關于城際軌道屏蔽門樣機型式試驗的探討

林洪財

（西屋月臺屏蔽門（廣州）有限公司，廣州 511447）

0 引言

在總結工程項目經驗、相關文獻資料和研究成果基礎上，對城際軌道屏蔽門樣機的性能型式試驗進行探討，確定了城際軌道交通屏蔽門樣機的型式試驗方法和內容。隨著屏蔽門機械構件和控制系統的國產化，屏蔽門系統因舒適、安全、節能環保以及提高了站臺服務水平，被廣泛地應用在國內的城際軌道交通線路中。對于城際軌道屏蔽門，相關的試驗文章或研究不少，但國內仍沒有完善的標準。希望通過對屏蔽門的型式試驗的探討，確定相應的試驗方法和內容，對國內在屏蔽門型式試驗標準的確立有實用參考價值。

1 樣機模型

樣機是由將會正式生產的部件構成，并且符合最終的設計要求。屏蔽門系統由門單元模塊和PSCC模塊、UPS 模塊、PSL 控制盒等設備模塊化組成。樣機包括下列組成部分。（1）一套完整的屏蔽門樣機，包括滑動門、固定門、應急門、立柱、蓋板組件、門檻組件、支承座、預埋件、控制主板和系統控制柜等；（2）屏蔽門系統控制柜，包括PEDC、PSA、控制繼電器、監控系統等，接口有門單元控制接口，車站工作站和信號系統接口，監控系統實時監控顯示屏蔽門運行狀態和系統故障信息[1]；（3）滑動門模塊，由蓋板組件、門頭組件和滑動門組成，狀態指示燈安裝在滑動門上方的蓋板上；（4）ATC信號測試盒模塊，模擬列車運行系統信號。圖1所示為城際軌道屏蔽門系統樣機。

圖1 屏蔽門系統樣機示意圖

2 結構性能測試

測試內容包括站臺門經受隧道側的風壓、人群壓力載荷、列車壓力脈沖的能力、玻璃抗沖擊性能。

2.1 站臺側加載復合載荷

站臺側風壓載荷均勻分布在門單元上，包括滑動門、固定門、應急門和站臺側的蓋板，使用等價物將載荷加載在門單元上。除均布載荷以外，在一定高度上使用氣缸實現等價人群負載。使用傳感器和數據記錄軟件采集信號記錄變形量，分別記錄加載載荷前、加載載荷穩定后和卸除載荷后測試位置的變形量；門結構不出現破裂現象，站臺門最靠近列車動態包絡線處的結構偏移量不得超過12 mm。

2.2 玻璃抗沖擊性能測試

在測試架上懸掛一個沖擊球來撞擊固定的玻璃門，沖擊球要符合BS6206 標準要求，并且位于門扇中心，通過此試驗來確認門體沒有因永久性損壞而導致站臺與軌道間形成通道[2]。

2.3 軌道側復合加載載荷

站臺側風壓載荷均勻分布在門單元上，包括應急門、滑動門和固定門，使用等價物件將載荷加載在門單元上[3]。使用傳感器連和數據記錄軟件采集信號記錄變形量，分別記錄加載載荷前、載荷穩定后和卸除所有載荷后測試位置的變形量；門結構不出現破裂現象，卸除負載結構彈性恢復后，與原位置的偏差不能超過1 mm。

3 系統功能測試

系統功能測試內容包括屏蔽門控制系統的功能測試、門單元動能曲線測試、障礙物探測測試、應急門開門力試驗，通過試驗檢驗門單元的速度、動能、開關門時間、手動解鎖力等參數是否滿足要求。

3.1 控制系統的功能測試

檢驗所有信號是否正確發送與接收，經過模擬信號系統以及測試門的自動運行，測試屏蔽門的運作模式是否滿足要求。該測試包括測試PSCC、PSL、ATC、DCU、IBP 5 個主要電氣控制部件的系統功能，以及協作下的工作模式是否滿足要求，是對屏蔽門控制系統性能的一個重要檢驗。

3.2 門單元動能曲線測試

在門單元上安裝線性位移傳感器，并連接到記錄器上。將門單元從關閉位置打開，然后回到關閉位置，至少循環3 次，記錄數據并做分析。關門時最大的動能不能夠超過10 J，離完全可以關閉100 mm時，每個門的動能不能夠超過1 J。此試驗通過門運動的動能轉換為彈簧勢能測出屏蔽門單元運動的動能曲線。

3.3 手動解鎖力試驗

驗證對開屏蔽門在系統通電時的手動操作/解除功能，包括測量手動開門力。當滑動門完全關閉和緊鎖后，在軌道側操作緊急釋放把手，并用手持式量表測試施加到把手上的力，推拉滑動門的手動解鎖力應不超過67 N。

3.4 滑動門開門力試驗

將門解鎖，并部分打開門單元，使數字測力計能夠施加在其中一個門扇頁上，朝開門方向推動門體，記錄下啟動滑動門的力和持續推動門的力，所有開門力持續施加，不得出現突然轉換，避免產生錯誤讀數。滑動門開始運動時的力應不大于133 N，保持滑動門在運動過程的力應不超過67 N。

3.5 應急門開門力試驗

使用測力計在軌道側操作應急推桿打開應急門，記錄開門力，繼續打開應急門至全開位置，記錄完全打開門的力，釋放操作應急門應能自動關閉。推動應急門解鎖的力應不超過67 N，打開門單元至完全打開狀態的力應不大于67 N。

3.6 門障礙物探測試驗

在正常關閉過程中，如果門單元遇到障礙，門單元將后退且暫停2 s，然后減速關門直到運行到發現障礙物的位置。如果障礙物已清除，門將加速到正常開門的速度。如果仍有障礙物出現，門單元將重復后退一定次數（該次數在0～10 次之間可調，一般為2 次），如果第三次又遇到障礙物，門將運行到全開并保持開門狀態，滑動門上方蓋板上狀態指示燈將發出聲光警報。

3.7 障礙物檢測間隙試驗

驗證屏蔽門系統可以檢測到障礙物的最小厚度。關門循環過程中，在滑動門之間插入一個40 mm×5 mm 板，其中5 mm 沿滑動門方向的距離，關門過程中能夠檢測到5 mm厚度的障礙物，其運動情況相當于遇上障礙物。

4 百萬次加速壽命測試

測試屏蔽門系統包括樣機的驅動裝置、懸掛設備、安裝部件、頂箱結構和門框承受100萬次完整的開/關門周期運行的適當性。使用帶有計數功能的信號模擬器向樣機發出開關門命令，每天發出7 200 次開/關門信號，樣機每天24 h 不間斷地運行，直至完成最少100萬次完整的開關門周期。

測試過程中每天監測屏蔽門的運行狀況并記錄下來，每10 萬次對其進行維護，檢查項目包括檢測導軌及滑輪組件、驅動裝置、皮帶是否正常，齒輪箱會不會出現漏油，門鎖開關功能和磨損零件的使用功能是否正常。完成壽命測試后，對主要部件進行拆除和檢查，包括導靴、滑輪、皮帶以及碳刷，進行測量并記錄數據，與開始壽命測試前的數據進行對比，確認是否保持在評定范圍內，對部件是否保持耐用進行評估。

表1 屏蔽門設備發射極限值

表2 電磁兼容EMC試驗項目

5 電磁兼容EMC試驗

電磁兼容試驗測試屏蔽門設備的抗干擾水平、設備自我產生或周邊設備產生的電磁干擾水平，定義了設備允許發射的標準，如表1所示，確保相鄰設備之間不會發生電磁兼容干涉[4]。測試了信號線和電源線的傳導敏感度、馬達的工頻磁場、浪涌電壓、電壓跌落等項目，如表2所示。此試驗檢測電磁兼容測試適用標準以及檢驗屏蔽門設備是否能夠達到電磁兼容性要求[5]。

6 結束語

對于城際軌道交通屏蔽門的樣機測試內容，各個公司、城際軌道交通屏蔽門項目的測試項目可能不相同。本文在地鐵屏蔽門項目、城際軌道屏蔽門項目實踐經驗、相關規范和研究結果的基礎上，總結了城際軌道屏蔽門的樣機進行型式試驗的項目和內容[6]。在實際應用時可根據工程項目的實際情況，相應做一些增加或減少樣機測試項目和內容[7]。對城際軌道屏蔽門的樣機進行型式測試，為工程項目的實踐系統地提供了準確、及時和豐富的信息，為設計優化在結構技術、系統功能和整體性能等方面提供了技術支持，在實踐中為理論研究提供了基礎[8]。