城市轨道交通屏蔽门系统功能定位与设计

李游

（南昌轨道交通设计研究院，南昌330038）

城市轨道交通屏蔽门系统功能定位与设计

李游

（南昌轨道交通设计研究院，南昌330038）

结合屏蔽门系统的功能定位，从门体结构、门机系统、电源系统和控制系统4个方面，介绍了城市轨道交通屏蔽门系统的功能设计，并对设计方案的重点进行了说明，有利于工程的实施，避免后期方案调整，也为相关项目的设计提供了一定的经验借鉴。

城市轨道交通；屏蔽门系统；功能设计

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.131

1 引言

根据《地铁设计规范》（GB50157—2013）“新建线路的车站宜设站台门，并应具备安装站台门系统的接口条件”的要求[1]，国内新建线路均考虑安装站台门系统。站台门系统分全封闭式屏蔽门和半高式安全门两种类型，根据工程的气候特点及车站通风空调系统的方案，地下车站站台边缘通常设置全封闭式的屏蔽门，将站台公共区和列车轨行区分隔开来，保证了地铁乘客的候车安全，统一了全线乘车方式，增进了地铁车站的候车文明。

2 系统功能定位

为了提高城市轨道交通的整体运营服务水平，达到满足功能要求，实现高效运转，节约投资和降低运营成本的目的，屏蔽门系统的设计应遵循“安全可靠、功能合理、技术先进、经济适用”的设计原则。

屏蔽门系统功能定位主要有以下几方面的考虑。

2.1 提高运营的安全性

设置屏蔽门可以有效防止乘客因拥挤或意外掉下轨道，也可以防止乘客蓄意跳轨自杀，保证了乘客候车安全。同时，屏蔽门的安装可以帮助乘客克服心理恐惧，乘客可涉足的范围得到扩大，充分利用了站台的有效宽度。因此，安全性是设置屏蔽门系统最主要的因素。

2.2 提高运营的可靠性

设置屏蔽门后，列车可以用较快速度进站，为确保列车班次的准确性提供了有利条件，从而大大提高了整个地铁系统运营的可靠性。同时，屏蔽门系统设置后还可以节省每个车站内投入的人力资源，从而节约了营运成本。

2.3 节约通风空调能耗

屏蔽门将轨行区与站台公共区隔离，能有效避免列车活塞风对通风空调的影响，减少了轨行区与站台区之间冷热气流的交换，减少了车站冷气的散失，降低了环控系统的运营能耗，起到节约能源的作用。

2.4 提高车站环境的舒适度

全封闭式屏蔽门系统将站台公共区与行车隧道完全隔开，减少了列车行驶噪声和活塞风对站台候车乘客的影响。站台环境条件得到改善，使乘客感觉更舒适，地铁服务水平更高。

3 系统各部件功能设计

屏蔽门系统由门体结构、门机系统、电源系统和控制系统四大部分组成[2]。各部分详细构成及功能见图1。

图1 屏蔽门系统基本构成

3.1 门体结构的功能

门体结构部分主要起到支撑、承载、隔离、装饰的作用。

1）承重结构。承重结构是确保门体结构强度、刚度和整体使用寿命的最关键部件，其材质必须采用钢结构，设计原则需保证屏蔽门的结构强度、刚度及寿命要求。承重结构应能承受屏蔽门的全部荷载的最不利组合，同时满足限界要求。

2）门槛。滑动门、应急门、固定门、端门均设置门槛。门槛面与完工后的站台装饰面平齐。滑动门导靴在门槛中应滑动自如，且导槽应便于清扫，不藏杂物与灰尘。同时门槛要满足耐磨、防滑、安装拆卸方便等要求。

3）顶箱及上部钢结构。顶箱内设置有门体所有驱动、控制和供电设备，包括门单元的驱动机构、门锁紧及解锁机构、门控单元（DCU）、配电端子盒、导轨、顶梁、门状态指示灯（D0 I）、就地控制盒（LCB）等部件。顶箱的结构设计应便于安装、调试、使用、维护和检修，同时对上述部件应起密封保护作用。

顶箱盖板的设计应保证足够的刚度，固定合理，接触应严密。前盖板上配锁，在锁定后不能由于风压作用而松动。解锁后开启角度≥70°，并设置自动伸缩定位的支撑装置，以方便维修、维护工作。

屏蔽门上部钢结构与站台顶部土建结构通过穿透螺栓连接，连接安装时应采用绝缘安装，同时应有保护底部绝缘件的措施，以防止运营过程中的水及灰尘破坏绝缘效果。在结构设计上应考虑可调整结构件，用于调节以适应土建结构的变形，满足结构受力和外观的要求。

4）滑动门。滑动门关闭时可作为车站站台公共区与隧道区域的屏障；打开时为乘客提供上、下列车的通道；也可作为车站隧道区域发生火灾或故障时乘客的疏散通道。当列车停在站台，且位置正确时，滑动门将与列车车厢的乘客门对准。

滑动门具备三级控制方式要求，即系统级控制、站台级控制和手动操作，手动操作优先级最高，其次为站台级控制。站台火灾或其它紧急情况时，滑动门能执行PSC传来的由车站控制室IBP盘发出的紧急开门命令，打开滑动门。

滑动门在轨道侧设有手动解锁装置，在站台侧设有钥匙开关，当系统级控制和站台级控制失败时，乘客可从轨道侧手动开门，工作人员可从站台侧用钥匙手动操作。

滑动门设置锁紧装置，滑动门关闭后该锁紧装置可防止外力作用将门打开。滑动门自动开启时，锁紧装置能自动释放；手动开门时，采用开门把手和钥匙释放锁紧装置。

滑动门的所有状态信号均反馈到DCU和PSC，并且门已开、已锁闭等重要状态信号由PSC上传到车站控制室，并进行显示。

5）固定门。固定门设置在滑动门与滑动门之间、滑动门与端门之间，在站台公共区与隧道区域之间起隔离作用。

6）应急门。应急门设置在固定门位置，每处两扇应急门中间不设立柱，打开后为一个开阔通道。正常运营时，应急门保证关闭且锁紧，在公共区与隧道区间起隔离作用；当列车进站无法对准滑动门时可作为乘客应急疏散通道。

应急门在站台侧设门锁装置，站台工作人员可在站台侧用钥匙开门；在轨道侧设开门推杆，乘客可在轨道侧推压开门推杆将门打开。

应急门门锁的开关状态与滑动门的开关门状态一起纳入与信号系统的接口功能中，作为屏蔽门系统锁闭回路的一部分。

7）端门。端门是列车在区间隧道火灾或故障时的乘客疏散通道以及工作人员进出站台公共区的通道，隔离站台公共区与设备区之间的设施，包括端门单元承重结构、端门活动门、固定门板、门槛、安装件及密封绝缘等部件。正常运营状态，端门保证关闭并锁紧，在端门上方设置门状态指示灯。

端门上设门锁装置，站台人员可用钥匙从站台侧打开。端门可向站台侧旋转90°平开，能定位保持在90°开度，未在全开位置时端门能自动复位至关闭；乘客可从轨道侧推压门锁推杆开门。

端门状态信息送到PSC，再由PSC上传至车站控制室，并进行显示。端门开启时间超时可报警。

3.2 门机系统的功能

门机系统包括电机、减速器、传动装置和锁装置等，屏蔽门驱动装置的电机、减速器和传动装置安装在滑动门上方的顶箱内。

门机是屏蔽门系统中的驱动滑动门进行开/关动作的关键部件，滑动门是门体结构中唯一频繁运作的部件，其开/关动作是否正常直接影响地铁运营的效率，因此要求门机的安全性必须可靠，在无故障使用次数不小于100万次的前提下，还要降低门机的功耗与噪音，提高门机的运行精度；另外，为了保证乘客在上/下列车时不被滑动门夹伤，还要求门机有良好的运行曲线和较小的夹紧力。

3.3 电源系统的功能

电源系统主要功能是为系统提供可靠的不间断电源，主要部件应能实现模块化在线式热插拔及在线维修功能，实现完善的N+1冗余备份功能，应无单点故障，主机设备个别部件的故障不能引起整台设备的故障。

屏蔽门系统内部供电电源由驱动电源和控制电源组成。系统内部电源系统按照驱动电源和控制电源分开、故障分散、隔离的原则进行配电，以保证可靠供电。屏蔽门系统配备有备用电源。正常情况下，由交流电源供电（动力照明系统提供，一级负荷）；事故停电时，且两路电源都失电的情况下，由备用电源对系统供电。备用电源的容量保证在事故停电时，能使控制系统在1h内对每侧滑动门开关操作3次。

3.4 控制系统的功能

控制系统具有控制和监测2项基本功能[3]。

3.4.1 控制功能

屏蔽门控制系统的控制模式分为正常运营模式和故障运营模式。正常运营模式分为系统级控制、站台级控制和IBP盘紧急控制3种模式，其中站台级控制模式的级别为最高，系统级控制模式为最低。故障运营模式分为就地控制盒（LCB）控制和手动操作。

1）系统级控制。系统级控制是在正常运行模式下由信号系统对屏蔽门进行开门/关门控制的控制方式。

2）站台级控制。站台级控制是在系统级控制因故障失效，由列车驾驶员或站务人员在PSL上进行操作控制。站台级控制还可以实现ASD/EED与信号系统的互锁解除，强制发出闭锁信息，使列车尽快离站出发。地铁正式运营阶段，信号系统不能投入运营情况下可采用站台级控制。

3）IBP盘紧急控制。在火灾状态下，为协助通风空调系统进行迅速排烟，从IBP盘发送开启相应侧首末两端各两道滑动门的命令，协助通风空调系统排烟，以便乘客疏散。

4）手动操作。单个门故障情况下，站台人员或乘客可进行手动操作，可独立于各种控制方式。当控制系统故障或个别控制回路故障或屏蔽门的传动装置等机械部件发生故障时，站台工作人员用钥匙或乘客手动操作开门把手打开滑动门。

5）就地控制盒（LCB）控制。每道滑动门单元均设置一套LCB，其具有四种模式：自动、隔离、手动关、手动开。正常运营情况下，处于自动控制模式，可以接收站台级、系统级、IBP盘等的控制指令。当发生故障，导致某一门单元无法正常运行时，可通过LCB使此单元隔离，脱离系统，从而不影响整个系统的正常工作。处于手动开/关位时，可以对该门单元进行开门、关门等操作、测试，此时，该门单元不接受系统发来的指令。

3.4.2 监控功能

屏蔽门单元中所有设备的状态信息通过现场总线传达到每个屏蔽门控制子系统的PSC上。PSC中的显示屏能够及时显示系统中的状态和报警信息。当发生系统故障时，便于维修人员从显示窗口上快速找出故障的具体部件。

4 结语

随着社会的不断发展，屏蔽门系统在轨道交通中的应用越来越广，其在工程上的主要作用是：保护乘客安全，保障运营的准时性，体现“以人为本”的设计理念，对改善乘客候车环境、增进社会效益、节省劳动力资源等方面均有贡献。本文从屏蔽门系统的门体结构、门机系统、电源系统到控制系统，较为全面地介绍了城市轨道交通屏蔽门系统的定位及功能设计，也为相关项目的设计提供了一定的经验借鉴。

【1】GB 50157—2013地铁设计规范[S].

【2】CJJ 183—2012城市轨道交通站台屏蔽门系统技术规范[S].

【3】CJ/T 236—2006城市轨道交通站台屏蔽门[S].

Functional Orientation and Design of Urban Rail Transit Platform Screen Door System

LI You
(Nanchang Rail Transit Design and Research Institute,Nanchang 330038,China)

Combined with the function of the platform screen door system,this article comprehensively introduces functional design of the urban rail transit platform screen door system from four aspects of the structure,door-motor system,power system and control system,and illustrates the key point of the design scheme,which is conducive to the implementation of the project,to avoid the adjustment of subsequent scheme,and also to provide related projects with a reference.

urban rail transit;platform screen door system;functional design

U231；X924.4

B

1007-9467（2016）08-0238-02

2016-07-18

李游（1984～），男，江西南昌人，工程师，从事城市轨道交通机电系统设计与研究。