轨道交通站台门系统

文/李 松 梁亚成（合肥市轨道交通集团有限公司）

一、轨道交通站台门系统发展概况

轨道站台门系统安装于城市轨道交通车站站台边缘，以站台计算长度中心线对称纵向布置，设置与列车门一一对应的滑动门[1]，将站台与轨行区隔离。站台门通过同信号系统联动，与列车车门同步开、关，为乘客提供安全的上下车通道，并可有效防止隧道活塞风将区间灰尘、金属颗粒带入站台候车区，阻止隧道活塞风将站台空调冷风抽离，在为乘客提供舒适的候车环境的同时也可降低地铁运营成本。2003 年，广州地铁2 号线成为中国内地第一条正式安装使用站台门系统的城市轨道交通线路。2006 年4 月，深圳方大集团率先研发出国产化站台门系统，打破松下、法维莱、西屋等国外企业的行业垄断，并于2007 年3 月与深圳地铁签订1 号线续建工程城市轨道交通站台门系统的总承包合同，这标志着国产站台门系统正式进入国内市场。目前，国内站台门品牌有深圳智创、重庆川仪、南京康尼及上海嘉成等。

当前，新基建已上升为国家重大发展战略，而智慧交通是新基建的重要组成部分，在此背景下，站台门系统也不断朝自动化、智能化方向发展，以适应智慧轨道交通全自动系统的发展需求。

二、轨道交通站台门系统的组成

轨道交通站台门根据门体高度的不同，分为半高安全门、全高安全门和屏蔽门三类，最新行业规范统一称为“站台门”。站台门系统可分为机械系统和电气系统两个部分，机械系统分为门体系统和门机系统，电气系统分为监控系统和电源系统。

1.门体系统

门体系统是站台门的主要机械结构，由滑动门、固定门、应急门、端门、门槛、顶箱、上部连接部件、底部支撑结构、立柱、紧固件和绝缘件等组成。其中上部连接件和底部支撑结构都采取绝缘安装，确保站台门与上部土建结构和下部站台板绝缘，避免站台门与装修龙骨等金属结构之间出现打火现象。

2.门机系统

门机系统主要包括电机、减速器以及传动装置。电机一般采用免维护的直流无刷电机，减速器一般有行星齿轮减速器和蜗轮蜗杆减速器两种，通过弹性联轴器与电机连接。传动装置主要有皮带传动和螺旋副传动，是目前使用最广泛也是最稳定的两种传动方式，生产企业根据传动装置的设计特点采用不同传动方式。皮带传动的优点是噪声小、维护简单，缺点是使用寿命较短；螺旋副传动的优点是精度高、使用寿命长，缺点是噪声较大，维护相对复杂，需定期润滑和除尘。

3.电源系统

站台门系统为一级负荷，且设置备用电源[2]。电源系统由动力照明专业提供的两路380 V 市电双电源切换箱供电，一路失电可自动切换至备用电路。电源系统经隔离变压模块作电气隔离，分别提供驱动和控制两路电，驱动电源和控制电源采用相互独立的配电回路及蓄电池组，避免相互干扰。

驱动电源由整流模块、监控模块、绝缘监测、电池巡检及充放电管理模块、驱动蓄电池组、馈线回路等构成，采用110 V 直流供电方式，主要为滑动门的开、关动力电源。驱动电源分为5 路，1 路作为备用电路，其余4 路为对应每节车厢的4 道滑动门分别供电，以保证一旦某一路电源故障时，其余3 道滑动门能可靠供电。以6 节编组车辆为例，站台门驱动电源供电原理如图1 所示。

图1 驱动电源供电原理图

控制电源主要由交流不间断电源UPS、直流模块、DC/DC 模块、监控模块及馈电单元构成，为门控单元（DCU）、中央控制盘（PSC）、就地控制盘（PSL）和接口等各控制模块提供DC 24 V、DC 110 V 电源。UPS 包括整流模块和蓄电池，两路市电同时失电时蓄电池能够及时投入供电。驱动、控制电源蓄电池组分别由8 节蓄电池组成，单节蓄电池额定电压为12 V。两路市电同时失电时，驱动备用电源储能应能满足30 min 内至少完成开/关滑动门的一次循环，控制备用电源储能至少应满足负载持续工作30 min[3]。

4.监控系统

每道滑动门设置一个门控单元（DCU）,端门、应急门和临近的滑动门共用同一个DCU，各类门状态信息通过DCU 采集经CAN 总线发送至中央控制盘（PSC），PSC 可查询站台门状态和故障报警信息，并将站台门和综合监控接口协议点位状态信息发送至综合监控系统进行状态和故障显示。

控制系统主要由中央控制盘、就地控制盘、门控单元组、通信介质及通信接口等设备组成。站台门系统有三种控制模式和五级控制方法，三种控制模式即系统级控制、站台级控制、手动级控制，五级控制方法按照优先级由低到高的顺序依次为信号系统（SIG）控制、就地控制盘（PSL）控制、综合后备盘（IBP）控制、就地控制盒（LCB）控制、手动控制，如图2 所示。

图2 控制模式图

三、站台门系统与信号系统的联动和互锁

1.信号系统开关门

信号系统提供两组干接点用于发送“开门”与“关门”命令信息，由站台门系统提供电源，电压在24～50 V 可调，其中关门命令接回路继电器的长闭触点，开门命令接回路继电器的常开触点，如图3 所示。在没有列车进出站的情况下，开门命令回路断开，关门命令回路导通，SIG 系统给站台门持续发送关门命令。

SIG 开门：当电客车进站、司机按压车门开门按钮时，关门回路继电器断开，开门回路继电器线圈得电，常开触点吸合，开门命令回路导通，与列车对应侧站台门打开。

SIG 关门：司机按压车门关门按钮时，开门回路继电器线圈失电，常开触点断开，关门命令回路导通，与列车对应侧站台门关闭。

2.信号系统与站台门系统安全互锁

站台门系统分别提供两组干接点用以发送“关闭锁紧”与“互锁解除”命令信息，由信号系统提供电源，电压在24～60 V 可调。其中，关闭锁紧回路接继电器常闭触点，互锁解除回路接继电器常开触点。

在没有列车进出站的情况下，互锁解除回路断开，关闭锁紧回路导通，站台门系统给信号系统持续反馈关闭锁紧信号。

关闭锁紧：又称安全回路，即将单侧所有滑动门和应急门串联起来的保护回路，单侧所有滑动门、应急门关闭锁紧后，关闭锁紧回路导通，信号系统收到门关闭锁紧命令。

互锁解除：即无论站台门是否关闭锁紧，信号系统都默认站台门已关闭锁紧。当某道滑动门或应急门未关闭锁紧时，安全回路即断开，正在进出站的列车会紧急制动，停在站台的列车无法正常发车。短时间无法排除故障时，为保障列车正常运营，在确认安全的情况下，车站工作人员可操作PSL 上互锁解除开关，互锁解除回路继电器得电，回路导通，解除站台门与信号的互锁关系，信号系统默认站台门处于安全状态，列车可正常进出站。

四、典型故障

站台门在运行过程中，开、关频繁，会出现很多不同类型的故障，在处置与行车相关设备故障时，始终遵循“先通后复”的原则，以确保列车准点运行。

1.站台门故障导致列车不能正常进出站

故障现象1：某道门无法正常关闭，门头灯红闪。

处理方法：根据门头灯红闪，可以快速找到故障门，立刻把该故障门打至“手动关”位置，将其旁路出安全回路，查看PSL 或IBP 上ASD/EED 关闭锁紧指示灯是否点亮，若点亮，则安全回路恢复，列车可正常进出、站，故障由机电工班后续处理恢复。

故障现象2：整侧门门头指示灯都是正常状态，列车不能正常进、出站。

处理方法：因为行车间隙一般只有3～5 min，安全回路点位很多，此类故障短时间内很难排查出故障点。车站工作人员应首先查看IBP 盘或PSL 上ASD/EED 锁闭指示灯状态，如果指示灯不亮，用PSL 重新开关门一次；如果指示灯仍然不亮，为避免列车晚点或后续列车排队晚点，在确认安全的前提下，车站工作人员应立即通过PSL 打互锁解除让列车进站或出站，现场做好安全防护，机电工班抢修人员利用行车间隙排查出故障点，若短时间无法彻底修复则将其旁路出安全回路，待运营结束后全面排查修复。

2.PSL 开关门钥匙使能开关损坏导致信号联动失效

故障现象：车站工作人员运营前检查、测试PSL开关时，由于操作失误或设备本身原因，PSL 开关门钥匙在“使能”位无法复位，导致SIG、PSL 均无法开关站台门。

处理方法：IBP 开关门优先级高于PSL，当SIG、PSL 均无法开关站台门时，将IBP 盘屏蔽门模块使能钥匙开关打到“开”位，在确认站台安全的前提下，通过IBP 盘开关屏蔽门，保障列车正常运营，机电工班利用行车间隙处置故障。

五、结语

随着智慧轨道交通的快速发展，轨道交通各类设备的发展趋于智能化，许多轨道线已采用全自动驾驶模式。为了适应智慧轨道交通的发展需求，业内已开展技术研发测试，利用大数据技术精确采集设备各方面的信息并转换成便于进行网络传输的数据，依托工业互联网将数据传送至远端维护中心进行整理、分析，得出设备的性能状态及存在的隐患，结合设备维护人员的诊断制定维护方案，开展精确维护保养，让设备始终处于最佳运行状态，实现设备维保方式从目前的“事后维护，定期维护”到“预测维护，精确维护”的跨越式发展。