站台门系统在轨道交通中的应用

黄 河

（大连地铁运营有限公司，大连 116011）

引言

城市轨道交通的站台门系统是一项集建筑、机械、材料、电子和信息等学科于一体的系统工程，其设置于轨道交通站台的边缘，以玻璃幕墙的方式包围地铁站台与列车的上落空间，使站台区域与轨道区域隔离，当列车到达或驶离时，通过控制系统控制其自动开启或关闭。

1 站台门系统概述

1.1 系统特点

安全：站台门使站台与轨道完全隔离，防止乘客或所携带物品跌落轨道而发生危险。

节能：电耗是列车运营中极大的能源支出，同时列车运行时产生的活塞风大大加快了地铁车站的能源散失，站台门可减少站台区和轨行区之间冷热气流的交换，从而节约环控设施的能源消耗。

环保：使用站台门可降低列车进站时的噪音和隧道活塞风对站台乘客的影响，减少由隧道进入站台的粉尘，改善了站台区的候车环境。

增加候车区有效面积：在不设站台门系统的车站，乘客候车安全线距离站台边缘500mm左右，而安装站台门系统只需要250-300mm，增加了站台的有效面积。

1.2 系统分类

站台门分为封闭式、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；封闭式的通常被人们叫作“屏蔽门”，也是最常用的一种。

2 站台门系统构成及功能

站台门系统由机械和电气两部分构成，机械部分包括门体结构和门机驱动系统，电气部分包括电源系统和控制系统。

2.1 门体结构

门体结构由承重结构、门槛、顶箱、滑动门、固定门、应急门和端门等组成（图1）。每侧站台门的单元数量按站台长度和列车相关数据设计而定。

图1 站台门门体结构示图

（1）承重结构。承重结构包括（上下底部）支撑部件、门梁、立柱、顶部伸缩装置等部件。

（2）门槛。门槛有固定门门槛、应急门门槛、端门和滑动门门槛。

（3）顶箱。顶箱内设置门单元的门机驱动系统、门控单元（DCU）、顶梁、就地控制盒等部件。

（4）滑动门。滑动门关闭时可作为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，也可作为特殊情况下乘客的疏散通道。

滑动门满足系统级、站台级和手动级三级控制方式要求。每道滑动门设置便于隔离和维修操作用的就地开关（LCB）。滑动门底部设计有斜面防站人结构（也可外加防夹挡板），以实现障碍物探测功能，避免乘客夹在站台门和列车门之间。

（5）固定门（FIX）。固定门设置在双扇滑动门之间，仅作为公共区与隧道区间的屏障。

（6）应急门（EED）。正常运营状态应急门保证关闭并锁紧，作为公共区与隧道区间的屏障，特殊情况下可作为乘客应急疏散通道。

（7）端门。端门单元是指隔离站台公共区与隧道之间的设施，作为特殊情况下乘客疏散的通道，也作为车站工作人员进出隧道的通道。

2.2 门机驱动系统

门机驱动系统由驱动装置、传动装置、门锁装置、位置检测开关等组成。通过驱动电机和传动机构驱动门体的水平移动，实现滑动门的开关。

2.3 电源系统

供电专业按一级负荷向站台门设备室提供两路独立的380/220V交流电源。

站台门电源系统包括驱动电源和控制电源，各自有独立的UPS主机、蓄电池柜、配电柜，驱动电源和控制电源分别为门机和系统控制线路提供电源，并能为断电后的站台门系统提供备用电量，控制并实现一定的开关门次数，为工作人员提供应急处理的时间。

2.4 控制系统

站台门控制系统由以下几个主要部分构成：中央控制盘（PSC）、就地控制盘（PSL）、门控单元（DCU）组等，同时每道滑动门还设置一个就地控制盒（LCB）。 控制系统原理图如图2所示。

（1）中央控制盘（PSC）。每个车站设有一个PSC，由两套逻辑控制单元（PEDC）和至少一套监视系统（MMS）及其外围接口构成。每个逻辑控制系统控制一侧站台。图3为PEDC原理框图。

PSC内的逻辑控制部件是站台门系统内部、外部关键命令执行及反馈的重要部件，每个车站内的各PEDC配有独立的回路与车控制室IBP盘、站台端头PSL相连，以便于在火灾、系统控制故障状况下，可以打开站台相应侧的滑动门。

监控主机是每个控制子系统的主要设备，属于整个总线网络的主设备。每侧站台门单元中所有设备的状态信息均通过现场总线传送到系统PSC上，利用监控主机可以从PSC上查询到所监视设备的当前状态，并可更改相关运行参数。PSC将与运营相关的站台门状态及故障信息发送至BAS监控系统进行状态显示和故障报警。

图2 控制系统原理图

图3 PEDC原理框图

（2）门控单元（DCU）。DCU是滑动门电机的监控装置，每对滑动门单元均配置一个DCU，安装在门体上部的顶箱内，用于执行系统控制和就地控制设备发来的控制命令，并能够采集并发送门机状态信息及各种故障信息。图4为DCU原理框图。

（3）就地控制盘（PSL）。每侧站台设置一个PSL。当系统控制失败时，由PSL对站台门进行就地控制。

（4）就地控制盒（LCB）。就地控制盒位于靠近门控单元（DCU）的顶箱内。每个门单元如果发生网络通信故障、电源故障、门机故障以及其它故障，均可通过就地控制盒（LCB）使此单元隔离，切断电源，从而不影响整个系统的正常工作，便于维修。

3 站台门系统的控制功能

站台门控制系统应具有系统级控制、站台级控制（含PSL控制和紧急模式IBP盘控制）和手动操作（含LCB控制、手动解锁开门）三级控制方式。三种控制方式中以手动操作优先级最高，而手动解锁开门比LCB高；站台级次之，IBP盘的控制模式比PSL控制模式高；系统级控制优先级最低。

3.1 系统级控制

系统级控制是在正常运行模式下由信号系统直接对站台门进行控制的方式。在系统级控制方式下，列车到站并停在允许的误差范围内时，列车驾驶员在驾驶室内进行开门和关门操作，控制命令经信号系统向站台门中央控制盘发送开/关门命令，中央控制盘通过DCU对滑动门开/关进行实时控制，实现站台门的系统级控制操作。

开门操作：信号系统确认列车停在允许范围内时，向站台门控制系统发出开门命令到中央控制盘。中央控制盘通过硬线安全回路向门控单元DCU发送开门的命令，门开启时门状态指示灯点亮。

图4 DCU原理框图

关门操作：列车即将离站时，信号系统发出关门命令到中央控制盘，中央控制盘通过硬线的安全回路向DCU发送关门命令，整列滑动门动作关闭，关门过程中顶箱状态指示灯闪烁，门关闭并锁紧后门状态指示灯熄灭。中央控制盘通过向信号系统反馈门锁闭信号，信号系统接收到站台门锁闭信号，司机确认所有列车车门和站台门关闭锁紧、无夹人夹物后，列车离站。

3.2 站台级控制

站台级控制是由列车司机或站务人员在站台PSL上对站台门进行开/关门的控制方式。当系统级控制不能正常实现时，如在列车停位不正确、信号系统与站台门系统通信中断、站台门系统局部故障等非正常情况下列车司机或站务人员可以在PSL上进行开门、关门操作，实现站台门的站台级控制操作。

开门操作：列车司机或站务人员用钥匙开关打开PSL上的操作允许开关，此时PSC及PSL面板上“PSL操作指示灯”点亮；列车司机或站务人员在PSL发出开门命令，滑动门开始打开，当滑动门完全打开后，状态指示灯点亮。

关门操作：列车司机或站务人员在PSL上打开操作允许开关后发出关门命令，PSL上操作指示灯点亮，滑动门开始关闭，当滑动门全部锁闭后，PSL上关门状态指示灯点亮。列车司机或站务人员用钥匙开关关闭PSL上的操作允许开关，此时中央控制盘面板上的“PSL操作指示灯”熄灭。司机确认所有列车车门和站台门关闭锁紧、无夹人夹物后，列车离站。

门关闭后无法发车：当站台门全部关闭，但列车自动控制系统因无法确认站台门全部关闭且锁闭信号而不能发车时，由列车司机用钥匙打开站台端头控制盒（PSL）上的操作允许开关，再用钥匙打开站台端头控制盒（PSL）上的“互锁解除”开关，向列车自动控制系统发出允许列车离站的信号。

当火灾发生时，工作人员可以在车控室的IBP盘上操作站台门应急开关打开站台门，配合站台火灾排烟模式需要。

3.3 手动操作

手动操作是由站台人员或乘客对站台门进行的操作。当控制系统电源故障或个别站台门操作机构发生故障时，站台工作人员在站台侧用钥匙或乘客在轨道侧用开门把手打开站台门。

当需要时，工作人员可通过就地控制盒（LCB）直接开/关或暂时隔离该档滑动门，从而不影响整个系统的正常工作，以便维保人员单独为该道门进行测试及维护。

4 保障系统稳定可靠的建议

为保障站台门系统运行的稳定可靠，建议如下：

（1）防夹设计。由于列车车门与滑动门之间有一定的空间，存在乘客因某种原因被夹于列车门与滑动门之间的可能，为了减少这种危险，建议采用防夹监测装置，并在滑动门上加防站人结构和防夹挡板，防止发生人、物被夹于两门之间的情况。

（2）安全回路。为了保证站台门关闭和锁紧状态的安全检测，采用一个串联式连线回路，穿过所有的滑动门与应急门，仅当回路闭合时，向信号系统发出一个“所有滑动门、应急门关闭和锁紧”的信号，才允许列车离开车站，当回路断开时，禁止列车离开或进入车站。

（3）站台门系统火灾模式不与消防系统联动。站台门系统设置有火灾控制模式，在设计时往往与消防系统联动，车站火灾工况的启动将引起站台门的相应动作，但由于防灾报警探头的积尘、性能不稳定等因素常常引起联动设备的误动作，实际运营中建议取消站台门与消防系统联动，在相应的火灾模式下，由车站值班人员在车站控制室操作消防联动盘的站台门紧急控制开关，配合打开或关闭滑动门，疏散乘客和配合环控系统排烟即可。

（4）控制电路。建议PSC对于SIG、IBP、PSL都有独立的继电器逻辑电路，如果SIG 与IBP的继电器逻辑电路出现故障，站台门系统的开、关可以通过PSL操作。

（5）控制命令线路。建议PEDC与每侧DCU之间的控制命令线路采用双路冗余的方式，确保在一路控制命令失效的情况下，PEDC仍能通过另一路控制命令回路正常控制门体动作。

（6）冗余现场总线。建议PSC采用双路冗余总线通讯，以增强系统通讯的可靠性。

（7）双CPU设计。建议PEDC内采用双CPU技术，两个CPU互相备份，在其中一个CPU产生故障时能够自动切换到备份CPU进行工作。

（8）控制电源。建议上、下行线PEDC供电分离，SIG、IBP、PSL的继电器电路电源和DCU控制命令电源等分路供电，如果SIG或IBP继电器电路的电源出现故障，PSD系统可通过PSL操作。

（9）驱动电源。建议在每侧驱动电源系统采用分散间隔的方式，保证某些线路出现故障时，每节车厢仍有对应的滑动门可以正常开关。