個安全隱患，保護裝置也應運而生。

關鍵詞：城市軌道交通；屏蔽門系統；安全保護裝置

1 屏蔽門系統簡介

作為現代城市的重要交通設施，地鐵以其安全、正點、舒適、快捷等優(yōu)點，已經成為大城市公共交通的主要發(fā)展方向。屏蔽門系統是普遍應用在城市軌道交通中的一種安全裝置。在地鐵站臺上安裝屏蔽門是地鐵建設發(fā)展的方向，它設置于地鐵站臺邊緣，將站臺和列車運行區(qū)域隔開，通過控制系統控制其自動開啟，為乘客營造了一個安全、舒適的候車環(huán)境。地鐵屏蔽門分為封閉式、開式和半高式，其中開式和半高式通常被叫作“安全門”，只起到安全和美觀的作用。封閉式的通常才被人們叫作“屏蔽門”，也是最常用的一種。除保障了列車、乘客進出站時的絕對安全之外，地鐵站臺安裝屏蔽門還可以大幅度地減少司機 望次數，并且能有效地減少空氣對流所造成的站臺冷暖氣的流失，降低列車運行產生的噪音對車站的影響，提供舒適的候車環(huán)境，具有節(jié)能、安全、環(huán)保、美觀等功能。地鐵屏蔽門系統，使空調設備的冷負荷大幅度減少，環(huán)控機房的建筑面積也相應減少，空調電耗明顯降低了，在車站節(jié)能方面起到很大效果。

2 屏蔽門的組成及材質的選擇

屏蔽門系統主要由門體、頂盒、站臺端頭控制盒（PSL）、主控機柜（PSC）、操作指示盤（PSA）及站臺監(jiān)控廳內PSAP等組成。

在每一側站臺上，對應一列編組六節(jié)列車的車門，共設24檔滑動門和2扇端門，總長112.8米。屏蔽門包括滑動門（ASD）單元、固定門（FD）、應急門（EED）及端頭門（MSD）。

屏蔽門直接面對乘客，是地鐵車站占用面積最大、最醒目的設備。因此，對屏蔽門外表的裝飾及制造工藝應有嚴格的要求。屏蔽門材料通常采用鋁合金擠壓型材外加表面處理或直接使用不銹鋼鈑金屬件。

3 屏蔽門性能

（1）滑動門關閉時，能夠探測到的障礙物的最小厚度為4mm。（2）滑動門的開啟速度0.10-1.0m/s，關閉速度0.10-0.8m/s，全程無級調速。（3）滑動門的開啟時間為2.0-2.5s，關閉時間為2.5-3.0s。實際開/關門時間和設計給定時間差≤0.1s。（4）一側站臺二十四檔滑動門啟閉應基本保持同步，啟閉時間差控制在0.3-0.5s內。（5）滑動門與列車停車時的每扇車門相對應，并于車門同時華東開啟或關閉，供乘客上下車。（6）手動解鎖機構與置于頂盒內的閉鎖機構聯動，在滑動門關閉時，閉鎖機構可防止歪理作用將門打開，但在非正常運營模式和緊急運營模式時，站臺工作人員或乘客可手動打開滑動門，實現解鎖。（7）站臺監(jiān)察亭內PASP用語顯示每扇滑動門、應急門的開關、故障狀態(tài)。

4 屏蔽門的安全隱患

（1）屏蔽門突然開關，導致乘客跌落站臺。（2）屏蔽門玻璃破碎脫落，玻璃碎渣砸傷乘客或者掉入軌道。（3）屏蔽門倒塌，導致乘客跌落站臺。（4）應急門無法打開，緊急情況下導致疏散受阻。（5）滑動門無法打開，影響乘客上下車，導致列車晚點。（6）端頭門被列車進入站臺時產生的氣壓推倒，使得乘客掉下軌行區(qū)，造成傷亡。（7）屏蔽門振蕩， 導致列車與屏蔽門碰撞，乘客受傷或死亡。（8）屏蔽門燃燒冒煙，導致站臺失火，引起人員傷亡。（9）乘客被屏蔽門和車門夾住或撞擊，正常情況下影響乘客上下車，延誤列車運行，緊急情況下延誤疏散。（10）屏蔽門在無列車進入站臺時開啟，導致乘客跌入軌行區(qū)。

5 屏蔽門系統的運行模式

為了保證屏蔽門系統在正常和非正常狀況下的安全和可靠運行，以及在緊急狀況下保證乘客安全疏散，地鐵屏蔽門系統采用四種運行模式。

屏蔽門開關門控制優(yōu)先級從高到低依次為：手動解鎖、屏蔽門專用鑰匙手動操作（就地級）、IBP盤緊急操作（車站級）、PSL操作（站臺級）、屏蔽門與信號聯鎖控制（系統級）。

6 屏蔽門系安全防護裝置

屏蔽門間隙存在的安全隱患主要是夾人事件的發(fā)生，現對間隙夾人情況分析：客流擁擠，強行進入車廂后被彈回，恰遇此時屏蔽門與列車門聯動關閉，則會出現間隙夾人的情況。客流擁擠，被屏蔽門或列車門夾到后逃脫，而后進入屏蔽門和車體之間間隙，從而導致更為嚴重的事故發(fā)生。客流一般，由于屏蔽門與列車門關門時間不合理導致夾人。針對此安全隱患，在屏蔽門的設計中必須設置安全防護裝置。安全防護裝置的設置方式很多，總體概括起來主要有：被動式物理方式、主動式物理方式、非接觸式紅外或激光探測方式。

6.1 滑動門斜面防站人擋板

在滑動門底部設計斜面防站人擋板，安裝了擋板之后人就無法在滑動門與列車門之間站立或逗留，在滿足列車界限要求的前提下，防站人擋板安裝在滑動門框軌道側的底部，以杜絕乘客主觀逗留在滑動門門體和列車門之間的非安全狀況。

6.2 滑動門金屬擋板

除了在沿滑動門底部安裝金屬防攀爬擋板之外，距離門檻300-1000mm高度范圍內，在兩扇滑動門底部邊緣設計安裝金屬擋板，擋板位于滑動門與列車門之間，材質為不銹鋼材料，不僅美觀可靠、性能穩(wěn)定，而且與滑動門扇外觀材料相吻合。通過金屬擋板來探測障礙物的存在，當存在障礙物時會增大滑動門的關門阻止力，當關門阻止力達到設置值時，門機控制器會做出判斷，實現接觸式障礙物探測。

6.3 非接觸式紅外或激光探測方式

（1）紅外光幕：紅外光幕主要由兩部分紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置組成，構成紅外線控制系統的發(fā)射與接收器分別安裝在滑動門的二側，使二扇門之間形成一道光的屏幕。紅外檢測裝置啟動和停止受門控制單元控制，當滑動門關閉且鎖緊后門控制單元啟動紅外檢測裝置監(jiān)測列車和門體之間是否有人存在，如果物體阻斷了光幕，接收器無法接收到發(fā)射光的信號則發(fā)出報警信息。如果沒有物體阻斷光幕，接收器能夠接收到發(fā)射光的信號則表示正常，可以發(fā)車。（2）激光探測：激光障礙物探測系統的工作原理是，首先由激光發(fā)射器發(fā)出激光脈沖，然后在接收端檢測激光脈沖信號，如果激光接收器收到激光脈沖信號，就表明在此區(qū)間內沒有障礙物，如果激光接收器沒有收到激光脈沖信號，就表明在此區(qū)間內有障礙物。檢測結果由控制器傳送到屏蔽門系統。激光束的方向性極好，因此光能集中，傳輸效率非常高。同時，激光束的單色性極好，抗外界雜散光和電磁干擾的能力強。合理的光接收器和高功率密度發(fā)射器使得該系統具有很強的抗干擾能力。

紅外對射探測器容易出現兩個方面的問題：容易產生的上下鄰近系統互相干擾的問題，紅外線在屏蔽門和列車之間產生的折射干擾現象，采用激光就可以避免產生這兩個方面的問題。

7 結束語

屏蔽門系統是為了滿足城市軌道交通運營安全與節(jié)能的需要而產生的軌道交通設備系統。屏蔽門與列車之間存在的不安全因素，經過安裝安全防護裝置，得到有效的控制。站臺屏蔽門降低了由于列車行駛引起的活塞風，改善了站臺環(huán)境，給乘客創(chuàng)造了一個明亮、舒適、現代的候車環(huán)境。屏蔽門系統還提高了整個地鐵系統的服務水平，為地鐵系統的無人駕駛創(chuàng)造了條件，它在以后的新建地鐵或舊地鐵線路改造中的應用會越來越廣泛。

參考文獻

[1]劉承東.屏蔽門系統在地鐵中的應用[J].城市軌道交通研究，2000.

[2]胡維擷.地鐵站臺屏蔽門系統述評[J].地下工程與隧道，1997.

[3]胡志輝，葉霞飛，蔡蔚.城市軌道交通屏蔽門系統的適用性分析[J].城市軌道交通研究，2002.

[4]雷菊珍.屏蔽門結構分析與優(yōu)化設計[J].地鐵與輕軌，2007.