文/李 松 梁亞成（合肥市軌道交通集團(tuán)有限公司）

一、軌道交通站臺門系統(tǒng)發(fā)展概況

軌道站臺門系統(tǒng)安裝于城市軌道交通車站站臺邊緣，以站臺計(jì)算長度中心線對稱縱向布置，設(shè)置與列車門一一對應(yīng)的滑動(dòng)門[1]，將站臺與軌行區(qū)隔離。站臺門通過同信號系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，與列車車門同步開、關(guān)，為乘客提供安全的上下車通道，并可有效防止隧道活塞風(fēng)將區(qū)間灰塵、金屬顆粒帶入站臺候車區(qū)，阻止隧道活塞風(fēng)將站臺空調(diào)冷風(fēng)抽離，在為乘客提供舒適的候車環(huán)境的同時(shí)也可降低地鐵運(yùn)營成本。2003 年，廣州地鐵2 號線成為中國內(nèi)地第一條正式安裝使用站臺門系統(tǒng)的城市軌道交通線路。2006 年4 月，深圳方大集團(tuán)率先研發(fā)出國產(chǎn)化站臺門系統(tǒng)，打破松下、法維萊、西屋等國外企業(yè)的行業(yè)壟斷，并于2007 年3 月與深圳地鐵簽訂1 號線續(xù)建工程城市軌道交通站臺門系統(tǒng)的總承包合同，這標(biāo)志著國產(chǎn)站臺門系統(tǒng)正式進(jìn)入國內(nèi)市場。目前，國內(nèi)站臺門品牌有深圳智創(chuàng)、重慶川儀、南京康尼及上海嘉成等。

當(dāng)前，新基建已上升為國家重大發(fā)展戰(zhàn)略，而智慧交通是新基建的重要組成部分，在此背景下，站臺門系統(tǒng)也不斷朝自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，以適應(yīng)智慧軌道交通全自動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展需求。

二、軌道交通站臺門系統(tǒng)的組成

軌道交通站臺門根據(jù)門體高度的不同，分為半高安全門、全高安全門和屏蔽門三類，最新行業(yè)規(guī)范統(tǒng)一稱為“站臺門”。站臺門系統(tǒng)可分為機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)兩個(gè)部分，機(jī)械系統(tǒng)分為門體系統(tǒng)和門機(jī)系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)分為監(jiān)控系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。

1.門體系統(tǒng)

門體系統(tǒng)是站臺門的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)，由滑動(dòng)門、固定門、應(yīng)急門、端門、門檻、頂箱、上部連接部件、底部支撐結(jié)構(gòu)、立柱、緊固件和絕緣件等組成。其中上部連接件和底部支撐結(jié)構(gòu)都采取絕緣安裝，確保站臺門與上部土建結(jié)構(gòu)和下部站臺板絕緣，避免站臺門與裝修龍骨等金屬結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)打火現(xiàn)象。

2.門機(jī)系統(tǒng)

門機(jī)系統(tǒng)主要包括電機(jī)、減速器以及傳動(dòng)裝置。電機(jī)一般采用免維護(hù)的直流無刷電機(jī)，減速器一般有行星齒輪減速器和蝸輪蝸桿減速器兩種，通過彈性聯(lián)軸器與電機(jī)連接。傳動(dòng)裝置主要有皮帶傳動(dòng)和螺旋副傳動(dòng)，是目前使用最廣泛也是最穩(wěn)定的兩種傳動(dòng)方式，生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)采用不同傳動(dòng)方式。皮帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是噪聲小、維護(hù)簡單，缺點(diǎn)是使用壽命較短；螺旋副傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是精度高、使用壽命長，缺點(diǎn)是噪聲較大，維護(hù)相對復(fù)雜，需定期潤滑和除塵。

3.電源系統(tǒng)

站臺門系統(tǒng)為一級負(fù)荷，且設(shè)置備用電源[2]。電源系統(tǒng)由動(dòng)力照明專業(yè)提供的兩路380 V 市電雙電源切換箱供電，一路失電可自動(dòng)切換至備用電路。電源系統(tǒng)經(jīng)隔離變壓模塊作電氣隔離，分別提供驅(qū)動(dòng)和控制兩路電，驅(qū)動(dòng)電源和控制電源采用相互獨(dú)立的配電回路及蓄電池組，避免相互干擾。

驅(qū)動(dòng)電源由整流模塊、監(jiān)控模塊、絕緣監(jiān)測、電池巡檢及充放電管理模塊、驅(qū)動(dòng)蓄電池組、饋線回路等構(gòu)成，采用110 V 直流供電方式，主要為滑動(dòng)門的開、關(guān)動(dòng)力電源。驅(qū)動(dòng)電源分為5 路，1 路作為備用電路，其余4 路為對應(yīng)每節(jié)車廂的4 道滑動(dòng)門分別供電，以保證一旦某一路電源故障時(shí)，其余3 道滑動(dòng)門能可靠供電。以6 節(jié)編組車輛為例，站臺門驅(qū)動(dòng)電源供電原理如圖1 所示。

圖1 驅(qū)動(dòng)電源供電原理圖

控制電源主要由交流不間斷電源UPS、直流模塊、DC/DC 模塊、監(jiān)控模塊及饋電單元構(gòu)成，為門控單元（DCU）、中央控制盤（PSC）、就地控制盤（PSL）和接口等各控制模塊提供DC 24 V、DC 110 V 電源。UPS 包括整流模塊和蓄電池，兩路市電同時(shí)失電時(shí)蓄電池能夠及時(shí)投入供電。驅(qū)動(dòng)、控制電源蓄電池組分別由8 節(jié)蓄電池組成，單節(jié)蓄電池額定電壓為12 V。兩路市電同時(shí)失電時(shí)，驅(qū)動(dòng)備用電源儲能應(yīng)能滿足30 min 內(nèi)至少完成開/關(guān)滑動(dòng)門的一次循環(huán)，控制備用電源儲能至少應(yīng)滿足負(fù)載持續(xù)工作30 min[3]。

4.監(jiān)控系統(tǒng)

每道滑動(dòng)門設(shè)置一個(gè)門控單元（DCU）,端門、應(yīng)急門和臨近的滑動(dòng)門共用同一個(gè)DCU，各類門狀態(tài)信息通過DCU 采集經(jīng)CAN 總線發(fā)送至中央控制盤（PSC），PSC 可查詢站臺門狀態(tài)和故障報(bào)警信息，并將站臺門和綜合監(jiān)控接口協(xié)議點(diǎn)位狀態(tài)信息發(fā)送至綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)和故障顯示。

控制系統(tǒng)主要由中央控制盤、就地控制盤、門控單元組、通信介質(zhì)及通信接口等設(shè)備組成。站臺門系統(tǒng)有三種控制模式和五級控制方法，三種控制模式即系統(tǒng)級控制、站臺級控制、手動(dòng)級控制，五級控制方法按照優(yōu)先級由低到高的順序依次為信號系統(tǒng)（SIG）控制、就地控制盤（PSL）控制、綜合后備盤（IBP）控制、就地控制盒（LCB）控制、手動(dòng)控制，如圖2 所示。

圖2 控制模式圖

三、站臺門系統(tǒng)與信號系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)和互鎖

1.信號系統(tǒng)開關(guān)門

信號系統(tǒng)提供兩組干接點(diǎn)用于發(fā)送“開門”與“關(guān)門”命令信息，由站臺門系統(tǒng)提供電源，電壓在24～50 V 可調(diào)，其中關(guān)門命令接回路繼電器的長閉觸點(diǎn)，開門命令接回路繼電器的常開觸點(diǎn)，如圖3 所示。在沒有列車進(jìn)出站的情況下，開門命令回路斷開，關(guān)門命令回路導(dǎo)通，SIG 系統(tǒng)給站臺門持續(xù)發(fā)送關(guān)門命令。

SIG 開門：當(dāng)電客車進(jìn)站、司機(jī)按壓車門開門按鈕時(shí)，關(guān)門回路繼電器斷開，開門回路繼電器線圈得電，常開觸點(diǎn)吸合，開門命令回路導(dǎo)通，與列車對應(yīng)側(cè)站臺門打開。

SIG 關(guān)門：司機(jī)按壓車門關(guān)門按鈕時(shí)，開門回路繼電器線圈失電，常開觸點(diǎn)斷開，關(guān)門命令回路導(dǎo)通，與列車對應(yīng)側(cè)站臺門關(guān)閉。

2.信號系統(tǒng)與站臺門系統(tǒng)安全互鎖

站臺門系統(tǒng)分別提供兩組干接點(diǎn)用以發(fā)送“關(guān)閉鎖緊”與“互鎖解除”命令信息，由信號系統(tǒng)提供電源，電壓在24～60 V 可調(diào)。其中，關(guān)閉鎖緊回路接繼電器常閉觸點(diǎn)，互鎖解除回路接繼電器常開觸點(diǎn)。

在沒有列車進(jìn)出站的情況下，互鎖解除回路斷開，關(guān)閉鎖緊回路導(dǎo)通，站臺門系統(tǒng)給信號系統(tǒng)持續(xù)反饋關(guān)閉鎖緊信號。

關(guān)閉鎖緊：又稱安全回路，即將單側(cè)所有滑動(dòng)門和應(yīng)急門串聯(lián)起來的保護(hù)回路，單側(cè)所有滑動(dòng)門、應(yīng)急門關(guān)閉鎖緊后，關(guān)閉鎖緊回路導(dǎo)通，信號系統(tǒng)收到門關(guān)閉鎖緊命令。

互鎖解除：即無論站臺門是否關(guān)閉鎖緊，信號系統(tǒng)都默認(rèn)站臺門已關(guān)閉鎖緊。當(dāng)某道滑動(dòng)門或應(yīng)急門未關(guān)閉鎖緊時(shí)，安全回路即斷開，正在進(jìn)出站的列車會緊急制動(dòng)，停在站臺的列車無法正常發(fā)車。短時(shí)間無法排除故障時(shí)，為保障列車正常運(yùn)營，在確認(rèn)安全的情況下，車站工作人員可操作PSL 上互鎖解除開關(guān)，互鎖解除回路繼電器得電，回路導(dǎo)通，解除站臺門與信號的互鎖關(guān)系，信號系統(tǒng)默認(rèn)站臺門處于安全狀態(tài)，列車可正常進(jìn)出站。

四、典型故障

站臺門在運(yùn)行過程中，開、關(guān)頻繁，會出現(xiàn)很多不同類型的故障，在處置與行車相關(guān)設(shè)備故障時(shí)，始終遵循“先通后復(fù)”的原則，以確保列車準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行。

1.站臺門故障導(dǎo)致列車不能正常進(jìn)出站

故障現(xiàn)象1：某道門無法正常關(guān)閉，門頭燈紅閃。

處理方法：根據(jù)門頭燈紅閃，可以快速找到故障門，立刻把該故障門打至“手動(dòng)關(guān)”位置，將其旁路出安全回路，查看PSL 或IBP 上ASD/EED 關(guān)閉鎖緊指示燈是否點(diǎn)亮，若點(diǎn)亮，則安全回路恢復(fù)，列車可正常進(jìn)出、站，故障由機(jī)電工班后續(xù)處理恢復(fù)。

故障現(xiàn)象2：整側(cè)門門頭指示燈都是正常狀態(tài)，列車不能正常進(jìn)、出站。

處理方法：因?yàn)樾熊囬g隙一般只有3～5 min，安全回路點(diǎn)位很多，此類故障短時(shí)間內(nèi)很難排查出故障點(diǎn)。車站工作人員應(yīng)首先查看IBP 盤或PSL 上ASD/EED 鎖閉指示燈狀態(tài)，如果指示燈不亮，用PSL 重新開關(guān)門一次；如果指示燈仍然不亮，為避免列車晚點(diǎn)或后續(xù)列車排隊(duì)晚點(diǎn)，在確認(rèn)安全的前提下，車站工作人員應(yīng)立即通過PSL 打互鎖解除讓列車進(jìn)站或出站，現(xiàn)場做好安全防護(hù)，機(jī)電工班搶修人員利用行車間隙排查出故障點(diǎn)，若短時(shí)間無法徹底修復(fù)則將其旁路出安全回路，待運(yùn)營結(jié)束后全面排查修復(fù)。

2.PSL 開關(guān)門鑰匙使能開關(guān)損壞導(dǎo)致信號聯(lián)動(dòng)失效

故障現(xiàn)象：車站工作人員運(yùn)營前檢查、測試PSL開關(guān)時(shí)，由于操作失誤或設(shè)備本身原因，PSL 開關(guān)門鑰匙在“使能”位無法復(fù)位，導(dǎo)致SIG、PSL 均無法開關(guān)站臺門。

處理方法：IBP 開關(guān)門優(yōu)先級高于PSL，當(dāng)SIG、PSL 均無法開關(guān)站臺門時(shí)，將IBP 盤屏蔽門模塊使能鑰匙開關(guān)打到“開”位，在確認(rèn)站臺安全的前提下，通過IBP 盤開關(guān)屏蔽門，保障列車正常運(yùn)營，機(jī)電工班利用行車間隙處置故障。

五、結(jié)語

隨著智慧軌道交通的快速發(fā)展，軌道交通各類設(shè)備的發(fā)展趨于智能化，許多軌道線已采用全自動(dòng)駕駛模式。為了適應(yīng)智慧軌道交通的發(fā)展需求，業(yè)內(nèi)已開展技術(shù)研發(fā)測試，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)精確采集設(shè)備各方面的信息并轉(zhuǎn)換成便于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送至遠(yuǎn)端維護(hù)中心進(jìn)行整理、分析，得出設(shè)備的性能狀態(tài)及存在的隱患，結(jié)合設(shè)備維護(hù)人員的診斷制定維護(hù)方案，開展精確維護(hù)保養(yǎng)，讓設(shè)備始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備維保方式從目前的“事后維護(hù)，定期維護(hù)”到“預(yù)測維護(hù)，精確維護(hù)”的跨越式發(fā)展。