轨道交通站台门安全控制设计研究

肖迎俊，邱志新，马 乐

(哈尔滨职业技术学院，黑龙江 哈尔滨 150081)

0 引言

轨道交通站台门是轨道交通运输体系中的重要组成部分，是促进站台与列车沟通、引导乘客有序乘车并保证乘客乘车安全的重要设备。轨道交通设备自动化、智能化水平不断提升，对站台门系统安全提出了更高要求。加强轨道交通站台门安全控制设计，成为轨道交通建设、管理以及发展过程中思考的重点内容。以下是笔者对站台门安全控制设计的几点体会。

1 轨道交通站台门安全控制设计需求分析

对轨道交通站台门安全问题进行分析可知，轨道交通系统在运行过程中的站台门存在诸多潜在风险，将对站台门系统、乘客以及列车运行产生不利影响。首先，轨道交通站台门的开关主要通过车站信号控制系统操作，当感应装置感应到列车进站并达到停车位置后，会将信号传递给控制系统，由控制系统控制站台门开启或关闭。当感应装置出现故障或乘车人员过多时，将影响站台门控制系统判断，不仅会损害站台门系统，也会对乘客造成伤害[1]。其次，站台门与列车门之间存在一定距离，在站台门安装过程中，如果未根据相关规定准确控制站台门与车辆轮廓线之间存在的距离，导致站台门体与车体之间缝隙过大，容易造成乘客夹伤事故。

为提高轨道交通站台门安全水平，实现站台门系统运行安全风险有效规避，在安全控制设计中需满足以下需求：(1)轨道交通站台门系统自身质量达标。例如，玻璃是站台门重要材料，如玻璃质量不达标，容易发生玻璃爆炸风险，影响列车运行，威胁附近乘客生命财产安全。对此，需要合理选择玻璃材料，并控制好站台门玻璃与地面之间的距离。通常以钢化玻璃为主，距地面21.5 cm安装[2]。根据轨道交通自动化驾驶需求，站台门系统安全认证等级应在7级以上，站台门生产检测、安装检测、调试检测结果皆要合格。(2)列车正常运行情况下，轨道交通站台门开关操作需要与列车门开关操作相关联，以保证站台门与列车门同步开启和关闭。与此同时，通过配置障碍物检测装置，能够及时探测到站台门与列车门既定范围内存在的障碍物并及时预警，减少二次开关行为，控制其对站台门以及列车安全运行的不利影响。(3)站台门系统应具备单元单独控制功能，当列车出现运行故障时，能够有针对性开启或锁闭与故障车门相对应的安全门，使其不参与列车停站后站台门开关作业。(4)轨道交通站台门安全绝缘设计与安全防夹设计，是保障乘客安全的重要举措。通过科学规划绝缘区、设置绝缘层，降低乘客触电风险；通过配置防夹装置，降低乘客夹伤风险。(5)轨道交通站台门需具备完善监控系统，能够对站台门工作环境、站台门运行状态等进行全面监测。其中，站台门工作环境监测涉及的内容主要有列车风压、人群密度等；站台门运行状态监测涉及的内容主要有站台门体结构变形情况、站台门开关速度、站台门运行故障等。

2 轨道交通站台门安全控制设计重点分析

轨道交通运输对站台门安全控制具有较高要求，根据站台门安装控制设计需求可知，站台门安全系统属于综合型系统，涉及的安全控制内容相对较多。对其结构进行划分，可分为现场监控单元、数据库单元、中央控制单元、就地控制单元、信息传输与显示单元等。(1)中央控制单位，为轨道交通站台门安全控制核心单元，具备监控点控制信息、状态信息、事件信息的收集、处理与利用，便于系统使用者能够实时掌握站台门运行状态，并根据运行信息进行运行故障预测。(2)现场监控单元，能够根据中央控制单元下达指令，依托各类传感器、数据信息传输协议等进行现场信息、站台门运行信息等收集与记录，并将其存入数据库中。(3)数据库单元，是轨道交通站台门安全控制系统各类信息(如站台门状态监测信息、站台门外部环境检测信息、站台门系统历史维修信息、站台门运行障碍自动化处理策略等)管理的重要场所，在轨道交通站台门安全自动化、智能化控制中发挥着至关重要的作用。(4)就地控制单元，能够满足轨道交通站台门非正常运行状态下或轨道交通列车紧急状态下，对站台门安全系统的人工控制需求，实现站台门安全控制系统与列车驾驶员的有效交互。(5)信息传输与显示单元，能够通过总线接口、有线与无线通信装置、现场总线网络等，实现站台门各类信息传输、转换；依托显示装置进行监测信息查询、监测数据下载。

3 轨道交通站台门安全控制实现技术分析

轨道交通站台门安全控制设计需求的实现，离不开安全控制关键技术支撑，在本次研究中涉及的技术主要有以下几种。

3.1 站台门状态安全控制技术

站台门安全控制中，关于站台门状态监测，侧重于滑动门变形情况、站台门开关情况、站台门运行电压情况、站台门运行电流情况等监督控制。就滑动门变形监控而言，可按照如图1所示布局设置传感器进行安全控制信号采集、处理与利用，满足滑动门变形监测需求。与此同时，引入障碍物探测技术，当感应到障碍物时将关门力释放，使滑动门两扇门自动朝反方向滑动(距离一般控制在50 mm左右)，并在短暂停顿后(0～10 s)继续关闭门，当关门操作达到设定次数(通常为3～5次)且门仍无法关闭时，向控制中心发送故障报警信号，进行故障及时检测与维修[3]。

图1 滑动门变形监测布局

3.2 站台门外部环境监测技术

影响站台门安全运行的外部环境因素众多，在对其进行安全监测与控制时，需根据具体控制要求合理配置传感器，完成安全监测信号采集。如列车风压监测时，可在站台门轨道侧配置风压传感器进行列车风压信号采集、处理与传输；土建沉降量监测时，可在站台板底梁位置配置传感器进行土建沉降信号采集。为降低电磁干扰、振动干扰对各类监测信号采集准确性的影响，应选用抗干扰能力强、适用范围广的传感器进行站台门安全控制系统设计与安装。

3.3 站台门故障识别预测技术

站台门安全控制设计中，故障识别与预测功能的实现，可利用深度学习技术进行故障预测模型构建。在模型构建过程中，依托轨道交通站台门运行环境检测技术、状态检测技术获取人群压力、列车风压、土建沉降量、运行电流、运行电压等实际信息，去噪、降维处理后，利用BIM技术完成模型修正，通过深度学习技术进一步完善模型，从而在模型应用下，实现站台门故障科学预测。

4 结语

总而言之，轨道交通运输事业高速发展，其在城市现代化建设中的作用不断提升。为更好地维护与保障轨道交通运输安全，有必要加强站台门安全控制设计，提高轨道交通站台门安全水平。在此过程中，相关部门以及工作人员应对站台门安全控制设计需求有全面了解，能够根据潜在风险确定设计重点，并以先进科学技术为支撑，将设计理念有效呈现，以满足轨道交通站台门安全控制需求，促进轨道交通安全运行。