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摘要：本文主要对屏蔽门的安全限界及其存在的潜在危险性进行了分析，介绍了安全探测系统的的组成、功能、原理及技术要求。安全探测系统对于乘客的人身安全是非常重要的，同时还能提升城市轨道交通运营管理水平。
关键词：轨道交通站台；屏蔽门；列车间隙；安全
中图分类号：U213文献标识码： A
引言
随着我国经济的日益快速发展，目前我国的城市轨道交通建设也处在快速发展和不断完善过程中。在如今以人为本服务原则下，城市轨道交通的服务水平须不断地提高。屏蔽门系统技术正是在这种环境下得到广泛的应用和发展。
一、城市轨道交通屏蔽门限界
根据国家标准 GB 10000—1988 《中国成年人人体尺寸》，成年人人体厚度最大处一般为160 mm。即: 当关闭后的屏蔽门与列车之间的距离大于 160mm 时，有将成年人夹在屏蔽门与列车之间的可能;对于未成年人，该临界尺寸还会更小。
以上海轨道交通的限界要求为例( 直线站台、内藏门、A 型车) ，如图 1 所示，关闭后的屏蔽门与列车之间的距离至少为 130 mm( 按最佳施工精度考虑) 。但在实际施工时，由于各种不可控因素，可能导致屏蔽门与列车之间的间隙大于 130 mm。此外，对于曲线站台，还应考虑加宽量。当实际间隙过大时，存在乘客被夹在列车与屏蔽门之间的危险，因此，有必要采取安全措施，防止意外事故的发生。
二、屏蔽门系统组成及其特点
下文以东莞R2线为例，各主要设备及特点如下：
（一）钢架结构
屏蔽门钢架结构主要构成部分为上部支撑件、伸缩装置、横梁、立柱、门槛等。城市轨道交通钢架结构承受着屏蔽门的垂直荷载，及其列车行驶形成的活塞风压和环控系统风机运行产生的风压共同作用形成的正向、负向的水平荷载，还有乘客挤压力产生的外界荷载。
（二）顶盒
顶盒主要包括联结件、安装框架、前后盖板、前后盖板和屏蔽门顶梁间的密封件等，内置驱动装置、门机控制器、配电端子箱、滑动门导轨、闭锁机构、声光报警装置等。
（三）门体组合
屏蔽门门体由滑动门、固定门、应急门、端头门等门体组成。滑动门为电动双扇对称门，应急门、端头门为手动开启，从轨道侧向站台侧推开。
（四）门机系统
门机系统安装在屏蔽门的顶盒内，主要包括电机驱动装置、传动装置和锁紧装置等。门机系统的所有插头均采用航空插头或工业级插头，以为维修与快速更换提供方便。
（五）控制系统
控制系统包括主控机（PSC）、输入/输出模块、站台端头控制盘（PSL）、门机控制器（DCU）、声光告警装置、就地控制盒、操作指示盘（PSA）和冗余总线网络等组成，双总线冗余是连接车站屏蔽门门机控制器的总线网络技术。控制系分别与上下行信号系统配合，分别对两侧的屏蔽门进行控制。
（六）网络系统
网络系统采用总线及星型的混合型网络，这种结构性能和其可靠性比单纯的总线型结构要更加高端。
（七）电源
屏蔽门系统的供电来源于车站的低压系统，供电电源为一级负荷，两路380V电源在屏蔽门设备房内的电源切换箱内自动切换。
三、安全探测系统
（一）屏蔽门承受的荷载及条件
1、活塞风压：列车在隧道内行驶，因为活塞风的作用产生风压荷载。风压荷载的大小和阻塞比、列车进出站的速度、列车的过站速度等有密切关联。通常情况下，地铁系统活塞风压的设计参考值是±1000N/ｍ2。
2、乘客挤压力：站台乘客候车的时候会对屏蔽门形成挤压力，作用方向是站台乘客区向轨行区。通常设定乘客挤压力作用在距站台装饰地面1.1m高处，正好和活塞风压的正压方向是相反的。
3、乘客冲击力：通常是乘客或车站工作人员偶然撞到门体结构上的荷载，可视为集中动力荷载，通常取为1500N（距站台装饰地面1.2m高处，作用面积100mm×100mm，在0.2ｓ时间内，结构无永久变形），其相反于活塞风压的正压方向。
4、地震基本烈度为7级，水平加速度为0.25g，竖直加速度为0.125g。
承受上述荷载的总和，对最恶劣的承载条件进行考虑，门体无塑性变形，且最接近列车动态包络线处的屏蔽门结构弹性变形量≯15mm。
（二）工作原理
安全探测系统的工作原理是: 对城市轨道交通列车与屏蔽门（安全门）之间的间隙进行实时监视，发现间隙内有人体或物品等障碍物滞留时，自动切断屏蔽门安全回路，禁止列车起动; 同时，向列车司机发出声光报警，提醒司机不应起动列车; 障碍物清除后可停止报警，允许列车起动。安全探测系统的具体工作流程如下：
1、站内无车时，屏蔽门闭合，探测系统处于待机工作状态。
2、列车进站停靠后，屏蔽门开启至乘客上下完毕，屏蔽门闭合后，探测控制主机读取屏蔽门的关闭并锁紧信号，即时控制直流电源向探测器供电，探测器立即进入工作状态。
3、若有障碍物阻断任何一束光束，自动切断屏蔽门安全回路，同时，声光报警器发出声光报警直至障碍物被清除。障碍物清除后自动向列车控制系统发出安全信号。以最后一次报警为基准，延时数秒（参数可调）后直流电源自动停止供电，系统进入待机状态。
4、若无障碍物阻断光束，自动向列车控制系统发出安全信号，数秒( 参数可调) 后系统自动停止供电，系统进入待机状态。
5、在探测报警系统的工作期间，运营人员应对探测报警系统的工作状态及输出信号进行判断，并瞭望列车与屏蔽门/安全门之间间隙是否滞留乘客。
6、恢复初始待机状态。
安全探测系统的工作流程如图 2所示。
图2安全探测系统工作流程图
（三）安装位置
1、发射器和接收器通过支架安装在固定门之间、玻璃墙外侧中央的站台板上。
2、控制箱与报警装置宜安装在站台前部司机活动平台侧面的墙上，方便司机观察，并将司机进出车门行为纳入监控范围。
3、最底部光束发射器/接收器安装高度宜为100 mm，中部光束发射器 / 接收器安装高度宜为 450mm，最顶部发射器 / 接收器安装高度宜为 900 mm，三组发射器/接收器的水平位置与高度应可调。
（四）系统技术要求
1、实际监测物体应为可识别车门与屏蔽门间隙中的不透明物体，完全识别的物体几何尺寸为高度大于 100 mm，厚度大于 30 mm。
2、探测光束应不少于 3 束，安装位置不能侵入站台限界。直线地段安装安全探测装置的外侧至线路中心线的距离不得小于1 600 mm( A 型车) 或1400 mm( 小型车) ，曲线地段按站台横向加宽值进行加宽。
3、光束发散角的大小对探测精度起着至关重要的作用。若光束发散角角度过大，在检测距离范围内光束照射到屏蔽门门体或列车车体上，就会形成漫反射，使接收器误将漫反射光源判断为安全探测光源，不进行报警，带来安全隐患。根据需要，探测光束可选择红外光或激光，二者的主要区别在于不同大小的光束发散角导致探测距离存在差异。激光的发散角不大于 3'，最大探测距离为200m； 红外的发散角不大于2°，最大探测距离为 40 m。
4、应满足轨道交通机电设备电磁兼容性标准的要求。
5、探测控制主机防护等级大于 IP 55，光束发射器/接收器防护等级大于 IP 65。
6、支架与站台绝缘大于或等于 0.5MΩ。
7、整体使用寿命不小于 20 年。
结语
借鉴国内外城市轨道交通站台屏蔽门系统的相关经验，从安全方面而言，屏蔽门系统能够有效防止候车乘客跌入轨道、被列车夹伤，为城市轨道交通的正常运行提供安全可靠的候车环境；从经济方面而言，近些年伴随我国屏蔽门系统国产化的实现，屏蔽门系统的成本也有所降低，鉴于对屏蔽门系统初期安装及运营维修费的考虑，屏蔽门的安装的确可以有效降低轨道交通运营费用；从社会影响方面而言，轨道交通车站屏蔽门的安装可以给乘客留下深刻印象，提升城市的整体形象，塑造国际化大都市的形象。
参考文献：
[1]姜宇. 浅谈城市轨道交通站台屏蔽门电气系统[J]. 科技信息,2010,24:679.
[2]周蔚然. 軌道交通地下车站屏蔽门与列车间隙的分析探讨[J]. 地下工程与隧道,2008,03:52-54+73.
[3]秦武. 城市轨道交通中的屏蔽门系统[J]. 上海铁道科技,2005,04:37-38.
关键词：轨道交通站台；屏蔽门；列车间隙；安全
中图分类号：U213文献标识码： A
引言
随着我国经济的日益快速发展，目前我国的城市轨道交通建设也处在快速发展和不断完善过程中。在如今以人为本服务原则下，城市轨道交通的服务水平须不断地提高。屏蔽门系统技术正是在这种环境下得到广泛的应用和发展。
一、城市轨道交通屏蔽门限界
根据国家标准 GB 10000—1988 《中国成年人人体尺寸》，成年人人体厚度最大处一般为160 mm。即: 当关闭后的屏蔽门与列车之间的距离大于 160mm 时，有将成年人夹在屏蔽门与列车之间的可能;对于未成年人，该临界尺寸还会更小。
以上海轨道交通的限界要求为例( 直线站台、内藏门、A 型车) ，如图 1 所示，关闭后的屏蔽门与列车之间的距离至少为 130 mm( 按最佳施工精度考虑) 。但在实际施工时，由于各种不可控因素，可能导致屏蔽门与列车之间的间隙大于 130 mm。此外，对于曲线站台，还应考虑加宽量。当实际间隙过大时，存在乘客被夹在列车与屏蔽门之间的危险，因此，有必要采取安全措施，防止意外事故的发生。
二、屏蔽门系统组成及其特点
下文以东莞R2线为例，各主要设备及特点如下：
（一）钢架结构
屏蔽门钢架结构主要构成部分为上部支撑件、伸缩装置、横梁、立柱、门槛等。城市轨道交通钢架结构承受着屏蔽门的垂直荷载，及其列车行驶形成的活塞风压和环控系统风机运行产生的风压共同作用形成的正向、负向的水平荷载，还有乘客挤压力产生的外界荷载。
（二）顶盒
顶盒主要包括联结件、安装框架、前后盖板、前后盖板和屏蔽门顶梁间的密封件等，内置驱动装置、门机控制器、配电端子箱、滑动门导轨、闭锁机构、声光报警装置等。
（三）门体组合
屏蔽门门体由滑动门、固定门、应急门、端头门等门体组成。滑动门为电动双扇对称门，应急门、端头门为手动开启，从轨道侧向站台侧推开。
（四）门机系统
门机系统安装在屏蔽门的顶盒内，主要包括电机驱动装置、传动装置和锁紧装置等。门机系统的所有插头均采用航空插头或工业级插头，以为维修与快速更换提供方便。
（五）控制系统
控制系统包括主控机（PSC）、输入/输出模块、站台端头控制盘（PSL）、门机控制器（DCU）、声光告警装置、就地控制盒、操作指示盘（PSA）和冗余总线网络等组成，双总线冗余是连接车站屏蔽门门机控制器的总线网络技术。控制系分别与上下行信号系统配合，分别对两侧的屏蔽门进行控制。
（六）网络系统
网络系统采用总线及星型的混合型网络，这种结构性能和其可靠性比单纯的总线型结构要更加高端。
（七）电源
屏蔽门系统的供电来源于车站的低压系统，供电电源为一级负荷，两路380V电源在屏蔽门设备房内的电源切换箱内自动切换。
三、安全探测系统
（一）屏蔽门承受的荷载及条件
1、活塞风压：列车在隧道内行驶，因为活塞风的作用产生风压荷载。风压荷载的大小和阻塞比、列车进出站的速度、列车的过站速度等有密切关联。通常情况下，地铁系统活塞风压的设计参考值是±1000N/ｍ2。
2、乘客挤压力：站台乘客候车的时候会对屏蔽门形成挤压力，作用方向是站台乘客区向轨行区。通常设定乘客挤压力作用在距站台装饰地面1.1m高处，正好和活塞风压的正压方向是相反的。
3、乘客冲击力：通常是乘客或车站工作人员偶然撞到门体结构上的荷载，可视为集中动力荷载，通常取为1500N（距站台装饰地面1.2m高处，作用面积100mm×100mm，在0.2ｓ时间内，结构无永久变形），其相反于活塞风压的正压方向。
4、地震基本烈度为7级，水平加速度为0.25g，竖直加速度为0.125g。
承受上述荷载的总和，对最恶劣的承载条件进行考虑，门体无塑性变形，且最接近列车动态包络线处的屏蔽门结构弹性变形量≯15mm。
（二）工作原理
安全探测系统的工作原理是: 对城市轨道交通列车与屏蔽门（安全门）之间的间隙进行实时监视，发现间隙内有人体或物品等障碍物滞留时，自动切断屏蔽门安全回路，禁止列车起动; 同时，向列车司机发出声光报警，提醒司机不应起动列车; 障碍物清除后可停止报警，允许列车起动。安全探测系统的具体工作流程如下：
1、站内无车时，屏蔽门闭合，探测系统处于待机工作状态。
2、列车进站停靠后，屏蔽门开启至乘客上下完毕，屏蔽门闭合后，探测控制主机读取屏蔽门的关闭并锁紧信号，即时控制直流电源向探测器供电，探测器立即进入工作状态。
3、若有障碍物阻断任何一束光束，自动切断屏蔽门安全回路，同时，声光报警器发出声光报警直至障碍物被清除。障碍物清除后自动向列车控制系统发出安全信号。以最后一次报警为基准，延时数秒（参数可调）后直流电源自动停止供电，系统进入待机状态。
4、若无障碍物阻断光束，自动向列车控制系统发出安全信号，数秒( 参数可调) 后系统自动停止供电，系统进入待机状态。
5、在探测报警系统的工作期间，运营人员应对探测报警系统的工作状态及输出信号进行判断，并瞭望列车与屏蔽门/安全门之间间隙是否滞留乘客。
6、恢复初始待机状态。
安全探测系统的工作流程如图 2所示。
图2安全探测系统工作流程图
（三）安装位置
1、发射器和接收器通过支架安装在固定门之间、玻璃墙外侧中央的站台板上。
2、控制箱与报警装置宜安装在站台前部司机活动平台侧面的墙上，方便司机观察，并将司机进出车门行为纳入监控范围。
3、最底部光束发射器/接收器安装高度宜为100 mm，中部光束发射器 / 接收器安装高度宜为 450mm，最顶部发射器 / 接收器安装高度宜为 900 mm，三组发射器/接收器的水平位置与高度应可调。
（四）系统技术要求
1、实际监测物体应为可识别车门与屏蔽门间隙中的不透明物体，完全识别的物体几何尺寸为高度大于 100 mm，厚度大于 30 mm。
2、探测光束应不少于 3 束，安装位置不能侵入站台限界。直线地段安装安全探测装置的外侧至线路中心线的距离不得小于1 600 mm( A 型车) 或1400 mm( 小型车) ，曲线地段按站台横向加宽值进行加宽。
3、光束发散角的大小对探测精度起着至关重要的作用。若光束发散角角度过大，在检测距离范围内光束照射到屏蔽门门体或列车车体上，就会形成漫反射，使接收器误将漫反射光源判断为安全探测光源，不进行报警，带来安全隐患。根据需要，探测光束可选择红外光或激光，二者的主要区别在于不同大小的光束发散角导致探测距离存在差异。激光的发散角不大于 3'，最大探测距离为200m； 红外的发散角不大于2°，最大探测距离为 40 m。
4、应满足轨道交通机电设备电磁兼容性标准的要求。
5、探测控制主机防护等级大于 IP 55，光束发射器/接收器防护等级大于 IP 65。
6、支架与站台绝缘大于或等于 0.5MΩ。
7、整体使用寿命不小于 20 年。
结语
借鉴国内外城市轨道交通站台屏蔽门系统的相关经验，从安全方面而言，屏蔽门系统能够有效防止候车乘客跌入轨道、被列车夹伤，为城市轨道交通的正常运行提供安全可靠的候车环境；从经济方面而言，近些年伴随我国屏蔽门系统国产化的实现，屏蔽门系统的成本也有所降低，鉴于对屏蔽门系统初期安装及运营维修费的考虑，屏蔽门的安装的确可以有效降低轨道交通运营费用；从社会影响方面而言，轨道交通车站屏蔽门的安装可以给乘客留下深刻印象，提升城市的整体形象，塑造国际化大都市的形象。
参考文献：
[1]姜宇. 浅谈城市轨道交通站台屏蔽门电气系统[J]. 科技信息,2010,24:679.
[2]周蔚然. 軌道交通地下车站屏蔽门与列车间隙的分析探讨[J]. 地下工程与隧道,2008,03:52-54+73.
[3]秦武. 城市轨道交通中的屏蔽门系统[J]. 上海铁道科技,2005,04:37-38.