黃中全

(重慶川儀自動化股份有限公司技術(shù)中心,401121,重慶∥高級工程師)

安全門系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于地鐵、輕軌等軌道交通中的高架和地面站臺上,有半高式安全門系統(tǒng)和全高式安全門系統(tǒng)兩種。它是沿站臺邊緣設(shè)置,將列車與站臺候車區(qū)隔離。安裝安全門系統(tǒng),不僅可以防止乘客跌落或跳下軌道而發(fā)生危險,還可讓乘客安全、舒適地乘坐地鐵或輕軌。

半高式安全門系統(tǒng)的門體高度為1.5 m左右(重慶輕軌2號線高架站臺上安裝的半高式安全門高為1.3 m),它可以讓乘客呼吸到戶外新鮮的空氣。半高式安全門為敞開式的外觀結(jié)構(gòu),簡便了安全門系統(tǒng)與土建的接口,安裝簡潔方便,非常適合現(xiàn)正在運營軌道線路中安全門的加裝。

全高式安全門系統(tǒng)的門體高度通常大于2 m,對門體強度要求也高于半高式安全門,其造價也就比半高式安全門系統(tǒng)要高。

安全門系統(tǒng)在設(shè)計、制造、安裝過程中都需充分考慮到自身的可靠性,以及乘客的安全和行車安全,具有多種安全、聯(lián)鎖保護措施。

1 多級控制

站臺安全門系統(tǒng)具有系統(tǒng)級控制、站臺級控制、手動操作和火災(zāi)模式應(yīng)急控制等四級控制方式。四種控制方式中以手動操作優(yōu)先級最高,火災(zāi)模式應(yīng)急控制次之,系統(tǒng)級控制級別最低。

1.1 系統(tǒng)級控制

系統(tǒng)級控制是正常運行模式下由信號系統(tǒng)直接對安全門進行控制的方式。在系統(tǒng)級控制方式下,列車到站并停在允許的誤差范圍內(nèi)時,信號系統(tǒng)向安全門系統(tǒng)發(fā)送開(關(guān))門控制命令。控制命令經(jīng)信號系統(tǒng)(SIG)發(fā)送至安全門系統(tǒng)中的中央控制(Platform Safety Doors Central Interface Panel,簡為PSC);PSC再通過門控電元(Door Control Unit,簡為DCU)對門體進行實時控制,實現(xiàn)安全門的系統(tǒng)級控制操作。DCU包括接口模塊IFM(Interface module)和門控模塊(Door Control Module,簡為DCM)。

1.1.1 開門操作

信號系統(tǒng)確認(rèn)列車停在允許范圍內(nèi)時,信號系統(tǒng)通過與PSC的接口向安全門控制系統(tǒng)發(fā)出開門命令。PSC通過點對點的硬線安全回路向每個單元的DCU發(fā)送打開安全門的命令;門開啟過程中端頭處各門狀態(tài)指示燈同步閃爍,全開時門狀態(tài)指示燈點亮。

1.1.2 關(guān)門操作

列車即將離站時,信號系統(tǒng)通過與PSC的接口向安全門控制系統(tǒng)發(fā)出關(guān)門命令。PSC通過點對點的硬線安全回路向相關(guān)的每個單元的DCU發(fā)送關(guān)閉安全門的命令,所有安全門關(guān)閉。關(guān)門過程中端頭處門狀態(tài)指示燈同步閃爍,并發(fā)出聲音報警。關(guān)門過程完成后,指示燈滅,停止聲音報警。門關(guān)閉后門狀態(tài)指示燈熄滅。所有門關(guān)閉后,PSC向信號系統(tǒng)反饋安全門系統(tǒng)的鎖閉信號,信號系統(tǒng)接收到安全門鎖閉信號后,允許列車離站。

1.2 站臺級控制

站臺級控制是由列車駕駛員或站務(wù)人員在站臺PSL上對安全門進行開(關(guān))門的控制方式。當(dāng)系統(tǒng)級控制不能正常實現(xiàn)時,如SIG故障、PSC對DCU控制失敗等故障狀態(tài)下,列車駕駛員或站務(wù)人員可在PSL上進行開門、關(guān)門操作,實現(xiàn)安全門的站臺級控制操作。若安全門全部關(guān)閉,但因鎖閉信號丟失或信號系統(tǒng)無法確認(rèn)門是否鎖閉而不能發(fā)車時,列車駕駛員或站務(wù)人員用鑰匙開關(guān)打開PSL上的“操作允許”開關(guān),再用鑰匙開關(guān)在PSL上進行“滑動門(ASD)/應(yīng)急門(EED)互鎖解除”的操作,從而可強制發(fā)車。正常情況下,只有在安全門全部關(guān)閉信號確認(rèn)后,才允許列車發(fā)車,即安全門關(guān)閉信號與列車發(fā)車命令是互鎖的;但在在沒有得到安全門關(guān)閉信號時強制發(fā)車則稱為互鎖解除。

1.3 手動操作

手動操作是由站臺人員或乘客對安全門進行的操作。當(dāng)控制系統(tǒng)電源故障或個別安全門操作機構(gòu)發(fā)生故障時,站臺工作人員在站臺側(cè)用鑰匙手動解鎖后打開安全門(見圖1),或乘客在軌道側(cè)手動抬起開門把手后打開安全門(見圖2)。此時,PSC上的“滑動門(ASD)/應(yīng)急門(EED)手動操作”狀態(tài)指示燈點亮。

圖1 站臺側(cè)手動解鎖

圖2 軌道側(cè)手動開門把手

1.4 火災(zāi)控制模式

安全門系統(tǒng)在車站控制室設(shè)置綜合備份盤(Integrated Backup Panel,簡為IBP),使得在應(yīng)急狀態(tài)下由專人通過IBP實現(xiàn)安全門的開門控制,所有連接采用硬線。當(dāng)IBP上“應(yīng)急控制”開關(guān)轉(zhuǎn)到“IBP操作允許”位置后,按下“開門”按鈕,全部滑動門將打開。當(dāng)乘客全部撤離后,滑動門由專人按“關(guān)門”按鈕進行關(guān)閉。

在執(zhí)行IBP的火災(zāi)應(yīng)急功能時,信號系統(tǒng)與PSL對滑動門的控制權(quán)被取消。

2 多重安全保護措施

在安全門系統(tǒng)中,為了乘客的安全,設(shè)計安裝了多重安全保護措施。

2.1 應(yīng)急門和端門

正常情況下,應(yīng)急門和端門應(yīng)保證關(guān)閉并鎖緊,作為站臺公共區(qū)與隧道區(qū)間的屏障;當(dāng)列車進站無法對準(zhǔn)滑動門時,可作為乘客應(yīng)急疏散通道。

應(yīng)急門上設(shè)門鎖裝置,站臺工作人員可在站臺用鑰匙開門;軌側(cè)設(shè)有開門推桿,推桿與門鎖聯(lián)動,乘客在軌側(cè)推壓開門推桿將門打開。

2.2 聲光報警

在安全門的端頭,配置有醒目的開關(guān)門指示燈,并與蜂鳴器聲響共同組成滑動門開關(guān)過程、狀態(tài)及故障時的聲光報警提示。

2.3 電子鎖緊裝置

在每扇門的兩端均安裝有電子鎖緊裝置(見圖3),在每個電子鎖里安裝了兩個光電傳感器,以檢測其插銷的位置。若電子鎖緊裝置的插銷在門關(guān)到位后沒有落下來(也就是門沒有被鎖住),或在執(zhí)行開門命令時,其插銷沒有被提起來,則DCU將這些故障信息通過網(wǎng)絡(luò)通訊(CAN、ModBus)送到PSC主控畫面,操作員立即便會知道哪扇門由于何種原因發(fā)生了故障。

圖3 安全門電子鎖緊裝置

2.4 紅外線探測器

在安全門端面的中部和下部安有紅外線探測器(見圖4)。在滑動門關(guān)閉過程中,若有人或物進出安全門,遮擋了紅外線探測器發(fā)出的紅外線光束,滑動門會停止關(guān)門動作,以保證乘客安全;同時,使在門關(guān)閉后30 s內(nèi),若軌行區(qū)仍有乘客遮擋了紅外線探測器發(fā)出的紅外線光束,安全門仍會自動打開。

圖4 紅外感應(yīng)裝置

2.5 電機驅(qū)動

在電機驅(qū)動控制方面采用先進的算法,使電機運行平穩(wěn)、可靠,并保證了滑動門在運行過程中遇到最小8 mm的障礙物時,滑動門立即停止關(guān)閉,同時卸掉夾緊力,解脫被夾的人或物;經(jīng)過一定時間(時間應(yīng)在0～10 s內(nèi)可調(diào))后,門應(yīng)重新關(guān)閉。滑動門在運行過程中最大動能不大于10 J,當(dāng)滑動門運行在最后100 mm行程時其最大動能小于1 J,這樣就保證了即使滑動門在運行過程中撞到了乘客,其碰撞也是輕微的。

2.6 就地操作板

若門無法打開是由于PSC無法發(fā)出開關(guān)門命令引起的,則可通過DCM 旁邊(有的在DCM 面板上)的就地操作板(Local Operation Panel,簡為LOP)來實現(xiàn)門的開關(guān)動作。LOP面板上裝有一三檔位鑰匙(手動、自動、隔離)和開門、關(guān)門按鈕。當(dāng)鑰匙處在自動檔位時,門的開關(guān)命令由PSC發(fā)出,通常稱之為正常模式;當(dāng)鑰匙處在手動檔位時,門的開關(guān)命令則由面板上的開門、關(guān)門按鈕給出;當(dāng)鑰匙處在隔離檔位時,門保持原狀態(tài),但門的開到位和關(guān)到位信號則會無條件地送往PSC,從而不影響列車的正常運行,維護人員則可對該DCU進行維修。

3 冗余設(shè)置

在安全門系統(tǒng)中,為了提高系統(tǒng)的可靠性,保護乘客的安全,采用了以下冗余配置。

3.1 環(huán)型布線

在電路設(shè)計及布線上充分考慮了系統(tǒng)的安全性。正常情況下門的開關(guān)命令是通過PSC由硬線發(fā)出的,于是在布線時將命令信號線設(shè)計成環(huán)線。這樣,即使信號線從中間斷開,也不會影響到后面門的正常開關(guān)。

3.2 冗余CAN總線

在安全門系統(tǒng)的信息傳輸方面,采用冗余的CAN現(xiàn)場總線,通信波特率達到250 kbit/s,DCU的數(shù)據(jù)在PSC上可以實時刷新,實現(xiàn)實時、可靠、快速、靈活的通信。

3.3 PSC冗余配置

通常情況下由于安全門的開關(guān)門命令由PSC給出,為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性,在PSC中已做到控制器冗余、網(wǎng)絡(luò)通訊冗余、電源冗余。這樣,即使一個控制器出現(xiàn)故障、一個網(wǎng)絡(luò)通信鏈路中斷、一臺供電設(shè)備發(fā)生故障,系統(tǒng)也不會因此而停止正常工作。

站臺安全門系統(tǒng)采取了多種安全保護措施,是可靠的安全保護設(shè)備。該系統(tǒng)在重慶輕軌交通2號線的實際應(yīng)用中也得到了用戶的肯定。

[1] 陳韶章,孫鐘權(quán),王愛儀,賀利工.地下鐵道站臺屏蔽門系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社,2005.

[2] 志水明広.重慶輕軌較新線一期工程屏蔽門系統(tǒng)操作維修手冊[DK].2004.