屏蔽门系统中的安全防护

屏蔽门系统中的安全防护
摘要：屏蔽门系统存在夹人的危害，为了降低其安全隐患，防止乘客被夹，屏蔽门厂家都在想尽办法，利用各种新技术、新设备提高屏蔽门的安全防护等级。

本文将介绍屏蔽门系统中几种较常见的安全防护实现方案。

关键词：屏蔽门安全防护障碍物探测
1.屏蔽门特点及其不安全因素
地铁屏蔽门系统一项集建筑、机械、材料、电子和信息等学科于一体的先进、节能环保型环控设备，沿地铁站台边缘连续设置，将列车运行区与站台区分隔开来，这不仅消除了乘客误落入轨道的危险因素，同时因站台与隧道的有效隔离，阻断了隧道内空气与车站内空调风之间的交换，使车站成为一个独立的空调场所，有利于降低能耗、节约能源，为乘客提供了一个安全、舒适的候车环境。

与此同时，我们也知道屏蔽门是与地铁车辆配合使用的，为防止运行中的车辆与站台屏蔽门之间发生碰撞，在空间结构设计上车辆与屏蔽门之间必须留有一定的“安全”距离，然而这个“安全”距离，使得在列车门和屏蔽门关闭后形成了一个不安全的封闭空间。

在上下班高峰时期，地铁站台拥挤现象普遍发生，甚至还有专人帮忙往车厢里推，这个时候进行列车门与屏蔽门的关闭，很有可能会将体型瘦弱的乘客或者儿童夹在屏蔽门与列车车体之间的“危险空间”中，若此时列车司机或站务员未及时发现被夹乘客，而使列车启动行车将会出现重大
伤害事故；即使此时乘客未被夹在“危险空间”中，也将被正在关闭的滑动门或列车门夹到。

屏蔽门与列车门之间的安全距离之所以被说成是“危险空间”，是被已经发生的客观事实所证明的。

2007年7月15日在上海轨道交通一号线，一名男性乘客在强行上车未果的情况下被夹在屏蔽门和列车车体之间的缝隙中，而列车司机和站务人员并未及时察觉到此情况的发生，列车正常启动发车，造成该乘客被挤压坠落隧道不幸身亡。

因此，针对屏蔽门系统安装后存在的安全隐患，在进行屏蔽门系统设计时必须考虑设置安全防护。

2.防夹人措施
目前屏蔽门系统中安全防护设置方式很多，总的来说主要包括：增设物理结构方式、非接触式红外或激光探测方式、接触式探测方式。

2.1增设物理结构方式
此种类型方案的设计思路是在屏蔽门的轨道侧门体上安装物理结构件，尽可能缩小或消除屏蔽门与列车之间的间隙，从而防止乘客意外进入该区域，但该方式不具备报警功能。

2.1.1滑动门斜面防站人挡板
为满足《地铁设计规范》车辆限界的要求，同时为防止乘客进入屏蔽门和列车门之间的空隙，在滑动门靠近轨道侧的滑动门底部设计安装斜面防站人挡板。

这是一种三角形的铝制板，当屏蔽门关闭时，斜面防站人挡板可以将屏蔽门和列车门之间剩余的地面空间填满使得乘客就无法在滑动门与列车门之间站立或逗留，杜绝了乘客主观逗留在滑动门门体和列车门之间的不安全状况。

斜面防站人挡板的安装无需额外加装有源设备，所以对正常运营不存在干扰，其接口简单，设计安装易行，装置成本较低。

但是该装置没有报警功能，且不能完全避免乘客进入屏蔽门与车辆之间的缝隙内，仍然存在安全隐患。

作为一种基本的防护装置，已经被各城市屏蔽门系统广泛采用。

它的缺点是乘客可能由于拥挤，在车门先开的情况下被挤
出车厢无处落脚，脚滑入站台和车体的缝隙后发生伤害；同时该方法不能解决类似夹包问题。

2.1.2滑动门金属挡板
在滑动门轨道侧，距离门槛300~1000mm高度范围内，在两扇滑动门边缘设计安装有金属挡板，通过金属挡板增大了滑动门关闭过程中执行障碍物检测时的探测空间，增大了乘客被滑动门夹到的可能性，从而减小乘客被困在危险空间的机率。

由于这种情况下所实现的是接触式障碍物探测，当关门阻止力达到阈值时，门控单元会做出判断，实现接触式障碍物探测，乘客不会被夹伤。

滑动门金属挡板的安装虽已侵入限界，但因其外敷材质为软橡胶或相似触感的材料不会刮伤车体，也无需额外加装有源设备，是目前比较有效的方法之一。

当然，这种方式同样不能解决类似夹包的问题。

2.1.3横挡
为减少乘客被夹在屏蔽门与列车门之间的可能性，设计人员设计在滑动门轨道侧上安装多道材料软硬适度，即不会刮伤车体，又要有一定的硬度的横挡，以保证乘客不会被困在危险空间中。

从理论上来讲这似乎是一种有效的方法，但缺点是它的安装已经侵入限界，同时由于安装多个横挡使得滑动门门体重量加大，使得滑动门启动时瞬间冲击电流增加，运动能耗加大，不利运营。

2.2非接触式红外或激光探测方式
如前文描述，仅仅依靠物理结构方式来降低屏蔽门与列车门之间危险空间安全隐患的方式还是存在比较大的局限性，因此各厂家考虑增加采用非接触式红外或激光探测的方式来检测屏蔽门与列车门之间的障碍物，具体方案如下：
2.2.1软灯管
该方案的设计使用最早是在广州地铁，广州地铁运营公司自己设计在屏蔽门尾端立柱外侧加装竖行的黄色软灯管。

正常情况下，列车驾驶员可清楚地?望到屏蔽门与车门之间的间隙情况，若此时有乘车被夹在屏蔽门与列车门之间，黄色灯光就会被遮挡住，发现这种情况时，列车司机就不会开车，如此一来可有效地防止乘客被夹在屏蔽门与列车门之间的事件再次发生。

而之所以采用“软”灯管，是因为若安装的太靠近门体则有可能检测不出异常情况，只能将该灯管安装在缝隙正中间，而安装在正中间时已经侵入车辆限界，因此必须使用软灯管，使之在与车辆发生碰撞时不会刮伤车体。

在地下直线站台上这种方式是比较有效的方法之一。

而它的缺点是该方案只适合地下直线站台的应用，对于曲线站台和高架及地面站台不适用。

站台是曲线时，列车司机在车头无法看到尾部的软灯管；高架和地面站台，由于受自然光线的影响列车司机看不清尾部的软灯管。

2.2.2红外光幕
类似垂直升降电梯加装红外探测装置，目前红外光幕也被用在屏蔽门与列车门之间缝隙的探测。

该装置有由红外发射装置和红外接收装置组成，构成红外线控制系统的发射与接收器分别安装在两侧，形成一道光的屏幕。

其检测装置的启动和停止由滑动门门控单元控制，当滑动门关闭且锁紧后门控制单元启动红外检测装置监测列车门和屏蔽门之间是否有人存在，如果物体阻断了光幕，接收器无法接收到发射光的信号则发出声光报警信息，以告知列车司机或站务员此时不允许可发车；如果没有物体阻断光幕，接收器能够接收到发射光的信号则表示正常，可以发车。

它的缺点是安装后将发生侵限；另由于红外线束存在
2°-3°的发散角，决定了红外光幕的扫描距离不会太远，在对一侧站台屏蔽门进行探测时，需要安装多对红外光幕，增加
了故障点，影响运营效率，并且红外可靠性要比激光探测装置差。

2.2.3激光对射
激光对射的使用方案和红外光幕相类似，但由于其聚光性能好，发散角度小，在进行直线站台屏蔽门与列车门缝隙的检测时，只需要在站台的两端安装发射器和接收器即可，大大降低了设备故障点及误判率。

其装置的启动与停止可以通过一侧站台滑动门的关闭锁紧信号来进行协调控制，并在车头端设置控制箱用以显示探测状态。

激光对射的安装同样会发生侵入车辆限界的问题，并且其安装精度要求高，不宜采用软质材料。

另由于光的特性，激光对射同样不适合曲线站台首尾两端安装的设计方案，但可采取曲线站台上每节车厢安装一对的方法。

2.3接触式探测方式
接触式探测方式即滑动门障碍物探测功能。

为防止有乘客被滑动门夹住的事件发生，滑动门控制设计有障碍物探测功能，若在滑动门关闭的过程中遇到障碍物（夹到乘客），电机电流将迅速升高。

当电流高出阈值并维持一定时间后，门控单元即认为关门遇到障碍物，此后开始执行障碍物控制程序，门控单元将使电机电流迅速降为零，滑动门失去驱动力，释放障碍物，或是门控单元控制电机驱动滑动门向开门方向运动，防止乘客被夹伤。

2.4防夹人方案运用状态
防夹人措施中，设置斜面防站人挡板与滑动门障碍物探测功能在是目前各厂家都在使用的方案；而在滑动门上设置金属挡板的方案及加装软灯管的方案也在多条地铁线路上成功运用。

红外光幕探测方案由于其安装后故障点较多，抗外界杂散光和电磁干扰的能力较差，且易产生的上下邻近系统互相干扰的问题，目前在线路上运用的不多。

对于激光对射，由于其设
备造价较高，是目前比较新兴的设计方案，在各地铁系统的安装数量不是太多，对设备的稳定性还没有十分广泛的样本可供分析，因此其性价比决定了能否在屏蔽门系统中普及的主要因素。