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        地鐵站臺屏蔽門系統(tǒng)應(yīng)用與節(jié)能的探討

        2015-06-24 00:20:48肖迎俊
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年19期
        關(guān)鍵詞:屏蔽門候車站臺

        肖迎俊

        摘 要:文章闡述了地鐵站臺屏蔽門系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)組成,分析了屏蔽門系統(tǒng)在我國不同地域城市地鐵站臺中的應(yīng)用現(xiàn)狀,及屏蔽門系統(tǒng)的節(jié)能原理與節(jié)能應(yīng)用誤區(qū),并指出屏蔽門系統(tǒng)的推廣與發(fā)展反向。

        關(guān)鍵詞:屏蔽門系統(tǒng);地鐵;節(jié)能;活塞風(fēng)

        1 屏蔽門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與功能

        1.1 屏蔽門系統(tǒng)的組成

        屏蔽門系統(tǒng)主要由中央接口盤(PSC)、就地控制盤(PSL)、門控單元(DCU)、門體、通訊介質(zhì)、通訊接口及外圍設(shè)備等組成。中央接口盤(PSC)又由主監(jiān)視系統(tǒng)(MMS)、兩個單元控制器(PEDC)、接線端子、接口設(shè)備及控制配電回路組成。典型站配置一個中央接口盤(PSC)、兩個就地控制盤(PSL)、每扇滑動門一個門控單元(DCU)。門體包括固定門(FIX)、端門(FED)、應(yīng)急門(EED)、滑動門(ASD)、司機門。

        1.2 屏蔽門系統(tǒng)的功能

        (1)地鐵車輛到站時配合列車電動塞拉門動作打開滑動門(ASD),方便乘客的上下車,乘客上下車完畢,關(guān)閉滑動門。

        (2)站臺安裝屏蔽門系統(tǒng),將人員在站臺側(cè)候車區(qū)域與軌道側(cè)車輛運行區(qū)域隔開,避免了站臺側(cè)人員跌落或故意進(jìn)入軌道區(qū)域,造成安全隱患,而且克服了司機駕駛車進(jìn)站時的心理恐慌,為地鐵車輛的無人駕駛提供有力的條件。

        (3)安裝屏蔽門系統(tǒng)后,保證了地鐵的正常運營,不會因車站站臺的突發(fā)事故而延誤運營。

        (4)隔離了車輛運行時產(chǎn)生的灰塵、噪音及活塞風(fēng),改善了站內(nèi)乘客的候車及站務(wù)人員的工作環(huán)境。同時屏蔽門系統(tǒng)的滑動門(ASD)具有障礙防夾檢測功能,從而避免關(guān)門時夾傷乘客。

        (5)屏蔽門系統(tǒng)安裝在站臺邊緣將站臺公共區(qū)與隧道軌行區(qū)完全屏蔽冷熱氣流的交換,避免車輛運行時產(chǎn)生活塞風(fēng)造成的車站內(nèi)空調(diào)制冷量的損耗,從而降低了制冷系統(tǒng)的運營損耗,節(jié)省了成本,同時還可以減少制冷系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)量及容量,減少前期土建工程的成本,產(chǎn)生了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

        2 屏蔽門系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

        1981年在日本地鐵Portdown線路中采用了半封閉式的安全門系統(tǒng),主要用來保證在站臺上乘客的候車安全。在1988年,新加坡NEL線首次采用了屏蔽門系統(tǒng)(Platform Screen Door System)。除保證了乘客的安全以外,也取得了明顯的節(jié)能效果。1997年,基于安全、節(jié)能和環(huán)保的要求,我國第一個地鐵屏蔽門系統(tǒng)安裝在香港新機場快線,該系統(tǒng)與整個地鐵車站相結(jié)合,形成了美妙的裝飾效果,令人贊嘆。中國大陸第一個安裝屏蔽門系統(tǒng)的是廣州地鐵,安裝屏蔽門后,大大減少了車站冷空氣在隧道里散失,與未安裝屏蔽門的地鐵站臺相比較,可節(jié)約環(huán)控控制系統(tǒng)20%左右的電能。隨后,屏蔽門系統(tǒng)在北京、沈陽、重慶、哈爾濱等城市新建地鐵線路中得到推廣應(yīng)用。目前,國內(nèi)采用站臺屏蔽門方案的地鐵主要集中在高溫高濕的南方地區(qū),如香港機場快線、上海地鐵九號線、廣州地鐵二號線和三號線、深圳地鐵一期工程等。但隨著國民經(jīng)濟(jì)的提高和人民對舒適性要求的提高,在我國北方地區(qū),例如天津地鐵2、3號線工程、哈爾濱地鐵1號線等項目,均在站臺公共區(qū)采用了設(shè)置站臺屏蔽門方案,北京地鐵新建線路也在考慮采用集成屏蔽門系統(tǒng)方案。目前,英國西屋(Westinghouse)公司、瑞士卡巴(KABA)公司、法國(Faiverley Transport S A)法維萊公司和日本那博克(NABCO)公司成為世界上最主要的4家屏蔽門生產(chǎn)廠家,它們提供了世界上約90%的屏蔽門系統(tǒng)。

        3 屏蔽門系統(tǒng)的節(jié)能分析

        3.1 屏蔽門系統(tǒng)節(jié)能原理

        由于在地鐵站臺軌行區(qū)域與候車公共區(qū)域安裝了一道屏蔽門系統(tǒng),使地鐵車輛散熱被阻攔在站臺候車公共區(qū)域,而列車得熱主要包括列車運行產(chǎn)熱量和列車空調(diào)冷凝器散熱量,這兩部分熱量是地鐵系統(tǒng)中得熱量的主要來源。這樣,安裝有屏蔽門系統(tǒng)的站臺通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的制冷、通風(fēng)負(fù)荷只需考慮車站內(nèi)部設(shè)施設(shè)備、照明、廣告、乘客等的散熱,以及屏蔽門開啟時的對流換熱。一般來講,安裝有屏蔽門站臺的得熱量大約只占開/閉式車站得熱量的三分之一,同時由于屏蔽門的隔離作用,避免了車輛進(jìn)出車站時由于活塞風(fēng)造成地鐵隧道與站臺交換空氣時,站臺內(nèi)冷空氣的損失,從而降低了制冷系統(tǒng)的運營損耗,節(jié)省了成本,同時還可以減少制冷系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)量及容量,減少前期土建工程的成本,產(chǎn)生了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。這就是屏蔽門系統(tǒng)節(jié)能的原理。

        3.2 屏蔽門系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)用誤區(qū)

        如上分析,在地鐵車站站臺設(shè)置屏蔽門系統(tǒng),將地鐵車站站臺分成候車公共區(qū)域和區(qū)間軌行區(qū)域2個部分。在夏季,屏蔽門有效地把地鐵站臺及隧道中的車輛空調(diào)的冷凝器向隧道內(nèi)散發(fā)的熱量和車輛在運行及制動過程中產(chǎn)生的熱量擋在了候車公共區(qū)域以外,并減少車站站亭口由于車輛運行時的活塞作用吸入的大量新風(fēng)造成的負(fù)荷,以及減少由于活塞風(fēng)造成地鐵隧道與站臺交換空氣時,站臺內(nèi)冷空氣的損失形成的負(fù)荷,有效的降低了候車公共區(qū)域的空調(diào)制冷、通風(fēng)負(fù)荷,從而降低了車站環(huán)控制冷、通風(fēng)運行能耗。然而,在地鐵隧道中,由于有車輛運行及制動時產(chǎn)生的熱量、車載空調(diào)的冷凝器散發(fā)熱量等熱源,使得地鐵隧道中的溫度逐漸增加,可能會超過GB50157-2003《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的“地鐵隧道夏季的最高溫度應(yīng)符合下列規(guī)定:列車車廂設(shè)置空調(diào),站臺安裝屏蔽門系統(tǒng)時,不得高于40℃。”的標(biāo)準(zhǔn)。因此,靠隧道內(nèi)壁土壤的蓄熱來吸收熱量和車輛運行時產(chǎn)生活塞風(fēng)的隧道通風(fēng)方式已不能很好的達(dá)到排除熱量的目的,必須加設(shè)機械通風(fēng)設(shè)備(TVF系統(tǒng)、UPE/OTE系統(tǒng)),將這些熱量及時帶走,以保證地鐵的正常運營。然而,有研究表明在北方地域城市地鐵中安裝屏蔽門后,冬季工況和過渡季節(jié)車站候車公共區(qū)須加設(shè)機械通風(fēng)設(shè)備(TVF系統(tǒng)、UPE/OTE系統(tǒng))來符合站臺設(shè)備設(shè)施及人員對新風(fēng)和環(huán)境舒適程度的要求,我國北方地域常年持續(xù)高溫時間比南方地域短,而過渡季節(jié)和冬季持續(xù)時間較長,站臺安裝屏蔽門系統(tǒng)由于不能有效利用車輛運行產(chǎn)生的活塞風(fēng),反而需要采用機械通風(fēng)的方法來滿足站臺設(shè)備設(shè)施及人員對新風(fēng)和環(huán)境舒適程度的要求,與不安裝屏蔽門系統(tǒng)的地鐵站臺相比較,反而不節(jié)能。

        4 結(jié)束語

        為了在全國范圍內(nèi)廣泛地推廣屏蔽門系統(tǒng),應(yīng)做到以下兩點:(1)對傳統(tǒng)屏蔽門系統(tǒng)進(jìn)行改造和創(chuàng)新,研發(fā)出能夠適合北方地區(qū)的屏蔽門系統(tǒng);(2)國內(nèi)屏蔽門研發(fā)及生產(chǎn)部門應(yīng)該加大科研力度,盡早實現(xiàn)屏蔽門國產(chǎn)及量產(chǎn)化,降低屏蔽門系統(tǒng)的投資成本。

        參考文獻(xiàn)

        [1]孫增田.屏蔽門系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用前景[J].都市快軌交通,2005.

        [2]閆榮巧.站臺屏蔽門系統(tǒng)在我國地下鐵道中的適用性分析[D].西南交通大學(xué),2006.

        [3]李國慶,張春生.城市軌道交通發(fā)展中的屏蔽門創(chuàng)新.都市快軌交通,2007.

        [4]劉承東.屏蔽門系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用[J].城市軌道交通研究,2000.

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