地铁站台安全门防护系统设计简析

地铁站台安全门防护系统设计简析

作者：李天唐

来源：《城市建设理论研究》2013年第15期

【摘要】安全门系统是现代化轨道交通中的必备设施，主要是用在地铁、轻轨等轨道交通中的高架和地面站台上，有半高式安全门系统和全高式安全门系统两种。安装安全门系统，不仅可以防止乘客跌落或跳下轨道而发生危险，让乘客安全、舒适地乘坐地铁或轻轨。本文将围绕地铁站台安全门防护系统设计进行讨论。

【关键字】地铁站台安全门防护系统设计

中图分类号：R142文献标识码： A 文章编号：

一、地铁站台安全门控制系统

1、系统网络架构站台安全门系统包括主控系统(PSC)、冗余的网关、门控单元(DCU)(分上行侧和下行侧)、综合紧急盘(IBP)、站台控制盘(PSL)，就地控制盘（LCB）如图1所示。

2、站台安全门系统控制方式

站台安全门系统具有四级控制方式：系统级控制、站台级控制、手动操作和火灾模式应急控制。其中以手动操作优先级最高，火灾模式应急控制次之，系统级控制级别最低。

系统级控制是正常运行模式下由信号系统直接对安全门进行控制的方式。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，信号系统向安全门系统发送开／关门控制命令。控制命令经信号系统发送至PSC，PSC再通过门控单元DCU对门体进行实时控制，实现安全门的系统级控制操作。

站台级控制是由列车驾驶员或站务人员在站台PSL上对安全门进行开／关门的控制方式。当系统级控制不能正常实现时，如信号系统故障、PSC对DCU控制失败等故障状态下，列车驾驶员或站务人员可在P S L上进行开／关门操作，实现安全门的站台级控制操作。 手动操作是由站务人员或乘客对安全门进行的操作。当控制系统电源故障或个别安全门信号线故障、操作机构发生故障时，站务人员在站台侧用钥匙或乘客在轨道侧用开门把手打开屏蔽门或由站务人员通过LCB进行开关门操作。

二、多重安全保护措施

1、应急门和端门

正常情况下，应急门和端门应保证关闭并锁紧，作为站台公共区与隧道区间的屏障；当列车进站无法对准滑动门时，可作为乘客应急疏散通道。应急门上设门锁装置，站台工作人员可在站台用钥匙开门；轨侧设有开门推杆，推杆与门锁联动，乘客在轨侧推压开门推杆将门打开。

2、声光报警

在安全门的端头，配置有醒目的开关门指示灯，并与蜂鸣器声响共同组成滑动门开关过程、状态及故障时的声光报警提示。

3、电子锁紧装置

在每扇门的两端均安装有电子锁紧装置，在每个电子锁里安装了两个光电传感器，以检测其插销的位置。若电子锁紧装置的插销在门关到位后没有落下来(也就是门没有被锁住)，或在执行开门命令时，其插销没有被提起来，则DCU将这些故障信息通过网络通讯送到PSC主控画面，操作员立即便会知道哪扇门由于何种原因发生了故障。

4、红外线探测器

在安全门端面的中部和下部安有红外线探测器。在滑动门关闭过程中，若有人或物进出安全门，遮挡了红外线探测器发出的红外线光束，滑动门会停止关门动作，以保证乘客安全；同时，使在门关闭后30 s内，若轨行区仍有乘客遮挡了红外线探测器发出的红外线光束，安全门仍会自动打开。

5、电机驱动

在电机驱动控制方面采用先进的算法，使电机运行平稳、可靠，并保证了滑动门在运行过程中遇到最小8 mm的障碍物时，滑动门立即停止关闭，同时卸掉夹紧力，解脱被夹的人或物；经过一定时间(时间应在0～10 S内可调)后，门应重新关闭。滑动门在运行过程中最大动能不大于10 J，当滑动门运行在最后100 mm行程时其最大动能小于1 J，这样就保证了即使滑动门在运行过程中撞到了乘客，其碰撞也是轻微的。

6、就地操作板

若门无法打开是由于PSC无法发出开关门命令引起的，则可通过DCU旁边(有的在

DCU(面板上)的就地操作板(LCB)来实现门的开关动作。LCB面板上装有一三档位钥匙(手动、自动、隔离)和开门、关门按钮。当钥匙处在自动档位时，门的开关命令由PSC发出，通常称之为正常模式；当钥匙处在手动档位时，门的开关命令则由面板上的开门、关门按钮给出；当钥匙处在隔离档位时，门保持原状态，但门的开到位和关到位信号则会无条件地送往PSC，从而不影响列车的正常运行，维护人员则可对该DCU进行维修。

三、地铁安全门系统的可靠性、可维护性及安全性

1、可靠性措施

设备在设计时必须采用高可靠性措施，包括但不限于利用如下技术以降低系统故障率和有关影响正常运行的随机故障率：

(1)使用已证明具有高可靠性、高稳定性、高环境适应性的知名品牌高品质元器件。

(2)检测校验过程要有足够的频度，使类似或等同故障在二次检测之间不会发生。

(3)安全门应经历一段可靠性稳定期。可靠性稳定性可通过安全门运行周期提高,在投入服务开始前，每扇门应循环运行3000次来增加可靠稳定性。

(4)冗余措施

a.在软件部分，凡涉及到系统安全可靠运行功能的，在设计时都必须具有完全冗余的方案。

b.驱动电源和控制电源中的整流模块数量采用冗余方案。

c.在后备电源蓄电池设计和计算数量上，必须采用冗余方案。

2、可维护性措施

根据地铁系统要求较高的运行率和极低的运行故障的运行特点。产品设计包括故障隔离及诊断措施，以减少设备修复时间、维修材料和人工成本，通过使用简单的专用工具制定合理的维修／更换方法，在线维修措施确保的情况下减少停机时间．还要将电子设备维修到板级。具体办法：

a.为保证列车的正常运行和维修人员的安全，所有维修工作均可在站台侧完成，每一对滑动门均可以系统隔离，进行单独维修而不影响整线工作。

b．安全门系统的主要部件：滑动门、固定门、应急门、端门、门橙、装饰板、顶箱以及内部门机部件等均设计为可拆卸形式，以使维修方便快捷。

c．电源设备和控制设备内所有的元器件均选用模块化产品：电源柜内选用整流模块、监控模块、主控柜(PSC)内选用模块化的处理器和通讯接口单元。远方报警盘(PSA)选用模块化的人机界面和I/O接口，门机方面选用模块化的滑动门控制器(DCU)．以此可以保证系统的快速维修。

3、安全性设计

针对安全性设计，其分析内容及重点设计内容应包括：

(1)对安全性重要功能障碍的确认。

(2)针对机电设备的安全性重要款项列表(安全性标准)。

(3)对电气和和电子设备的系统进行安全性分析，分析包括电子板卡的安全分析和特殊处理、电源系统的防雷设计、蓄电池组的防短路设计等方面。

（4）一级故障不会导致严重的或灾难性的危害。但是，一些一级机械故障将导致功能上的严重故障(例如：安全门完整性受到损害，无法锁紧安全门)。所有的单点故障将加入安全性标准。

(5)系统安全性分析必须包含系统设计的安全性准则，并说明对系统安全的影响，同时要求任何一个导致非安全条件的故障或故障组合，其表现出的发生概率应小于l0—11次每工作小时。

【参考文献】

[1]董波.浅谈信号系统与安全门接口控制系统(BIDI)[期刊论文]-现代城市轨道交通2009(3)

[2]王亮平 简析安全门系统绝缘与防护[期刊论文]-现代城市轨道交通2011(3)

[3]王卓瑛.陈水英.汤晓燕.附建式地下轨道交通车站安全疏散探讨[期刊论文]-地下空间与工程学报2009,5(z2)

[4]郑林杰 网络资源在优化作文教学中的作用[期刊论文]-中华少年：研究青少年教育2012(18)

[5]刘琦 RAMS标准在轨道交通设计阶段的应用[期刊论文]-中国铁路2012(2)