屏蔽门系统在地铁中的应用前景
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摘要：屏蔽门系统是一项集建筑、机械、电气、自动控制和计算机等多种学科于一体的高科技产品，它与运营息息相关，在日常工作中，必须减少屏蔽门故障的发生。需要制定详细周全的检查与维护保养管理计划，并细心全面地进行维护与保养，为乘客出行、地铁运行提供安全保障。
关键词：屏蔽门系统；地铁；应用
中图分类号：TL351文献标识码： A
引言
屏蔽门系统是一个典型的机电一体化产品,安装于地铁、轻轨等交通车站站台边缘，，设于站台边缘的有效站台长度范围内，以站台中心线两端对称布置，将列车运行区域与站台区域隔断，其滑动门与列车的车门相对应。
一、设置地铁屏蔽门的作用
保证乘客的人身安全，屏蔽门隔断了车站区域与轨道区域，可以把候车乘客阻断在站台区，防止乘客掉落轨道区域。而且屏蔽门只有在列车到站停妥后才能开启；节约能源，在地铁车站，由于屏蔽门系统的隔断作用，减少了列车在隧道内运行带来的冷气流与站台区域热气流的交换，可以节约车站环控设施的能源。降低噪声，提高候车舒适度。屏蔽门有效降低列车运行所带来的噪声，使乘客候车环境更加舒适；节省人力资源，由于屏蔽门能完全阻断站台与轨道区域，能保证乘客人身安全，因此，可以减少站台的接发列车人员，大大节省了人力资源。
1、地铁屏蔽门安全防护装置
1.1 物理方式
地铁屏蔽门安全防护装置的物理设置方式只能阻止屏蔽门的关闭，而像一些提醒，如报警功能却不具备。采用物理方式对地铁屏蔽门安全防护装置进行设置主要有两种设置方式。一是在地铁滑动门内框安装竖向防护挡板，其主要的目的就是由于物理设置方式没有报警的功能，容易出现安全的问题，而安装竖向防护板，并且在防护板上涂上一些鲜艳的颜色，就是为了能够提醒人们注意安全，起到警示的作用。
1.2 激光方式
地铁屏蔽门安全防护装置还有另外一个设计方式就是激光设置方式，该种方式要求的技术性较高，因此，在实际的应用中，需要具备较高的技术水平和技术支持。激光设置方式的原理主要就是当地铁列车进行停靠之后，需要开启屏蔽门，当乘客上完车或者下完车之后，屏蔽门会进行自动的闭合，利用激光的方式安装例如门磁开关，当检测到屏蔽门关闭之后，会自动的触发屏蔽门系统，对主机进行控制，发射激光进行供电。采用激光设置的方式有一个非常大的优势就是能够避免探测光束在屏蔽门与地铁车辆之间由于反复的反射而导致漏报警的情况，能够有效的确保列车的运行安全，确保乘客的出行安全。
2、地铁屏蔽门自动控制系统设计
2.1 微控制器和电机的选型
微控制器的选型，是从屏蔽门自动化控制系统的功能角度分析，对微控制器的要求是运行速度快、运行精度高，而且在通信方面具有良好的功能，这也是屏蔽门实现智能化控制的关键。笔者建议采用LPC2129微控制器，这种控制器由Philips公司提供，具有实时仿真支持功能，以及嵌入了高速的Flash存储器，确保存储器的接口和加速结构都能够在最大始终速率的状态下运行。LPC2129微控制器功耗低，包括2个32位定时器、4路10位ADC、2路CAN、9个外部中断器，适用于屏蔽门自动化控制系统的通信网管、协议转换器、嵌入式软件路由器等。
2.2 系统功能
在设计屏蔽门自动化控制系统的时候，需要明确的功能主要有两个方面，其中包括控制功能和监测功能。每侧站台屏蔽门均配置独立的单元控制器实现各级别控制及监视功能。在系统正常运行状况下，列车进站后停在允许误差范围内时，列车信号系统向屏蔽门发出开门和关门的指令，屏蔽门系统前端继电器识别为有效指令后，单元控制器发出相应的开门或关门指令，同时屏蔽门系统通过硬线连接向信号系统反馈开门或整侧关闭且锁紧信号，这就是屏蔽门系统级自动化控制。至于站台级别控制，则由包括列车司机和站务人员在内的系统操作人员，通过站台的PSL控制屏蔽门开关。为了达到更可靠的控制，开关门的指令均采用冗余设计，即两路开门和关门指令。为了辅助补充自动化控制系统，站台也提供手动操作的方式控制屏蔽门，以便在系统或电源发生故障以及其它紧急情况下，站台工作人员可以直接利用钥匙，乘客在轨道侧用门把手打开屏蔽门。
2.3 地铁屏蔽门自动控制系统设计优点
适用于各种类型的车站、各种类型的屏蔽门。以南京地铁为例，在南京地铁一号线未加装屏蔽门前，2005年至2011年共发生乘客落轨身亡事件3起，乘客落轨受伤事件5起，在南京地铁一号线屏蔽门安装完成后至今，未发生一起乘客落轨事件。屏蔽门安装后，可有效避免乘客候车时或在列车到达时探头张望和随车奔跑的危险行为，也避免乘客及所携带物品落入轨行区的风险。部分屏蔽门上还可安装探测各种障碍物的传感器，一旦探测到障碍物存在，传感器发出的信息将使屏蔽门再开闭机构动作，这样可有效地减少车门夹人夹物的概率。
地下站的全高屏蔽门由于地下车站和区间隧道是长条形的地下结构，除车站的出入口、通风亭和隧道的洞口之外，其他位置基本上与外部空气是隔离的，因此需要环境控制系统来保证乘客感官的舒适。全高屏蔽门在地下站安装后会减少夏季的冷量消耗，达到节能的目的。此外，还可以减少空调设备的功率互或容量，从而又可间接减少空调机房土建面积与建设费用。
3、地铁站台屏蔽门的绝缘与接地处理
3.1 接地和绝缘的原因
地铁列车采用直流供电系统，并且把钢轨作为回流轨，直接连到牵引变电站，为了防止迷散电流对地下金属管线的电腐蚀，钢轨和大地采用绝缘安装。为了接地，钢轨通过牵引变电所的接地母排和地网连接。这样，钢轨和大地之间存在电位差。屏蔽门门体结构的顶部和底部采用绝缘安装，即屏蔽门门体和大地是绝缘的。
根据城市轨道交通站台设计关于绝缘和等电位的要求，在屏蔽门投入运营后，屏蔽门门体和钢轨要保证等电位，即屏蔽门门体和钢轨要采用等电位连接。由于钢轨和大地之间存在电位差，那么屏蔽门门体和大地之间也就存在电位差。一旦当乘客上车手接触到门体或一只脚踩屏蔽门踏步板，而另一只脚踩大地时，在乘客身体内就有电流流过，这就是所谓的跨步电压的作用，这个电位差如果过大会危及乘客人身安全，为防止此电位差的形成则采用相应安全绝缘处理。不过有些地铁项目已经开始采用第三轨，钢轨不再作为回流轨，并且这也是一种趋势，在这种情况下，屏蔽门不再进行绝缘及等电位处理，因此站台绝缘和接地方案的设计必须是在“当列车采用钢轨作为回流轨”的前提条件下。
3.2 引入接轨电流监测装置
外部接触与粉尘侵入是造成站台屏蔽门绝缘性能下降的主要原因。为此要加强巡查，重点关注吊筋、桥架等可能与站台屏蔽门上部结构接触的外部设备，尤其是防范风管或水管金属保温层脱落引起的搭接；要加强日常保养，及时对门内、门槛下的粉尘进行清理，防止粉尘受潮后形成导体；要加强绝缘检查，定期对门体的不同位置进行绝缘电阻测试，发现绝缘异常后立即查找分析原因。落实整改措施。
3.3 绝缘异常时接地处理
当站台屏蔽门设备绝缘性能过低且故障暂时无法排除时，为了防止电流过大对设备造成损坏，对控制电源和驱动电源采用隔离变压器输出的站台屏蔽门，可以考虑临时将门体与钢轨的等电位接地断开，但须将钢轨电位限位装置处于合闸状态。由于电源经隔离变压器输出，因此门体绝缘不良时，其自身不足以影响乘客人身安全，但为防止因电位差给乘客带来的不利或伤害，在接地线断开期间需采取措防止电位过高。为了防止杂散电流对土建结构的腐蚀，此方法仅作为短时间内的应急处理措施。
结束语
总之，屏蔽门系统在地铁中的应用发挥着举足轻重的作用，加强地铁中屏蔽门的设计与研究，有利于减少了站台区与轨行区之间冷热气流的交换，降低了环控系统的运营能耗，更重要的是保证了乘客的人身安全，为乘客出行加强了安全保障。
参考文献
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[2]贺巧云.地铁屏蔽门自动控制系统设计分析[J].技术与市场,2011.
[3]邵森林.地铁站台屏蔽门的绝缘与接地处理[J].中国新技术新产品,2012.