摘 要：屏蔽门是地铁交通系统的重要组成部分，能够将站台候车区与列车进行有效间隔，保障乘客安全。文章首先阐释了地铁屏蔽门的作用，然后对地铁屏蔽门的系统设计展开分析，最后对地铁屏蔽门的机械结构设计展开研究，旨在给行业工作人员提供有益参考。

关键词：地铁屏蔽门；屏蔽门系统；机械设计

在地铁运营过程中，安全运营是各运营单位非常重视的一项问题，近年来，国内外地铁线路多次出现乘客因为掉落站台而导致的安全事故。为了避免该种情况的出现，就需要做好屏蔽门机械结构的设置，在对地铁行车、候车区域有效隔离的同时提升地铁运输的安全性。

一、地铁屏蔽门的作用

纵观我国现有地铁的情况，绝大多数地铁都使用了屏蔽门，只有少数早期建设的地铁线路未使用屏蔽门，当时对屏蔽门没有概念，并且安全考虑没有那么全面；随着地铁运营安全要求的不断提升，对屏蔽门的需求比较强烈，安全的需要，并且屏蔽门功能也更加全面，防夹功能，报警功能等等，新建线路一般会设置屏蔽门，并且部分早期建设的线路也通过改造加装屏蔽门的方式提升线路安全性。

地铁站的门也称为屏蔽门，位于地铁站的边缘，这是列车行驶区域和候车区之间的分隔离置，地铁不在到站台运行时，屏蔽门关闭，地铁在站台正常停稳后，屏蔽门打开，开门让乘客上车，地铁屏蔽门可以防止乘客不小心落在铁轨上，确保乘客的安全。此外，列车进入该地区的气体流速时速度加快，从而降低了列车一侧的压强，使乘客有可能坠入轨道。由于列车的长度，驾驶员很难理解列车后面发生了什么，可能导致乘客相撞和严重的安全事故。铁屏蔽门的安装是为了有效地隔离地铁运行，减轻车站冷却系统的负荷，降低轨道交通系统的能源损耗。

二、屏蔽门系统构成及功能

1.系统构成

系统主要由门体、门机系统、电源系统和控制系统组成。

（1）门体。由滑动门门体、应急门门体、固定门门体、端门门体、手动解锁机构等构成，主要使用金属框架、玻璃、气密材料和绝缘材料。

（2）门机系统。门机系统是门系统中驱动推拉门完成开闭动作的关键部件，是结构中唯一频繁工作的部分，其开、关动作是否顺利直接影响轨道交通系统的正常运行，门机必须具有稳定性和高可靠性。另外，门机在使用周期不低于一百万次循环动作且没有出现故障的前提下，为了提高门机系统的工作精度，需要逐步降低门机系统的消耗功率和噪声，提高可靠性和舒服度。

（3）电源系统。电源是整个系统正常工作的主要动力能源，为提高整个系统在轨道交通运营中的可靠性，通常需要同时使用单一级负载和双路互为后备的供电。若使用直流电源的系统，当整流设备故障时，则需要手动转换至后备电源供电。两个驱动电源相互使用，当其中一路电源故障时，则由另一路电源共同驱动两侧的；当两个交流电源均故障时，由蓄电池组自行工作，保障整个控制系统的正常运作。控制电源，经降压、整流后向单元控制器供电，当系统电源出现故障时，UPS电源可保证系统安全连续工作。

（4）控制系统。控制系统是系统的中枢神经，滑动门开、关动作的准确性与及时性必须由控制系统来保证。控制系统要将列车自动控制系统发来的指令准确无误地发送到门控制单位，完成开关门动作，并采取有效措施保证各种紧急情况下乘客的安全。

2.系统功能

系统在工程设计上，主要有保障旅客和列车安全的功能，高系统在运作过程中还具有节省通风空调系统能耗的功能，体现了“以人为本”的设计宗旨。此外，系统还在优化旅客的候车环境、提高社会效益、节约劳动力资源等方面发挥作用。

在增强轨道交通运营的稳定性和安全性方面，设置于车站站台层边缘，作为一道物理隔离屏障，主要是避免旅客拥挤或因物品从站台上掉落而从站台上跌落或自行到达轨行区，以保证候车乘客的安全，保障整个轨道交通系统的正常运行。

在轨道交通系统节能方面，由于地下车站的高将车站的公共区域与行车隧道隔开，车站所需的空调范围远小于敞开的站台，气流也相对稳定，可以提高车站站台候车环境的舒适性。在降低空调负荷的同时，与开/闭式空调系统相比，站台空调的设计标准也有所提高。例如，车站房间和站台空调设计温度标准可以降低1～2℃，可降低列车运行噪声和活塞运动风对站台候车乘客的危害。在可靠性功能方面，安装系统能保证乘客的安全并降低空调能耗，从而为乘客提供优良和安全的候车环境。为达到这些目的，在轨道交通系统设计时要采用具有高可靠性及高性能的设备及零部件。

在安全功能方面，系统具有多项安全保障功能，从而为乘客提供安全的门操作，具体的安全功能如下：使用高强度的门体结构材料及安全玻璃，以承受拥挤的乘客挤压力及列车活塞风压等载荷；具备障碍检测功能，以便采取相应的安全对策；具备低速开关功能，避免门机系统动作对乘客产生撞击；具备关闭位置锁定功能，确保门关闭后即为锁止状态，以保证安全。

三、地铁屏蔽门系统设计

1.PSC配置。PSC是屏蔽门控制系统的关键组件，通常安装在门的保护装置中。PSC主要由两个屏蔽门驱动器控制器组成，用于控制站台两侧的PSD。地铁屏蔽门控制器（PEDC）应具有监控和自我诊断功能，并应具有足够的软件来存储数据。

2.设计配电系统。当屏蔽门系统的配电电路设计为考虑到每辆车厢同一侧2道车门的配电回路设计时，必须考虑到用电设备的供电安全。因此，对于B类车辆，在每节车的一侧有四个乘客门，配电柜是从屏蔽门设备室安装的。一侧站台屏蔽门至少需要馈出四个配电电路。每节车厢的屏蔽门单元采用单个回路，主要确保在电源故障时，不会影响同一节车厢的其他屏蔽门。

3.开关门命令。（1）开门命令。当列车到达站点的时候，列车车载信号系统会将开门命令通过地面信号设备系统发送给屏蔽门系统，当屏蔽门系统收到命令之后执行开门操作，并将屏蔽门打开的状态信息返回传送给信号系统。（2）关门命令。同样的道理，关门命令也是由列车车载信号系统发出，然后发送给屏蔽门系统，当屏蔽门系统接收到关门命令之后执行关门操作，并将屏蔽门关闭锁紧的信息反馈给信号系统。（3）关闭锁紧命令。当屏蔽门系统判断本侧站台所有门都关闭锁紧后，将关闭锁紧的信息反馈给信号系统，信号系统根据此信息允许列车在站台区域内移动。当列车离开站台，列车头部进入区间，但列车尾部还没有完全离开站台所处区段时，关闭锁紧信息丢失，则轨旁ATP会使列车紧急制动，让列车在最短时间内停车。系统则会给联锁体系发出安全控制的相关条件，同时把车站的联锁和自动闭塞的系统纳入车站的整体控制，并让屏蔽门系统在列车进入站台的阶段内提供安全防护。

4.设置应急门。视所选地铁车辆的形式而定，应急门可分为集中和分散布置。例如，对于A型和B型地铁车辆，可以根据每个滑动门之间的间隙，直接为固定门创建应急门，并且列车上还有大量乘客。由于在特殊情况下安排有利有助于疏散乘客，因此有必要分散布置应急门，并为每节车厢安装应急门。这就是单轨车轮每节车一侧只有两个车门之间的距离大于地铁A、B车，列车型属于中低交通运量。如果选择分散布置，为乘客提供更方便的疏散通道，形成不同形式的固定门，影响产品制造，应急门在首末和中部车厢位置集中位置使用集中布置方案。

四、地铁屏蔽门机械设计优化措施

目前国内相关轨道交通建设单位和站台门厂家对站台门机械设计、站台门保护接地及站台门自身外露件绝缘方案开展较为深入的研究。如下：

1.绝缘方式

轨道交通站台门的绝缘安装位置包括上部与站台门顶柱间绝缘、下部与车站底板构件层间绝缘及站台门门槛与站台板装修完成层面间的绝缘。在站台门的站台侧面大于或等于1200mm 的范围铺设绝缘保护层，使旅客在正常候车时及火车上乘客下车时的安全得以保障。端门处靠轨道一侧的绝缘保护层宽度为1500mm，靠端门处车站一侧的绝缘保护层宽度为2000mm。

2.接轨方式

由于站台门上所有金属部件和列车上的金属部件之间具有等电位差，为了保证旅客和工作人员的安全，在旅客和工作人员较易于接触到的站台门上所有的金属部件都与列车上的金属部件保持等电位变化连接。由一条电缆将车站门结构和铁轨连接，同时车站闸门和站台构成绝缘，以保证铁轨与车站的电气隔离。

3.防夹结构设计

在轨道交通实际运营过程中曾发生过乘客被夹在关闭的站台门与列车门中间的事故，为了避免此类事故再次发生，需要对站台门界限尺寸进行改进，并优化站台门本体方案。

站台门界限尺寸的改进，需要尽早确定车辆尺寸，提前根据车辆实际尺寸制定车辆限界值，而不是按照全线行车的最大速度进行全线限界的计算，站台门应按照所提供的车站限界值进行设计。

站台门本体改进，在滑动门靠轨道侧底部设置有一定高度的倾斜防护挡板，扩大站台门系统的障碍物探测范围。滑动门边框底部设计改变形状，使伸出部分可以覆盖门槛。一旦门槛上仍有人站立或物品存在，则滑动门无法关闭，滑动门执行障碍物检测程序后，人离开或被夹物取出后，滑动门关闭。

五、地铁信号与屏蔽门联动控制系统的优点

地铁信号和屏蔽门联动控制系统已经成为了地铁安全、正常运行的设备之一，同时也是满足地铁高效率运行的重要辅助工具，在实际运营中起到了关键的作用。

1.增强屏蔽门联动系统的安全性与可靠性

屏蔽门和信号系统都是相互反馈的，任何一方发出信息或者是收到信息，都会反馈给对方，对方才会采取下一步的程序进程。这样做的目的是为了保证地铁在人流量非常大的情况下，减少人员受伤，避免因为乘客抢时间，乘坐地铁的时候被门夹伤，从而能够高效、安全的运营。

屏蔽门系统通过信号系统进行控制，当信号系统检测到屏蔽门处于不安全状态时，最直接的反应是关闭锁紧继电器落下，信号系统检测到关闭锁紧继电器落下后，会关闭站台

区域相关信号，除非通过人为检查站台没有状况，进行故障恢复或者将屏蔽门转换到旁路状态。

2.提升工作效率

屏蔽门和地铁信号都是相互反馈的时间十分短暂，并不是长时间的作业，基本上属于瞬间完成，地铁驾驶人员能够快速的收到屏蔽门是否关闭的信号，如果出现未关闭的情况也能够及时的反馈给站台工作人员，让他们协助处理突发事件；如果屏蔽门和地铁车门都已经全部关闭，那么地铁驾驶人员也能够快速的驾驶列车出发，从而提升运营的效率。

3.提高地铁企业竞争力

屏蔽门和地铁信号的相互反馈，都是属于自动化，没有人员操控，这样不仅仅能够降低地铁驾驶人员的反复操作，还能够降低人员成本，避免更多的站台人员的操作失误对运营质量的影响，从而提升乘客在乘坐过程中的体验，给乘客留下好的印象，提升在地铁企业中的竞争力。

六、结束语

综上所述，做好地铁屏蔽门的机械结构设计，是当前地铁安全管理的重要保障。在现今地铁建设中，屏蔽门已经成为了新线路设计时必须充分考虑的一项功能，将直接对乘客的生命安全作出保障。在实际工作中，我国地铁人员应加强屏蔽门系统的安全检测维护，及时发现地铁运行过程中的安全隐患，不断提高整体质量和工作能力，为旅客提供良好的交通环境，促进铁路交通健康稳定发展。

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