屏蔽门系统在地铁中的应用.docx

屏蔽门系统在地铁中的应用Ξ刘承东摘 要 介绍了世界地铁屏蔽门系统的发展 ,并对目前世界上比较有代表性的新加坡和香港地铁屏蔽门系统进 行了介绍和分析 ,提出了对我国设置地铁屏蔽门系统的建 议 关键词 地铁 ,车站 ,屏蔽门完全将站台与列车运行空间隔开 经济性 :考虑屏蔽门系统带来的经济性时 ,屏 蔽门系统设置应将车站空间与列车运行空间完全 隔开 ,两个空间之间无气流流动 ,这样车站内的空 调冷风将不会随列车运行时产生的活塞效应而散 失在区间隧道内 ,从而大大减少了车站所需空调的 冷量及耗电量 ,提高了地铁运营的经济性 在这方面比较有代表性的地铁如新加坡地铁 、 香港新机场 线/ 东涌线 、 泰国地铁和马来西亚的地铁等 舒适性 : 它 与 前 述 经 济 性 的 实 现 有 必 然 的 联 系 正是为实现其经济性而采用了全封闭型屏蔽 门系统 ,从而隔断了区间隧道空气与车站空气的流 通 ,同时也降低了列车运行时带来的噪声 ,使乘客 的候车环境更加良好 ,提高了舒适性 据此 ,屏蔽门系统可从不同角度划分为以下几 类 :① 按设置的出发点不同划分为全封闭型和半 封闭型 前者既考虑安全性 ,又考虑经济性 ; 后者 仅考虑安全性 ;② 按设置的规模不同划分为全线设置型和部 分设置型 。

前者为每个地铁车站均设置 ,如香港新 机场线/ 东涌线 ;后者仅为部分地铁车站设置 ,如新 加坡地铁 NEL 线 ; ③ 按屏蔽门系统的具体做法不同可划分为上部悬吊无柱型和站台支撑 (有柱) 型 ,控制方式有电 动和气动等 如新加坡地铁屏蔽门系统为站台支 撑有柱型 ,采用气动控制方式 ;香港新机场线/ 东涌 线为上部悬吊无柱型 ,采用电动控制方式 出于经济性方面的考虑 ,目前世界上轨道交通 系统均趋向设置屏蔽门系统 如香港的西北铁路 、 将军澳地铁支线 、 台北地铁新线 、 马来西亚吉隆坡 地铁和泰国新建地铁线等均已按屏蔽门系统设计 地铁屏蔽门系统的发展11988 年 ,世界地铁第一套屏蔽门系统安装于新加坡地铁 NEL 线 ,距今已有 10 年历史 其当时 设计的思想是 : ① 新加坡常年气候炎热 ,故空调运 行费用在地铁运行成本中占有较大比重 为了节 省能源 ,提高地铁运营的经济效益而设置了屏蔽门系统 ; ② 考虑乘客乘车的安全性 ; ③ 屏蔽门系统必 须具备良好的运行可靠性以满足地铁正常运营的 需要 从上述几点出发 ,新加坡地铁屏蔽门系统采 用了气动控制系统 ,在外观上也较少追求美观 ,力 求经济实 用 。

从 其 10 年 来 的 使 用 情 况 看 是 成 功的 ,既保证了较高的可靠性 ,又满足了地铁的运营 需要 ,同时节能率近 50 % 目前 ,人 们 对 安 全 性 和 舒 适 性 的 要 求 越 来 越 高 ,地铁屏蔽门系统除可节能外 ,又可以满足以上 各项要 求 , 已 被 越 来 越 多 地 用 于 地 铁 车 站 中 因此 ,设置地铁屏蔽门主要考虑的应是安全性 、 经济 性和舒适性 安全性 :地铁列车在隧道内运行时产生强烈的 活塞效应 ,这样当列车进站时将会给站台候车的乘 客带来被活塞风吹吸的危险 设置屏蔽门系统后 ,只有当列车停站时. 乘客才能通过屏蔽门上下车 , 从而完 全 没 有 跌 落 轨 道 的 危 险 目 前 在 美 国 、 法 国 、 英国 、 日本和澳大利亚等国主要是基于安全性 而采用屏蔽门系统 此时的屏蔽门系统不一定是Ξ刘承东 :广州市地下铁道设计研究院 ,主任工程师 ,广州 510010·43 ·城市轨道交通研究地铁屏蔽门系统经历了由气动控制方式向电 动控制方式的转变 ,以及由笨重型向美观轻巧型的 转变 ,而其承重方式也越来越趋向于采用悬吊式 。

其主要原因是 : ① 采用气动控制虽然较电动控制便 宜 ,但气控系统容易漏气 ,且不易发现出现故障处 , 只能逐个门去检查 而电动控制则具备自动记录 的功能 气动控制的气缸不太安全 ,须用干燥的气 体 ;气动控制时 ,其只具备两种开 、 关门的力量 ,不 易用软件控制 相比之下电控系统可方便地采用 软件控制 ,可以根据实际需要设计不同的开关门运 行曲线来控制门开关的力量 ,使其更合理和安全 ② 体现地铁轻便 、 快捷的形象 ,屏蔽门不应设计得 笨重 ;从建筑角度考虑 ,也应尽量给乘客创造一个 宽敞明亮的候车空间 ③ 采用上部悬吊方式使屏 蔽门显得轻巧 、 美观 ,也提高了乘客舒适度 2000 年10 kW空压机提供的空气量为 17 . 1 m3 / s 4) 列车的停车控制精度设计为 ±0 . 5 m ,列车 与屏蔽门之间的最窄开度为 1 . 0 m 在实际运行 中停车精度可控制在 0 . 2～0 . 3 m 以内 5) 在站台范围内的端墙上设有控制箱 , 在紧急情况下可由司机控制开启屏蔽门 ,并通知信 号系统 在屏蔽门系统调试或维修时可由维修人 员开启屏蔽门 。

6) 当屏蔽门系统或信号系统出现故障而需要 解除列车与屏蔽门之间的连锁时 ,必须由站长发出 指令进行实施 7) 在屏蔽门顶箱上设有控制 PSD 的开关 ,用 于 PSD 的测试 、 调试 、 维修 , 以及当该 PSD 出现故 障而又处于运营时 ,为不影响运营将其从整个屏蔽 门系统隔离开来 8) 自新加坡地铁 NEI 线投入运营 10 年以来 , 仅出现 6～7 次列车已离站而屏蔽门并未处于关闭 并锁定的正常状态 ,显示了良好的可靠性 9) 车站控制室不显示屏蔽门的开关状态 ,也 未设站台报警柜 ( PSA) 10) NEL 线只是在地下车站中设置了屏蔽门 , 并相应设置信号控制室 ;非设屏蔽门车站不设信号 控制室 11) 屏蔽门与路轨相连以保持同一电位 ,同时 屏蔽门与站台之间宽 1 . 5 m 的地板上铺设一层电气绝缘胶膜 ,保证站台绝缘电阻值 ≥0 . 3 MΩ ; 而屏 蔽门安装时与站台板和顶板电绝缘 ,其电阻值要求 ≥0 . 5 MΩ ,以保证乘客上下车时的安全 2新加坡和香港地铁屏蔽门系统设计简况新加坡地铁屏蔽门系统建于 10 年前 ,香港地铁屏蔽门系统 1998 年刚刚投入使用 。

前者为气动 控制 ,后者为电动控制 其供应商分别为西屋公司 和法维莱公司 它们分别代表了 80 年代和 90 年 代水平的地铁屏蔽门系统 2 . 1新加坡 NEL 线地铁屏蔽门系统其当时的设计指导思想是 : 节能目的第一 、 安全功能第二 因此除地下车站全部安装屏蔽门以 外 ,地面及高架站均未设置屏蔽门 系统的概况如 下 :(1 ) 列 车 运 行 采 用 第 三 轨 供 电 , 6 节 编 组 (4M2 T) ,每节车厢两侧各设有 4 个车门 整列车 全长为 138 . 5 m ,屏蔽门两端门 (MSD) 之间的距离 为 134 . 75 m ,有效站台长度为 140 m ,车站长度约 为 150～160 m 2) 屏蔽门系统采用上部悬吊方式承重 ,屏蔽 门部分总高度为 3 m ,每个车站共设有 48 个乘客 屏蔽门 ( PSD) ,每个门宽 1 . 8 m ,高 2 . 0 m ,每两个之 间的距离为 5 . 7 m ;而每道屏蔽门之间不设紧急疏 散门 ( EED) ,只是每个 P5D 可在轨道侧手动打开或 由工作人员用钥匙在站台侧打开 (3) 采 用 气 动 控 制 , 设 一 个 空 压 机 房 , 面 积 为12～15 m2 ,共安装 2 台空压机 ,一用一备 ,两者可 自动切 换 , 并 设 有 自 动 报 警 系 统 。

其 用 电 功 率 为·44 ·2 . 2香港地铁屏蔽门系统香港地铁屏蔽门系统代表了 90 年代的水平 ,也是香港地铁新机场线/ 东涌线的一大特点 ,与整 个新线的建设水平是相一致的 该线列车的运行 速度 最 高 可 达 135 km/ h , 列 车 进 站 速 度 高 达 90 km/ h ,如不设屏蔽门 ,列车运行时产生的活塞效应 将对乘客带来极大的危险 其主要设计要点为 :(1) 新线车站的环境温度设计为 24 ℃一方 面进一步提高了候车舒适度 ; 另一方面 ,屏蔽门使 列车进出站给站台带来的噪声降低约 10 dB ,保证 了车站广播的效果 ,为乘客提供良好的服务 ,从而 在总体上提高了地铁的服务水平 2) 屏蔽门在车站内所占空间应尽量地小 ,以 突出地铁轻便 、 快捷的形象 新技术应用必要在南方城市地铁中应用 ,以满足安全 、 节能 、 舒 适 、 实用和可靠的要求 对此笔者有以下建议 :( 1) 国内地铁屏蔽门系统宜采用下部支撑 ,支 撑点可放在站台上 ,其优点是造价便宜 ,缺点是不 如悬吊式美观 2) 屏蔽门玻璃的偏离量建议取 ±15 mm ( 香 港新机场线取为 ±10 mm ,标准较高) 。

3) 除了 DCU 及门操作器必须进口外 ,其他部 分均可实现国产化 ,国产化率可达 80 % 4) 建议在项目实施时 ,通信或信号系统进行 总承包 ,屏蔽门作为分包合约实施 如曼谷 、 新加 坡和欧洲等地均采用此方法进行工程管理 5) 采用直流电机较交流电机简单 ,电压宜采 用 110 V ,这样电流可取较小值 ,使用起来更方便 6) 屏蔽门门框采用不锈钢或铝合金 ,其选用 的绝缘材料将不同 ( 7) 建议采用铝合金 ,可使屏蔽门重量减轻 8) 参照香港新机场线的施工计划 ,屏蔽门的 制造时间为 6 个月 ( 与站台长度 、 数量有关) ,其安 装 、 测试和调试的时间为 12 个月 ; 对于东涌线 ,每个站台屏蔽门的安装 、 测试和调试时间为 8～10 个 星期 ,其计算前提是 ,安装人员为 15 个熟练工人 , 其中机械工人 10 个 ,电工 5 个 9) 可不设 PSA ( 站台报警值班室) 及 EED ( 紧 急疏散门) 10) 建议国家重视开发和引进屏蔽门系统的 设计 、 制造 、 测试技术 ,并逐渐形成一个新兴的机电 一体化行业 ,完善行业标准 ,使之规范化 ,从而填补 我国在这方面的空白 ,更好地服务于将来城市轨道 交通事业的建设和发展 。

第 1 期屏蔽门系统建设和实际运营过程中出现 的主要问题3新加坡和香港地铁屏蔽门系统通过实际运营 也发现了以下的一些问题 :( 1) 香港地铁屏蔽门与站台之间的绝缘电阻值 在初次安装后的测试中不能达标 ,主要原因是土建 施工的问题 ;而新加坡地铁则在施工中采取先将站 台结构板打磨得非常平整 、 光滑后 ,再铺上绝缘材料板 ,这样就避免了土建施工后其中的铁丝刺穿绝 缘材料而失去绝缘效果的现象 2) 香港地铁屏蔽门系统在运营过程中比较多 的出现了 DCU 不能关闭 PSD 的现象 据法维莱公 司介绍主要是他们 ( 供应商) 的软件问题 法维莱公司表示将在半年内解决此问题 实际上通过分 析可以发现应该是硬件问题 ,原因是香港地铁屏蔽 门系统 在 正 式 投 人 运 营 前 经 过 Works and offsite testing 、Site Tests 、Pre - commissioning 、Commissioning 、 Performance tests Integrated tests 、Test running & Testson completion 等 ,因此不可能是软件设计的问题 ,只 能是 DCU 本身的可靠性有问题 ,进而影响了屏蔽 门系统的可靠性 。

3) 在屏蔽门的连续开关测试过程中 ,框架变 形问题出现最多 对国内地铁屏蔽门系统设置的探讨4考虑到我国国民经济的发展情况和国务院提 出的地铁设备国产化的要求 ,因此屏蔽门系统很有The Appli。