地铁屏蔽门系统的设计及安全防护装置

谢壮波

摘 要：在现代社会中，乘客对城市轨道交通的服务水平要求不断提高，对车站的乘车安全、车站环境、节能等方面的要求也在相应的不断提高。屏蔽门系统就是在这种环境下出现的。屏蔽门系统是设置在城市轨道交通车站站台边缘的一种安全装置，它将列车与车站站台候车区域隔离开来，在列车到达和出发时可自动开启和关闭，为乘客营造了一个安全、舒适的候车环境。同时，地铁屏蔽门与列车之间存在的间隙是屏蔽门系统中的一个不安全因素。为了消除这个安全隐患，保护装置也应运而生。

关键词：城市轨道交通；屏蔽门系统；安全保护装置

1 屏蔽门系统简介

作为现代城市的重要交通设施，地铁以其安全、正点、舒适、快捷等优点，已经成为大城市公共交通的主要发展方向。屏蔽门系统是普遍应用在城市轨道交通中的一种安全装置。在地铁站台上安装屏蔽门是地铁建设发展的方向，它设置于地铁站台边缘，将站台和列车运行区域隔开，通过控制系统控制其自动开启，为乘客营造了一个安全、舒适的候车环境。地铁屏蔽门分为封闭式、开式和半高式，其中开式和半高式通常被叫作“安全门”，只起到安全和美观的作用。封闭式的通常才被人们叫作“屏蔽门”，也是最常用的一种。除保障了列车、乘客进出站时的绝对安全之外，地铁站台安装屏蔽门还可以大幅度地减少司机 望次数，并且能有效地减少空气对流所造成的站台冷暖气的流失，降低列车运行产生的噪音对车站的影响，提供舒适的候车环境，具有节能、安全、环保、美观等功能。地铁屏蔽门系统，使空调设备的冷负荷大幅度减少，环控机房的建筑面积也相应减少，空调电耗明显降低了，在车站节能方面起到很大效果。

2 屏蔽门的组成及材质的选择

屏蔽门系统主要由门体、顶盒、站台端头控制盒（PSL）、主控机柜（PSC）、操作指示盘（PSA）及站台监控厅内PSAP等组成。

在每一侧站台上，对应一列编组六节列车的车门，共设24档滑动门和2扇端门，总长112.8米。屏蔽门包括滑动门（ASD）单元、固定门（FD）、应急门（EED）及端头门（MSD）。

屏蔽门直接面对乘客，是地铁车站占用面积最大、最醒目的设备。因此，对屏蔽门外表的装饰及制造工艺应有严格的要求。屏蔽门材料通常采用铝合金挤压型材外加表面处理或直接使用不锈钢钣金属件。

3 屏蔽门性能

（1）滑动门关闭时，能够探测到的障碍物的最小厚度为4mm。（2）滑动门的开启速度0.10-1.0m/s，关闭速度0.10-0.8m/s，全程无级调速。（3）滑动门的开启时间为2.0-2.5s，关闭时间为2.5-3.0s。实际开/关门时间和设计给定时间差≤0.1s。（4）一侧站台二十四档滑动门启闭应基本保持同步，启闭时间差控制在0.3-0.5s内。（5）滑动门与列车停车时的每扇车门相对应，并于车门同时华东开启或关闭，供乘客上下车。（6）手动解锁机构与置于顶盒内的闭锁机构联动，在滑动门关闭时，闭锁机构可防止歪理作用将门打开，但在非正常运营模式和紧急运营模式时，站台工作人员或乘客可手动打开滑动门，实现解锁。（7）站台监察亭内PASP用语显示每扇滑动门、应急门的开关、故障状态。

4 屏蔽门的安全隐患

（1）屏蔽门突然开关，导致乘客跌落站台。（2）屏蔽门玻璃破碎脱落，玻璃碎渣砸伤乘客或者掉入轨道。（3）屏蔽门倒塌，导致乘客跌落站台。（4）应急门无法打开，紧急情况下导致疏散受阻。（5）滑动门无法打开，影响乘客上下车，导致列车晚点。（6）端头门被列车进入站台时产生的气压推倒，使得乘客掉下轨行区，造成伤亡。（7）屏蔽门振荡， 导致列车与屏蔽门碰撞，乘客受伤或死亡。（8）屏蔽门燃烧冒烟，导致站台失火，引起人员伤亡。（9）乘客被屏蔽门和车门夹住或撞击，正常情况下影响乘客上下车，延误列车运行，紧急情况下延误疏散。（10）屏蔽门在无列车进入站台时开启，导致乘客跌入轨行区。

5 屏蔽门系统的运行模式

为了保证屏蔽门系统在正常和非正常状况下的安全和可靠运行，以及在紧急状况下保证乘客安全疏散，地铁屏蔽门系统采用四种运行模式。

屏蔽门开关门控制优先级从高到低依次为：手动解锁、屏蔽门专用钥匙手动操作（就地级）、IBP盘紧急操作（车站级）、PSL操作（站台级）、屏蔽门与信号联锁控制（系统级）。

6 屏蔽门系安全防护装置

屏蔽门间隙存在的安全隐患主要是夹人事件的发生，现对间隙夹人情况分析：客流拥挤，强行进入车厢后被弹回，恰遇此时屏蔽门与列车门联动关闭，则会出现间隙夹人的情况。客流拥挤，被屏蔽门或列车门夹到后逃脱，而后进入屏蔽门和车体之间间隙，从而导致更为严重的事故发生。客流一般，由于屏蔽门与列车门关门时间不合理导致夹人。针对此安全隐患，在屏蔽门的设计中必须设置安全防护装置。安全防护装置的设置方式很多，总体概括起来主要有：被动式物理方式、主动式物理方式、非接触式红外或激光探测方式。

6.1 滑动门斜面防站人挡板

在滑动门底部设计斜面防站人挡板，安装了挡板之后人就无法在滑动门与列车门之间站立或逗留，在满足列车界限要求的前提下，防站人挡板安装在滑动门框轨道侧的底部，以杜绝乘客主观逗留在滑动门门体和列车门之间的非安全状况。

6.2 滑动门金属挡板

除了在沿滑动门底部安装金属防攀爬挡板之外，距离门槛300-1000mm高度范围内，在两扇滑動门底部边缘设计安装金属挡板，挡板位于滑动门与列车门之间，材质为不锈钢材料，不仅美观可靠、性能稳定，而且与滑动门扇外观材料相吻合。通过金属挡板来探测障碍物的存在，当存在障碍物时会增大滑动门的关门阻止力，当关门阻止力达到设置值时，门机控制器会做出判断，实现接触式障碍物探测。

6.3 非接触式红外或激光探测方式

（1）红外光幕：红外光幕主要由两部分红外发射装置和红外接收装置组成，构成红外线控制系统的发射与接收器分别安装在滑动门的二侧，使二扇门之间形成一道光的屏幕。红外检测装置启动和停止受门控制单元控制，当滑动门关闭且锁紧后门控制单元启动红外检测装置监测列车和门体之间是否有人存在，如果物体阻断了光幕，接收器无法接收到发射光的信号则发出报警信息。如果没有物体阻断光幕，接收器能够接收到发射光的信号则表示正常，可以发车。（2）激光探测：激光障碍物探测系统的工作原理是，首先由激光发射器发出激光脉冲，然后在接收端检测激光脉冲信号，如果激光接收器收到激光脉冲信号，就表明在此区间内没有障碍物，如果激光接收器没有收到激光脉冲信号，就表明在此区间内有障碍物。检测结果由控制器传送到屏蔽门系统。激光束的方向性极好，因此光能集中，传输效率非常高。同时，激光束的单色性极好，抗外界杂散光和电磁干扰的能力强。合理的光接收器和高功率密度发射器使得该系统具有很强的抗干扰能力。

红外对射探测器容易出现两个方面的问题：容易产生的上下邻近系统互相干扰的问题，红外线在屏蔽门和列车之间产生的折射干扰现象，采用激光就可以避免产生这两个方面的问题。

7 结束语

屏蔽门系统是为了满足城市轨道交通运营安全与节能的需要而产生的轨道交通设备系统。屏蔽门与列车之间存在的不安全因素，经过安装安全防护装置，得到有效的控制。站台屏蔽门降低了由于列车行驶引起的活塞风，改善了站台环境，给乘客创造了一个明亮、舒适、现代的候车环境。屏蔽门系统还提高了整个地铁系统的服务水平，为地铁系统的无人驾驶创造了条件，它在以后的新建地铁或旧地铁线路改造中的应用会越来越广泛。

参考文献

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