上海城市轨道交通屏蔽门系统的安全与应用.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date上海城市轨道交通屏蔽门系统的安全与应用同济大学上海城市轨道交通屏蔽门系统的安全与应用地铁作为城市交通的工具，其主要功能是减轻地面交通的工具的压力。随着城市轨道交通日益快速发展，许多新型技术得到了应用，站台屏蔽门系统是现代城市轨道交通工程中的一种先进的设施，是一项机械、通讯信号、机电设备监控等专业的轨道交通高新技术。它将列车与列车站台候车区域隔离，它不仅可以防止乘客跌落

2、或跳下轨道的发生危险，而且还能在运营过程中作为节能，环保安全的功能一体的高科技术，减少了站台区与轨行区之间冷热气流的交换，降低环境的运营能耗节约了运营成本。一、屏蔽门的发展情况最早的屏蔽门是出现在20世纪60年代，随后70年代、80年代开始，屏蔽门开始发展起来，为了提高候车乘客的安全也起到一定的降噪音作用。随后屏蔽门的技术日益增长，各大城市的延伸线和新线都开始安装屏蔽门。从目前的屏蔽门系统来看，主要分为两种，一类是全封闭式屏蔽门沿着车站站台边缘和两端头设置，把站台乘客候车区域与列车进站停靠区域分隔开。第二类屏蔽门系统是半封闭式，此屏蔽门安装方便，适合旧线路的加装。上世纪80年代开始，各城市如伦

3、敦、新加坡、吉隆坡、曼谷等地铁纷纷采用这一系统，日本也在东京地铁上安装了半封闭式屏蔽门，均取得了良好的运行效果。我国在1994年就为一号线规划安装屏蔽门系统。屏蔽门系统正是应地铁系统节能、环保、安全的需求而产生的一种地铁设备系统，站台屏蔽门降低了列车行驶引起的活塞风，改善了站台的环境，给乘客创造了一个明亮、舒适、现代的候车环境。有关的屏蔽门商家也逐渐的发展起来。所以屏蔽门系统无论是从地铁技术，还是工程实例及经验都具备了发展和普及的条件，目前我国上海新建地铁的地下车站都安装了屏蔽门，除了3号线高架车站安装屏蔽门的要求技术很高，很难安装，基本的地下车站都安装了。所以此屏蔽门系统是当今轨道交通的必要

4、安装设备，是全世界轨道交通的里程碑。二、屏蔽门系统控制的概述地铁屏蔽门是一项集建筑、机械、电子和信息等学科于一体的高科技产品，使用于地铁站台。地铁屏蔽门分为封闭式、开式和半高式。开式和半高式通常被叫作“安全门”，只是起到安全美观的作用。封闭式通常被人叫作“屏蔽门”，也是最常见的一种，在上海地铁的地下车站除了2号线和5号线高架线路是半高式之外，其他都是封闭式。屏蔽门控制系统采用的网络是在其拓扑结构上是总线型的局域网。其中主控机、远方操作报警盘以及每个门控制器都是挂接在总线上的一个网络结点。其中线总结构及网络协议应用采集公开、规范的通用形式，以便于完成与系统之间的接口。总线型结构可以保证网络上任何

5、一个结点发生故障都不会影像整个网络其他结点的正常运行，并可以通过网络对屏蔽门进行全程控制、运行参数修改、声光报警等功能。屏蔽门控制系统在一些重要的节点及命令上采用硬线传输，充分利用其高可靠性及抗干扰性能，保证整个控制系统的可靠性。运行初期，信号自动控制系统未运行阶段，列车进站停稳后，由司机下达开门控制命令，无线接收系统将开门信号传递至控制系统，由控制系统通过通讯系统将开门命令迅速传出，活动门就打开了。而现在信号自动控制系统开发升级后，屏蔽门与自动列车信号系统相联动，只要列车停靠到规定位置，屏蔽门的开启与列车门完全同步，不用人工开启。每扇门都是一个独立的系统，某扇门发生故障，不会影像其他屏蔽门的

6、开光。发生突发事情，车站控制室也能操作屏蔽门的开关。（一）屏蔽门系统的定义屏蔽门系统是应用在城市轨道交通中设置于车站站台边缘的一种安全装置，它将列车于站台候车区域隔开出来，在列车到达和出发时可自动开启关闭，为乘客营造了一个安全、舒适的候车环境。（二）屏蔽门系统的类型1、全封闭式屏蔽门它是一道自上而下的钢化玻璃隔离墙和活动门，沿着车站站台边缘和两端头设置，能把站台候车区与列车进站停靠区完全隔离。这种屏蔽门系统的主要功能是增加安全性、节约能耗以及降低噪音等。2、半封闭式屏蔽门它是一道上不封顶的不锈钢篱笆门。与全封闭式相比，它安装位置基本相同，但结构简单，高度低，空气可以通过屏蔽门上部流通，造价也低

7、。它主要是起一种隔离作用，提高站台候车乘客的安全，同时它也还能起到一定的降噪音作用。（三）屏蔽门的组成结构屏蔽门一般应有固定门、滑动门、应急门及端头门组成。滑动门在数量及位置上的设置应与车辆门一一对应。在两对滑动门之间的屏蔽结构由固定门组成，固定门是不能打开的。应急门是当列车进站的停车误差超过了设计的停车误差而列车又不能再进行位置调整时的疏散通道，也包括列车未完全进出站发生的意外情况。端头门设置在站台两端，与靠站台而设的屏蔽门垂直连接，并于它们一起与设备房外墙构成一个全封闭的屏蔽系统。1、固定门固定门由门玻璃和铝制门框等组成，固定门是把车站与列车隧道隔离的屏障之一所有固定门处在同一水平面内，从

8、站台看不到支撑固定门的铝制门框，固定门框插入立柱上方的方形孔，门框和支撑住柱之间有橡胶垫，可有效降低震动。2、滑动门滑动门由门玻璃、门框、们吊挂连接板、手动解锁装置等组成。正常运行时，滑动门是乘客上下车的通道，也是车站隧道内发生火灾或故障时，列车到站后乘客的疏散通道。滑动门关闭时，锁紧装置可以防止门由于外力作用被打开，采用开门把手或钥匙手动释放解锁装置可将门打开。滑动门能满足系统级控制、站台级控制和手动操作要求。手动操作要求作为优先级，当系统、站台级控制失败时，乘客可从导轨侧使用门把手将门打开，站台工作人员也可以用要是进行手动操作。3、应急门应急门是列车进站停车后，列车门无法对准滑动门时，至少

9、有一道应急门对准列车们作为疏散乘客的通道，在应急门的中部装有手动推杆解锁装置，应急门不会用列车活塞风压，隧道通风系统风压影像而自动开启，在导轨侧，乘客只能推压推杆，推杆带动门框内的解锁机构，松开应急门上下的们将门打开，在站台侧，工作人员也可以用钥匙打开应急门。4、端门端门是区间隧道发生火灾或故障时，列车停在隧道内，乘客从列车下到隧道后疏散到站台的通道。也是车站工作人员进出隧道维修的通道。三、屏蔽门的安全设计（一）安全回路为了保证屏蔽门关闭和锁定状态的故障安全检测，采用一个串联式连线回路，沿车站站台穿过所有的滑动门与应急门，当回路闭合时，向信号系统发出一个“所有滑动门、应急门关闭和锁定”的信号。

10、当回路闭合时，授权列车才能离开车站，当回路段开时，禁止列车离开或进入车站。（二）防夹设计由于列车车门与屏蔽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，因而造成危险。为了减少这种危险，目前采用红外线检测装置，门自带偏转装置，可以鉴别是否有人物被夹于当中的情况。（三）门材质选择屏蔽门直接面对乘客，是地铁车站占用面积最大，最醒目的设备之一。因此，对屏蔽门外表的装饰及制造工艺应有严格的要求。屏蔽门材料通常采用铝合金挤压型材外加表面处理或直接使用不锈钢板金属件。对于铝合金型材，一般采用可热处理的强化型变形铝合金，具有密度小，强度高，导电性能良好等特点。四、屏蔽门的优缺点（一

11、）优点1、安全性随着轨道交通逐渐成为广大市民主要出行方式，越来越多的人将涌向地铁车站。它把轨道线路和站台及乘客完全分割开，只有当列车停靠站台，并且车门与屏蔽门完全对正时，屏蔽门才会打开进行乘客上下车，从而避免了乘客探头张望列车到来和随车奔跑的现象，也避免了候车人员及物品掉落站台轨道的危险，同时起到防止意外伤亡和自杀事件的作用。另外，屏蔽门上还安装了探测各种障碍物的传感器，一旦有障碍物存在，传感器发出信息将时屏蔽门在开闭机构动作，这样可有效的减少车门夹人、夹物的发生。还有一方面地铁列车在隧道内运行时产生强烈的活塞效应，屏蔽门系统可有效的防止列车进入站台时给乘客带来活塞风吹吸的危险。2、节能由于城

12、市轨道交通中地下车站和区间隧道是长条形的地下建筑，除车站的出入口、通风口和隧道洞口与室外沟通外，其他都与大气隔离，因此需要空气和温度调节系统来保证乘客安全、舒适。确保设备使用寿命。设置全封闭式屏蔽门后，车站空间与列车运行空间完全隔开，避免了大量空调冷气进入隧道，减少了列车刹车时所散发的热量进入候车区，并减少站台出入口由于列车活塞作用吸入大量自然风所形成的冷负荷。这样大大减少了冷量消耗，达到空调节能的目的。屏蔽门可以大大减少车站的冷气通过隧道而失，节约了20%空调通风的电能。3、降低人工成本城市轨道交通通常在接发车站方式设置站台接发车值班人员，安装屏蔽门后，可以减少甚至不需要站台接发车人员，大大

13、减少地铁日常运营管理费用。4、环保列车形式会产生噪音。安装屏蔽门后，站台屏蔽门在站台和轨道之间形成一个物理屏障，可以大大降低城市轨道交通站台中的噪音，可以给乘客提供良好舒适的更加安静的乘车环境。列车产生的活塞风经常把轨道上的垃圾和灰尘带至站台，设置屏蔽门后可将垃圾和灰尘拒之于屏蔽门外，使站台能保持一定的舒适度和清洁度。（二）缺点屏蔽门系统的缺点首先是投资昂贵，一个地铁车站的屏蔽门系统的成本相当于800多万的人民币，一条线路一般超过1亿元，设备投资过大。其次是屏蔽门系统维护成本高，一般每个站台年维护费用为造价的10%左右，大约80万人民币。安装屏蔽门系统后，为了站台的通透性、舒适性的要求，不允许

14、在屏蔽门上张贴广告，无法回收设备资源。安装屏蔽门扩大了列车在隧道内行驶的活塞效应，导致机车功率消耗增大。再次是缺少人性化设计，在侧式站台安装屏蔽门系统会使站台变得狭小，乘客候车时环境压抑，站厅舒适度下降。半封闭式系统与全封闭式相比，最大的优点是造价低。可根据不同化境设置什么样的屏蔽门系统。半封闭式屏蔽门的单个站台造价为600多万元，轻轨站台为400多万元，仅只有同类产品造价的3分之一，单个站台节省200-300多万元的人民币，一条轨道交通线路直接节省投资。其次维护成本明显低于全封闭式屏蔽门。，同时也不影像广告的发乎设备收入。五、屏蔽门系统的应用（一）正常模式在系统正常运行模式下，列车到站并且停

15、在允许的误差范围内时，屏蔽门系统接受信号系统指令或列车司机确认后控制活动门的开关。1、开门操作当列车停站后，在列车停车位置允许胃内内，列车司机向信号系统发出打开列车车门指令后，系统通过屏蔽门主控机发出开门指令，门机控制器接收到开门命令后，执行解锁、开门等顺序操作。 2、关门操作列车准备发车时，信号系统接收司机关闭列车们指令后，自动屏蔽门主控机发出关门命令，通过DCU等，执行关门、锁闭等顺序操作。在所有屏蔽门关闭后，PSC向信号系统发出所有关闭锁闭的信号，允许列车发车。司机确认所有列车们屏蔽门没有夹人夹物、全部关闭号的情况下，发车离站。（二）非正常模式当正常模式下控制不能正常运行时，如列车停位不

16、准确、信号系统故障、信号系统与屏蔽门系统信号中断、屏蔽门系统故障等非正常情况下，司机可通过站台端头控制盒PSL开关屏蔽门体，实现屏蔽门的站台操作。1、开门操作司机首先打开PSL的钥匙开关，然后操作PSL的开门按钮，发出开门指令后DCU接受到开门命令后，执行解锁、开门等正常顺序操作。2、关门操作司机操作PSL的关门按钮，发出关门命令后，DCU接受到关门命令后，执行关门、闭锁等顺序操作。在所有屏蔽门关闭后，PSL向信号系统发出所有屏蔽门关闭闭锁信号后，允许列车驶离车站，司机确认后无夹人夹物，屏蔽门车门全部关闭后，最后再把PSL钥匙调回自动状态，方可发车离站。（三）紧急模式当所有屏蔽门关闭后，但信号

17、系统始终不能确认屏蔽门关闭，无法发出发车信号时，列车司机首先确认屏蔽门有无夹人夹物，安全关闭，如全部正常，则把PSL控制箱的钥匙开关，然后使用互锁解除按钮开关，强制发出列车发车信号，允许列车驶离站台。六、屏蔽门的应用建议由于屏蔽门系统会给城市轨道交通提供一个安全的候车环境，为了防范候车乘客跌入轨道，应该在轨道交通车站推广安装屏蔽门系统。在高架上的轨道交通车站的环控系统都采用开放式的，对这些车站以及对环境、温度要求不太高的车站，可以设置半封闭式屏蔽门系统。它虽然只能防止乘客落入轨道，不能节约能源，但造价仅只有全封闭式屏蔽门的3分之一，尤其是先在的3号线，2号线，可以考虑安装半封闭式屏蔽门，而现在

18、的5号线就是全部采用半封闭式屏蔽门系统。而新建地下车站，与空气隔绝，所以采用全封闭式屏蔽门系统是最合理环保的。在规划轨道交通线路的同时，我们应该考虑远大的未来，不能为了现在的利益而不管将来的安全，以前1号线造好没用使用屏蔽门，跳入轨道、自杀的事故频频发生，等事后才设置屏蔽门系统给安装屏蔽门系统有这不必要的安装麻烦，其施工改造的难度非常大，更会耗费更多的人力与财力。屏蔽门系统是城市轨道交通节能与安全的需要而生产的一套轨道交通系统设备，在国内国外城市轨道交通系统中，给各国乘客留下深刻的印象。目前屏蔽门系统已成为我们上海轨道交通的必装系统，相信屏蔽门系统会给乘客带来更安全、舒适的体验。屏蔽门系统虽然

19、是一个复杂昂贵的系统，但是它给乘客，轨道交通本身带来了极大的安全。给城市轨道交通自身的形象、利益带来更大的福利。参考文献：1 胡维撷，地铁站台屏蔽门系统述评，地下工程与隧道，1997年2 刘承东，屏蔽门系统在地铁中的应用，城市轨道交通研究，2000年3 徐建闽，严新平，智能交通技术研究与应用，华南理工大学出版社，2006年12月4 艾文伟，城市轨道交通屏蔽门系统的应用与思考，都市快轨交通，2006年12月，5 秦武，城市轨道交通中的屏蔽门系统，上海铁道科技，2005年，致 谢在完成本篇毕业论文过程中，我得到了许多同学和老师的帮助，在此请允许我向他们表示衷心的感谢！首先感谢我的导师孙辉，从本篇论文的提纲到初稿和成稿，都经过她精心的指导和修改，也提出许多严格的要求和宝贵的意见。其次是感谢电视大学黄浦分校的教学教师，是他们的精心培养和受教，让我才能成功走向毕业的道路。最后感谢所有的参考文献的作者，有了他们的文章，我的文章才能建立在他们的基础上加以修改和写作，使他们优秀的陈果，让我完成我的论文。-