屏蔽门系统

第一章绪论随着近几年我国城市轨道交通的飞速发展，乘客乘车的安全问题一直是所有地铁建设中的首要着眼点。站台屏蔽门设备是20世纪80年代末在世界部分国家和地区的一种先进的安全环控设备。站台屏蔽门系统是在20世纪80年代引入并使用到地铁、轻轨等轨道交通系统中的新兴安全机电设备。随着屏蔽门系统设备技术的日益成熟，屏蔽门系统在城市轨道交通系统及其他系统中应用的优越性更加明显。屏蔽门系统给地铁带来了显著的节能效果和车站内良好的候车环境及空气质量，给乘客留下了深刻的印象。站台屏蔽门系统是应用在城市轨道交通中的一种安全装置，屏蔽门系统设置在车站站台边缘，将站台的区域和列车运动区域之间隔开的设备。安装站台屏蔽门系统的重要目的是为了防止乘客或工作人员跌落轨道而产生意外事故，列车在没有进站时，站台屏蔽门是处于关闭的状态，以此保证乘客候车的安全，防止可能发生的种种意外；而当列车进站后，列车车门和站台屏蔽门门要求严格对准，并且要求列车车门与站台屏蔽门同时联动开启，以供乘客上下车，待乘客乘降结束后，站台屏蔽门和列车车门同步关闭。站台屏蔽门未乘客提供了一个安全、舒适的候车环境，比并且大大提高了地铁的服务水平。列车车门与站台屏蔽门作为乘客上下车的通道，两者的不同步问题会直接危害到乘客的乘车安全，会影响到城市轨道交通行业的服务质量。车门、屏蔽门的开/关门问题由于牵涉车辆本身、信号系统和站台屏蔽门系统3个系统之间的协调配合，一直以来都是城市轨道交通所关注的问题，为了规范城市轨道交通的乘客服务，解决城市轨道交通车门、屏蔽门开/关不同步的问题，有必要对城市轨道交通列车车门及站台屏蔽门的开/关时序进行研究。为规范城市轨道交通的乘客服务，解决城市轨道交通列车车门和站台屏蔽门开/关不同步问题，有必要对城市轨道交通中站台屏蔽门和列车车门开/关门时序进行研究。目前还没有统一的标准及要求，在研究开/关门同步性的基础上，着重的研究列车车门和站台屏蔽门开关同步性的信息传输流程时间。屏蔽门系统如今在各国各地的城市轨道系统中得到应用，昆明地铁也采用屏蔽门系统。研究站台屏蔽门和列车车门的开/关门时序，能够检验我对专业理论知识理解与掌握的程度，能够锻炼我综合运用所学知识进行分析问题、解决问题的能力，能够提高我的专业素养，提高我的理论知识，对专业知识进行加深巩固和再学习。列车车门与站台屏蔽门的开/关门时序研究，可以减少安全事故的发生，满足乘客对安全性的要求，提高城市轨道交通行业的服务质量，保证了城市轨道交通中较高的可靠性，又满足了地铁的运营需要，而且，也达到了很好的节能效果。运用站台屏蔽门设置广告显示屏，达到了资源的最大利用化，同时车站整体空间布置也得以优化。站台屏蔽门是国内新兴的一个行业，因为地铁屏蔽门有安全、节能、美观的性状，深受城市轨道交通建设单位的青睐。在如今以人为本的社会中，要求地铁服务水平不断提高。对乘客乘车安全、车站的环境、节能等方面的要求也在不断提高。屏蔽门系统正是符合了地铁系统节能与安全的要求，正是为地铁产生的一个地铁设备系统，屏蔽门系统在各国地铁系统中的应用，给各国乘客留下了良好的印象。站台屏蔽门系统大大降低了因为列车行驶产生的活塞风，改善了车站站台的环境，为乘客创造了一个舒适、现代、明亮的候车环境。并且屏蔽门还提高了整个地铁系统的服务水平，给地铁系统的无人驾驶创造了条件，今后，屏蔽门系统在新建地铁或已建好的地铁线路的改造中的应用会更加广泛。中国从2002年应用屏蔽门以来，现在已经实现全面推广；国家发改委要求，在现在或是将来规划的地铁项目，屏蔽门系统要作为一个地铁系统中必须配置的设备。现有的站台屏蔽门系统由门体结构、电源系统、门机系统和控制系统等4部分组成，而目前屏蔽门系统主要技术需求集中体现在控制系统和门机系统上，这也是国内外企业技术优势集中之所在，需要我们自主研发与引进吸收国内外先进技术相结合，尽快的形成我国自己的核心技术。另外，大量的实际应用中有功能上客观需求和存在的问题，也提供了有利条件为全面思考和创新产品技术。如果我们重视屏蔽门应用的节能广泛性、实用性。将会全面的提升屏蔽门的品质和技术水平。第二章车门、屏蔽门2.1车门车门包括客室车门、紧急疏散安全门和司机室通道门。2.1.1车门的驱动方式客室车门通常称车门，用于乘客上、下车。根据现在城市轨道交通的特点，列车车门需要有足够的有效宽度，并且需要均匀的分布，以便乘客乘降，车门的数量要足够，乘客上、下车时间要满足列车运行密度的要求，要有足够的空间在车门附近，以便乘客上、下车时进行周转，要保证乘客的乘降安全，可靠性要高。按驱动系统的动力来源来分，车门分为电动式车门，也称为电动门和气动式车门也称为风动门。电动门的动力来源是直流电动机或交流电动机。风动门以压缩空气为动力，动力来源是驱动气缸。城市轨道交通车辆一般采用气动式车门，也有采用电动式车门的。2.1.2车门的开启方式按车门的运动轨迹和车体的安装方式将车门分为内藏嵌入式侧移门、外挂式移门、塞拉门、外摆式车门四种形式。（1）内藏嵌入式侧移门，又称为内藏门。当车门开/关时，门叶在车辆侧墙的内饰板与外墙板两者之间的夹层内移动。车门的传动系统设置在车厢内侧车门的顶部，车门装有导轮的门叶能在导轨上移动，传动机构的丝杠、钢丝绳或皮带和门叶连接，气缸或电机驱动传动机构，以此来实现车门的往复开/关门动作。（2）外挂式侧移门，又称为外挂门。外挂门的门叶和悬挂机构位于侧墙的外侧，它的传动机构的工作原理和内藏门的工作原理相同。（3）塞拉门。塞拉门的门叶通过车门上方安装的导轨导向和悬挂机构作用，通过电机驱动机械传动机构让门叶沿着导轨移动。当车门处于开启状态时，门叶贴靠于侧墙的外侧；当车门处于关闭状态时，门叶的外表面和车体外墙成一平面。这既使车辆外观美观，也利于列车在高速行驶的时候减小空气阻力，使车门不会由于空气涡流而产生噪声，也方便自动洗车装置对车门的清洗。（4）外摆式车门，又称为外摆门。当列车开门时门叶通过摆杆和转轴向外摆出并贴靠在车体的外墙板上，当车门关闭后，门叶的外表面和车体外墙成一平面。外摆门的特点是在开启的过程中，门叶会需要较大的摆动空间。表2-1四种车门的性能比较标准内藏式外挂门塞拉门外摆门隔声差很差很好好隔热差差好好隔空气动压差差差很好一般乘客候车区无障碍一般一般差很差2.1.3车门的机械结构（1）气动门的机械结构。每扇气动门由驱动气缸、门控电磁阀、门叶、行程开关和机械传动系统等组成。风动门由压缩空气驱动气缸，作用于驱动气缸活塞，然后通过活塞杆带动钢丝绳、滚轮、防跳轮、绳轮和导轨组成的机械传动系统让两门叶同步的反向移动，以此完成车门的开、关门动作。驱动气缸是执行开、关门动作的执行元件，是双作用式、双重活塞结构，通过压缩空气推动车门的活塞运动，然后通过机械传动系统把推力传给门叶。整个气缸是处于浮动状态，不会因车体变形而使活塞在气缸内产生卡死现象。驱动气缸的性能会直接决定车门的开/关动作是否可靠。门控电磁阀有三个两位三通电磁阀分别为开门、关门和解锁电磁阀；四个节流阀，它们的功能是调节开关门速度、关门速度、开门缓冲和关门缓冲；两个快速排气阀的集成阀，相当是一个双向的选择阀，把主气缸两端排气管排向大气。机械传动系统由上下导轨、防跳轮、绳轮、滚轮和钢丝绳等组成，把驱动气缸活塞杆的运动传给两扇门叶，让车门动作。门叶内、外的表面的材料是铝合金板，内部是由铝箔构成的蜂窝结构，因此提高了门叶的抗弯刚度和减轻了车门的重量，蜂窝结构和面板使用胶黏剂通过加温加压黏接成一体。门叶的上部安装了由氯丁橡胶密封条及钢化玻璃组成的玻璃窗。门叶的前后边安装了橡胶密封条，以此确保门叶关闭时有很好的密封效果。门叶前边的橡胶条又叫做护指橡胶，在车门关闭的瞬间有保护乘客不让乘客被夹伤的作用。行程开关是反映车门开、关动作的限位开关。在开、关车门时，行程开关把车门的机械动作变成电信号反映到车门的监控回路，使司机随时了解车门的开、关状态。四个行程开关是对门钩位置、急手柄位置、门控切除及关门行程紧进行监控和显示的。（2）电动门的机械结构。电动门包括驱动电动机、门叶悬挂机构、控制器、传动装置、门叶、闭锁装置和紧急开门装置七个部分。每一组车门都是由直流电机驱动，通过丝杠螺母传动机构传动，都采用了先进的电子门控单元控制。2.1.4车门的电气控制系统气动门的电气控制系统完成车门控制、列车控制电路联锁和车门动作监视等，以此确保车门动作的行车安全和可靠。车门的电气控制系统具有车门开关控制、客室车门监控回路和列车再开门功能。车门的电气控制系统采用电子控制技术，可根据需要编制程序，修改操作过程。车门开、关的操作模式。车门的开、关是由司机按动司机室左、右侧墙上的开关门按钮完成的，开关门按钮上有指示灯，可以显示车门的开关门状态。车门的电气控制系统由两种操作模式：在ATP系统开通的状态下进行操作，在ATP系统关闭的状态下进行操作。ATP系统开通时的开、关门控制。列车司机按下开门的按钮时，设在按钮内的指示灯点亮，这是开门的必要条件（前提条件是站位对准、车速为零、钥匙启动）；向解锁气缸充气，打开车钩，气缸内的活塞杆推动门叶滑动，做好开门准备；具备了开门的必要条件且做好了开门的准备后，即可打开车门；门钩复位，关闭车门。为了提醒乘客不要被车门夹住，在关门前设置关门报警。报警时蜂鸣器鸣叫的时间约为4～5s，蜂鸣器停止鸣叫后车门关闭。ATP系统关闭时的开、关门控制。当ATC系统出现故障时，列车关闭ATP系统，实行人工驾驶模式，这时司机转动司机室后墙的开关处于关闭状态，此后的程序与ATP系统开通时的开、关门动作相同。车门的监控。为了保证安全运营，必须有一套有效的车门监控装置来监控列车全部车门开、关门的状态。该装置全方位监控车门，具有自动故障报警和记录的功能。司机首先通过关门按钮上的按钮灯亮或暗来判断全列车的客室车门是否关闭及锁定，然后根据司机台的显示屏显示内容或车外侧侧墙灯、车门灯来进一步确认。当列车的某一扇车门因为故障而不能正常的开、关门时，可以用方孔钥匙通过应急拉手旁的行程开关把该扇门的控制电路切除，让该扇门处于关闭状态而不能开启。列车再次开门时。以防在开关门时夹伤乘客，车门还设置了防夹的装置，当车门在关闭过程中，如果乘客或乘客随身携带的物品被夹持在待关闭的车门门叶之间，则司机实施再开门功能，即再按一下开门按钮，此时仅有未关闭的车门再次开启，并隔4～5s后自动关闭。2.2屏蔽门系统2.2.1系统的分类根据门体型材、供电方式、控制方式、具体结构、应用场合封闭形式等方面，屏蔽门系统可以分为下面的几种类型：（1）按照封闭形式分类：根据屏蔽门系统应用场合的封闭形式，可以将屏蔽门分为半高敞开式安全门和全高封闭式屏蔽门。全高站台门门体结构高度在2450mm左右，一般安装在地下车站；半高站台门门体结构高度是1500mm左右，主要安装在高架车站和地面车站，当地下车站站台边缘顶部安装全高站台门的条件不具备或者是通过车站进风、区间排风的地下车站将改为安装半高站台门。（2）按照结构上分类：按照屏蔽门的具体结构，可以分为上部悬吊式和下部支撑型。（3）按照供电方式分类：屏蔽门系统的供电电源方案主要有集中供电和分散供电两种。两种方案各具特色，在地铁屏蔽门项目中均有应用。集中供电的有利于门机的驱动电源直接从设备室内引出，在设备房内可以直接对电源参数进行监控。但是由于集中供电时变压整流装置的体积较大，而且占用设备室的面积大。供电线路的损耗和压降也比较大，如果故障发生，整侧门就无法动作，所以故障影响范围比分散供电大。分散供电优势在于设备室内不设置驱动电源，供电线路的压降损耗很小，所占用的设备室面积小，在整体比集中供电优越。但分散供电在设备室内不能监控电源参数，布线也比较复杂，装置较多的变压整流，设备故障率较集中供电高，但故障影响范围小。（4）按照执行机构分类：根据目前屏蔽门系统所采用的执行机构，主要有气动和电动执行机构两类。屏蔽门气动执行机构的控制系统可以由典型的可编程序控制器、传感器、气动元件组成。（5）按照机械传动方式分类：按机械传动执行的角度出发，可以分为同步带式传动和滚珠