SCI论文（www.lunwensci.com）
摘 要 ：城市轨道交通站台门作为乘客安全乘降及节能降噪的一套机电设备,对其内部结构构造的理解与掌握、对日常运 营及故障情况下的设备检修都有着积极意义。基于此,本文从系统结构角度出发,围绕站台门机械和电气两方面对站台门的内 部组成及电气原理进行介绍,并结合站台门控制级别阐述站台门的控制操作,为相关领域的从业者和研究者提供参考方向。
关键词 ：站台门,结构,控制级别
Research on Platform Door System ofUrban Rail Transit
LIU Yingying
(Hangzhou Wanxiang Polytechnic, Hangzhou Zhejiang 310023)
【Abstract】：As a set of mechanical and electrical equipment for passenger safety landing and energy-saving noise reduction, the understanding and mastering of the internal structure of urban rail transit platform doors are of positive significance for daily operation and equipment maintenance under the condition of failure. Based on this, from the perspective of system structure, this paper introduces the internal composition and electrical principle of the platform door from both mechanical and electrical aspects, and expounds the control operation of the platform door combined with the control level of the platform door, so as to provide reference direction for practitioners and researchers in related fields.
【Key words】：platform door;structure;control level
0引言：
随着国内城市化进程的大力发展,轨道交通运输方 式在公共交通运输行业,无论是从运能、安全还是乘客 服务等方面都表现出了优秀的执行力、保障力,受到越 来越多乘客的满意和喜爱。站台门系统是保证乘客站台 候车安全 [1] 及提高行车组织效率的重要组成部分,它 的存在对乘客及运营企业来说都是至关重要的,尤其是 在国内地下轨道交通快速、大量建设的现阶段,站台门 系统投入与使用是每个轨道交通车站运营管理的关键一 环。基于此,本文从站台门系统的机械及电气角度研究 分析站台门系统的各组成部分,以期对今后无论是乘客 方面针对站台门的安全使用还是车站员工针对站台门的 操作及维修提供一定参考。
1 站台门系统结构
广义上讲,城市轨道交通站台屏蔽门又称站台门, 它安装于车站站台边缘 [2],将轨道区域与站台候车区隔离,保证人员和设备的安全 [3.4]。细化来说,城市轨道 交通站台门一般有封闭式安全门和开放式安全门两种, 但从结构上来说,会有三种形式的站台门,即封闭式站 台门、全高式站台门、半高式站台门,三种形式的站台 门特点对比如表 1 所示。
封闭式和开放式站台门的组成、结构大致相同,按 照站台门系统的硬件及软件逻辑控制组成结构来看,均由机械部分和电气部分组成。机械部分包括门体结构和 门机系统 ;电气部分包括控制系统和供电系统。下面分 别对各组成子结构作介绍。门体结构由门体承重结构、 门槛、顶箱、门本体等组成。
1.1 门体承重结构
屏蔽门承重结构主要由伸缩装置、门机梁、立柱、 踢脚板、支撑底座等组成,主要承担站台门的重力负 载、隧道风压、乘客产生的外部压力等。
1.2 门槛
门槛是乘客上下车的跨越点,对应各门本体单元来 讲,包括固定门门槛、应急门门槛和滑动门门槛。
1.3 顶箱
顶箱置于门体顶部,顶箱内部放置门机驱动、锁紧、 传送带等装置。设置顶箱一方面可从乘客导向标识方面 设计站点信息等提示内容 ;另一方面顶箱的钢质材料也 可对其内部的带电装置起到一定的放电磁干扰作用。
1.4 门本体
门本体包含滑动门、应急门、端门、固定门。滑动 门是与列车门相对应可左右双向打开或关闭的门,是列 车正常运行时乘客上下车的通道 ;应急门是当列车门与 滑动门不能对齐时,供人员疏散的门 ;端门布置于站台 两端,结构与应急门相似,端门可向站台侧打开 90°角 度,当列车在区间隧道发生火灾等紧急情况时,即可作 为乘客的疏散通道,也是正常及非正常情况下车站工作 人员进入隧道的通道 ;固定门是不能打开的玻璃隔墙, 安装在滑动门与滑动门、滑动门与端门之间,是车站与 区间隧道隔离和密封的屏障。
门机系统由门控单元、驱动装置、传动装置和锁紧 装置等组成,门机系统的功能是在正常和非正常情况下 滑动门开关门执行。
1.5 门控单元
门控单元(Door Control Unit, DCU)由中央处理 器、接口单元、存储单元等组成,是门机系统的核心 [5], 能对滑动门的整个运行过程进行控制。
1.6 驱动装置
驱动装置由电动机与减速箱组件构成。电动机负责 通过传送带的配合对门体电能驱动供应,减速箱通过驱 动力矩的改变实现速度控制。
1.7 传动装置
传动装置一般采用皮带传动或齿轮传动形式,主要 传动对象是门扇。
1.8 锁紧装置
锁紧装置包括各种接近开关检测、电磁锁检测、手 动解锁检测开关、闭锁检测开关等。
中央控制盘 PSC、门控单元、就地控制盒 LCB、 就地控制盘 PSL、屏蔽门操作指示盘 PSA 等组成站台 门控制系统,各种结构通过通信通道连接在一起。
供电系统中,站台门电源供电部分主要包括驱动电 源和控制电源。(1)驱动电源。它是门机的电能来源, 为保证乘客的安全及车站的应急处理的时间要求,驱动 电源要按照一级负荷等级供电。(2)控制电源。它的服 务对象是系统的控制设备。一般来说,控制电源的后备 电源要能够保证 30min 左右的供电持续性,以为后续 的车站应急处理等留出充裕的时间。
2 站台门硬件接线
站台门控制系统是一个典型的机电一体化系统,其 通过 DCU 内的微控制器产生控制信号控制电动机,并 以电动机为动力通过机械传动机构作用于门体,微控制 器通过检测电动机的转子位置、转速、电枢绕组电流等 信号来实现控制系统对屏蔽门精确地闭环控制。
站台门硬件接线包含供电及模拟盘电气原理图、站 台门 DCU 电气原理图和 PSC 柜控制电气原理图几部 分,下面以湖南高铁时代公司的屏蔽门设备产品介绍屏 蔽门的硬件接线内容。
2.1 供电及模拟盘电气原理图
供电及模拟盘电气原理图主要规定了站台门、PSC 控 制柜和模拟控制盘供电的原理,电源端子布置如图 1 所示。
从保证安全乘车方面考虑,站台门还需要包含绝缘 设计,使站台门与车厢门保持等电位 [6]。
2.2 站台门 DCU 电气原理
站台门 DCU 单元控制硬件电路接线包含 DCU 电源 配置、PLC 供电及通讯等部分。通过 DCU 门控单元的 硬件电路搭建,可完成 PSC 控制盘的控制指令经 DCU 传输给滑动门,同时将滑动门现场位置开关的检测信息 经 DCU 传达给 PSC, PSC 发出的控制指令在通讯接口 的平台下由 PLC 工业编程转换成设备语言,以最终实现滑动门的开关控制。
2.3 PSC 柜电气控制原理
中央接口盘 PSC 内部含有站台两侧的两套相同且独 立的控制子系统组成,而每侧站台门又包括一套逻辑控 制单元 PEDC(Platform Emergency Door Controller) 和一套 PLC。这样的设计一方面可以使一侧站台门发生 故障时不影响另外一侧站台门的正常运行 ;另一方面是 每个独立的 PEDC 还可以使某一侧某扇滑动门故障时该 侧的其他滑动门不受影响。同时, PSC 还包括与 PSA、 仪表盘显示终端、信号系统硬线接口、柜体面板上的相 关自锁或自复位按钮开关、指示灯等的硬件连接,各模 块的硬件接线布局如图 2 所示。
在电气原理控制上, PSC 中央接口盘电气控制连接 了 PSL 就地控制盒、IBP 盘控制端、SIG 信号控制端。 通过硬件电路搭建、数据及通讯通道建立后, PSC 就可 作为指令发布的核心,使 PSL、IBP 和信号系统在不同 控制场景下实现对滑动门的开、关控制。在各种数据传 输过程中,为保证控制指令的正确执行,在站台门控制 系统设计时,要注意结合现场总线技术等对数据进行滤 波、降噪等处理。
3 站台门系统控制级别
控制系统可实现手动控制、就地控制盒控制、PSL 控 制、紧急模式综合后备盘(Integrated Backup Panel, IBP)控制(PSL 控制和紧急模式 IBP 控制组成站台级 控制)和系统级控制的层级控制。在上述五级控制级别 中,需要注意的是,手动操作级别最高,而对于作为站 台级别控制的 PSL 就地和 IBP 盘控制,要从两个方面 理解 ：(1)当考虑正常运营操作级高低时, PSL 控制级 别高于 IBP,即屏蔽门操作优先级从高到低 ：手动级 > 就地级(LCB)> 站台级(PSL)> 紧急级(IBP)> 系 统级 ;(2)当考虑紧急情况下的站台门控制级时, IBP 控制级别高于 PSL,即屏蔽门控制优先级从高到低 ：手动级 > 就地级(LCB) > 紧急级(IBP)> 站台级(PSL) > 系统级。站台门内部涵盖了各种电源、继电器和接近 开关等电子元器件,任何一种元件发生故障都会涉及站 台门整体结构的排查(如现场运行环境排查和元件故障 排查), 而站台门的五级控制级别在顺序逻辑上是严格 保持的,如紧急情况下当 IBP 盘屏蔽门操作处于允许位 时,此时操作站台侧 PSL 将无效。因此,对于站台门 系统五级控制级别的正确理解与掌握也是后续进行站台 门故障检修的关键内容,同时,在各地铁公司相关运营 方案中,站台门故障检修过程中也严格要求五级控制级 别的故障排查顺序。
4 结语
城市轨道交通站台门系统是一个涵盖了机械、电 气、计算机和通信等领域的自动化控制系统,其结构的 复杂性和专业性对地铁机电维修岗位有着固有的难度要 求。本文主要从机械和电气两方面介绍了站台门的结构 及构造,以期对今后即将从事站台门检修工作的人员或 其他相关领域研究工作者提供一定的参考方向。
参考文献
[1] 蒋玉虎,石彩霞.城市轨道交通站台屏蔽门系统优化控制设 计[J].科学技术创新,2018(27):112-113.
[2] 曾恒,李刚,李金峰.城市轨道交通全自动运行场景下的站台门 系统架构设计研究[J].城市轨道交通研究,2022.25(10):228-232.
[3] 宋鹏飞,马雯.城市轨道交通中信号系统与站台门系统的接 口分析[J].铁道通信信号,2022.58(5):92-95.
[4] 王永刚.城市轨道交通站台屏蔽门系统安全控制设计研究 [J].价值工程,2017.36(31):158-159.
[5] 阚庭明,王富章,魏奇.城市轨道交通站台安全门系统门控制 单元设计[J].制造业自动化,2012.34(23):136-138.
[6] 王晓阳.城市轨道交通站台门系统绝缘方案研究与探讨[J]. 现代城市轨道交通,2019(2):14-18.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jisuanjilunwen/67601.html
