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摘要：在轨道交通工程中，为了确保列车行车安全，车站站台的设置位置应满足列车运行限界要求，其中车站有效站台区域内的站台边缘距轨道中心线距离不应侵入车辆限界，这导致车站站台边缘与列车车体间存在一定的间隙，而且在曲线站台车站中该间隙值比直线站台车站大。为避免乘客上下列车的踏空风险，需要对间隙采取防护措施。为此，基于列车在轨运行的特点，分析并得出列车在不同线型车站的有效站台区域正确停车时站台边缘与列车车门处车体间隙值的计算公式，并提出了多种调整间隙的防护措施。通过模拟列车在通过站台时该间隙的变化情况，分析不同防护措施的设置参数以及对间隙的填充效果，对比各种防护措施特点后选定最有效的防护措施，并确定了该种防护措施的主要设置参数。
关键词：轨道交通；站台边缘；间隙；措施；参数
ＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＭｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅＧａｐＢｅｔｗｅｅｎＰｌａｔｆｏｒｍＥｄｇｅａｎｄ
ＴｒａｉｎＢｏｄｙｉｎＲａｉｌＴｒａｎｓｉｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ＨｅＸｉａｎｃｈａｏ，ＷａｎｇＰｅｎｇｂｏ，ＰｅｉＣｈｅｎｇｊｉｅ，ＨａｎＺｈｉｂｉｎ
（ＢｅｉｊｉｎｇＵｒｂａｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎ＆ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ４３００６２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｒａｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｓｈｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｒａｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｇａｕｇｅ，ｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｅｄｇｅｗｉｔｈｉｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｌａｔｆｏｒｍａｒｅａｏｆｔｈｅｓｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｔｒａｉｎｂｏｄｙｓｈｏｕｌｄｎｏｔｉｎｔｒｕｄｅｉｎｔｏｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｇａｕｇｅ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎａｃｅｒｔａｉｎｇａｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｔａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｅｄｇｅａｎｄｔｈｅｔｒａｉｎｂｏｄｙ，ａｎｄｉｎｃｕｒｖｅｄｐｌａｔｆｏｒｍｓｔａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｇａｐｖａｌｕｅｉｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｓｔｒａｉｇｈｔｐｌａｔｆｏｒｍｓｔａｔｉｏｎｓ．Ｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｒｉｓｋｏｆｐａｓｓｅｎｇｅｒｓｇｅｔｔｉｎｇｏｎａｎｄｏｆｆｔｈｅｔｒａｉｎ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓｎｅｅｄｔｏｂｅｔａｋｅｎｆｏｒｔｈｅｇａｐｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｒａｉｎｏｐｅｒａｔｉｎｇｏｎｔｈｅｔｒａｃｋ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｏｂｔａｉｎｅｄｆｏｒｔｈｅｇａｐｖａｌｕｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｅｄｇｅａｎｄｔｈｅｔｒａｉｎｂｏｄｙａｔｔｈｅｔｒａｉｎｄｏｏｒｗｈｅｎｔｈｅｔｒａｉｎｓｔｏｐｓｃｏｒｒｅｃｔｌｙｉｎｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｌａｔｆｏｒｍａｒｅａｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｉｎｅａｒｓｔａｔｉｏｎｓ，ｖａｒｉｏｕｓｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｇａｐ．Ｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅ ｇａｐｗｈｅｎａｔｒａｉｎｐａｓｓｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍ，ｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓａｎｄｔｈｅｆｉｌｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｇａｐａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｍｏｓｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｍａｉｎｓｅｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｉｓｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｆｔｅｒｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔ；ｐｌａｔｆｏｒｍｅｄｇｅ；ｇａｐ；ｍｅａｓｕｒｅｓ；ｐａｒａｍｅｔｅｒ
０引言
由于轨道交通列车在运行时受自身或外部条件的变化导致其外轮廓相对于轨道中心的位置处于动态变化［１］，为确保行车安全，根据国家相关规范要求，车站有效站
台区域内的站台边缘距轨道中心线距离不应侵入车辆限界，并与列车静态车体轮廓间预留一定的安全间隙［２］。受既有建筑及自然地势条件的限制，或为控制土建规模，部分轨道交通车站设计成曲线站台车站，而在曲线站台车站中，该间隙值需进一步增大。客观上造成了乘客上、下列车过程中踏空的风险。
近年来，许多学者对轨道交通列车车门处车体与站台边缘的间隙及防护措施做了研究，文献［３－９］对防踏空胶条的设置进行了研究。文献［８－１１］对伸缩式防踏空进行了研究。文献［１２－１３］对翻折式防踏空装置进行了研究。上述文献虽然对该间隙值做了总体性阐述，提出了较为可行的防护措施，并已进行了实际应用，但是没有对车门处车体与站台边缘的间隙值进行具体分析，没有对多种防护措施特点进行对比研究。
轨道交通线路由直线、圆曲线及缓和曲线组成。当列车在线路上运行时，其每节车厢的转向架中心点始终沿线路中心线运行［１４］。本文基于列车此项运行原理，来分析列车在不同线型车站有效站台区域正确停车时列车车门处车体与站台边缘的理论间隙值，继而结合市场上已出现的防护措施及其性能特点，以期能有效指导防护措施的选定及参数的设定。
１在站台侧设置翻折式防踏空装置
在每道滑动门门槛处设置一种如图１所示的翻折式防踏空装置［１２］。在列车到站停稳后，防踏空装置收到信号指令将翻折踏板展平以填补间隙，在所有滑动门及列车车门完全关闭且锁紧后，防踏空装置收到信号指令将翻折踏板往站台下部翻折９０°，空出安全间隙以保证列车正常行驶。防踏空装置配有手动操作的钢丝绳，当电气故障等导致翻折踏板无法翻转时，系统会自动报警，此时站务人员可手动拉动钢丝绳使得翻折踏板向下翻折而避免影响行车［１２］。
根据《地铁设计规范》（ＧＢ５０１５７—２０１３）表４．１．５可知，Ａ型车及Ｂ型车的客室车门开门净宽度在１３００～１４００ｍｍ范围内［２］。为保证列车正常停站时乘客在滑动门有效开门范围内进、出的安全，防踏空装置的长度应不小于滑动门开门净宽度。而常规列车的停站精度为３００ｍｍ［１５］，滑动门开门净宽度应按车门开门净宽度加２倍的列车停车精度值考虑，故而防踏空装置的长度Ｌｋ可按Ｌｋ≈１４００ｍｍ＋２×３００ｍｍ＝２０００ｍｍ进行设置。
为便于生产制作及尺寸控制，可将翻折踏板设计为矩形。由于翻折踏板在列车正常停站时才展平，列车运行前已翻折收回，其在列车正常停站时的设计宽度不会影响列车正常运行，故而该种防踏空装置伸出门槛端面长度Ｂｋ可约按该处站台边缘至对应列车车门中心处的间隙值Ｓｎ减去防踏空装置端部与中部位置处站台边缘分别与车体间隙的差值Ｘｎ再减去预留较小的安全间隙值Ｂｆ来设置。其中ｎ为每节车厢中对应的车门数字，Ｂｆ的具体值应与限界专业及运营部门共同研究确定。
１．１直线站台情形分析
根据《地铁设计规范》（ＧＢ５０１５７—２０１３）第５．３．８条可知，直线站台车站中站台边缘与列车各客室车门处车体的间隙值是同一值。当列车车门采用塞拉门时该间隙值为１０００＋５ｍｍ［２］，此时防踏空装置伸出门槛端面长度Ｂｋ＝１００ｍｍ－Ｂｆ；当列车车门采用内藏门或外挂门时该间隙值为７００＋５ｍｍ［２］，此时防踏空装置伸出门槛端面长度Ｂｋ＝７０ｍｍ－Ｂｆ。
１．２Ａ型车凸形曲线站台情形分析
Ａ型车凸形站台翻折式防踏空装置如图２所示。按图２分析可知，此条件下整个列车在３号门位置处站台边缘与车体间隙值达到最小值，在车头位置处站台边缘与车体间隙值达到最大值。列车各客室车门处车体与站台边缘间隙及防踏空装置伸长量计算公式如图３所示。
１．３Ａ型车凹型曲线站台情形分析
按图４分析可知，此条件下整个列车在３号门位置处站台边缘与车体间隙值达到最大值，在车头位置处站台边缘与车体间隙值达到最小值。列车各客室车门处车体与站台边缘间隙及防踏空装置伸长量计算公式如图５所示。
１．４Ｂ型车凸形曲线站台情形分析
按图６分析可知，此条件下整个列车在２号门与３号门间的正中位置处站台边缘与车体间隙值达到最小值，在车头位置处站台边缘与车体间隙值达到最大值。列车各客室车门处车体与站台边缘间隙及防踏空装置伸长量计算公式如图７所示。
１．５Ｂ型车凹型曲线站台情形分析
按图８分析可知，此条件下整个列车在２号门与３号门间的正中位置处站台边缘与车体间隙值达到最大值，在车头位置处站台边缘与车体间隙值达到最小值。列车各客室车门处车体与站台边缘间隙及防踏空装置伸长量计算公式如图９所示。
２在站台侧设置防踏空胶条
在每道滑动门边缘设置防踏空胶条，与门槛或站台板结合安装［３－９］。防踏空胶条采用刚性支撑内衬加外部橡胶的方式构成，刚性支撑部件确保防踏空装置具足够的强度，但不得侵入车辆限界，以不影响行车安全［７］。防踏空胶条应保证在垂直方向具有足够的硬度来支撑上方乘客的重量，但在列车运行方向应较软且具有一定的韧性，确保不对运营列车造成影响。
防踏空胶条长度Ｌｋ应不小于滑动门开门净宽度，Ｌｋ可按Ｌｋ≈１４００ｍｍ＋２×３００ｍｍ＝２０００ｍｍ进行设置。由于防踏空胶条设置于站台侧固定不动，而列车需进行运动，根据图１０及图１１的分析可知，防踏空胶条伸出门槛端面长度超出站台边缘与车体最小间隙值时，列车运动时车体将会与防踏空胶条干涉。因此防踏空胶条伸出门槛端面长度Ｂｋ应结合站台边缘与车体间隙的最小值Ｓｘｍｉｎ及预留较小的间隙值Ｂｆ来设置。
３在车门处设置防踏空装置
在列车的车门处设置如图１４所示的翻折式防踏空装置（或图１５所示的伸缩式防踏空装置［９］）。在列车到站停稳后，车门打开，防踏空装置收到信号指令将踏板翻折展平（或完全伸出）以缩减列车与站台边缘间的间隙；在所有滑动门完全关闭且锁紧后，防踏空装置收到信号指令将踏板往列车方向向上翻折９０°（或完全收缩），之后列车关闭车门并驶出站台。该种防踏空装置已在高铁部分列车上进行了应用。
安装在车门处的防踏空装置不能影响列车车门正常开、关门动作，故其长度应接近车门开门净宽度。故该种防踏空装置的长度Ｌｋ可按Ｌｋ≈１３００ｍｍ进行设置。
列车长期运行不可避免造成机械损耗，导致列车车厢地板完成面存在低于滑动门门槛表面的情况，而列车需要经过全线各个车站不同线型的站台，为避免踏板在填补间隙时与滑动门门槛干涉，踏板完全展平或完全伸出时不应触碰到滑动门门槛端面。故而该种防踏空装置伸出门槛端面长度Ｂｋｎ应结合车门ｎ在列车正常停站时各车站中对应站台边缘与车体间隙的最小值Ｓｎｍｉｎ减去防踏空装置端部与中部位置处站台边缘分别与车体间隙的差值Ｘｎ再减去预留较小的安全间隙值Ｂｆ来设置。
３．１直线站台情形分析
当列车车门采用塞拉门时各车门处防踏空装置伸出门槛端面长度Ｂｋｎ均应为１００ｍｍ－Ｂｆ；当列车车门采用内藏门或外挂门时各车门处防踏空装置伸出门槛端面长度Ｂｋｎ均应为７０ｍｍ－Ｂｆ。
３．２Ａ型车凸形曲线站台情形分析
按图１６分析可知，此条件下车门处防踏空装置伸出门槛端面长度的相关计算公式见图３所示。
３．３Ａ型车凹型曲线站台情形分析
按图１７分析可知，此条件下车门处防踏空装置伸出门槛端面长度的相关计算公式见图５所示。
３．４Ｂ型车凸形曲线站台情形分析
按图１８分析可知，此条件下车门处防踏空装置伸出门槛端面长度的相关计算公式见图７所示。
３．５Ｂ型车凹型曲线站台情形分析
按图１９分析可知，此条件下车门处防踏空装置伸出门槛端面长度的相关计算公式见图９所示。
４各种防护措施对比分析
目前市场上已出现并使用过的防护措施有翻折式防踏空装置、防踏空胶条及伸缩式防踏空装置３种。
（１）翻折式防踏空装置由电气系统及机械结构组成，在列车到站停稳后，电机驱动翻折踏板展平以填补间隙，在所有滑动门及列车车门完全关闭且锁紧后，电机驱动翻折踏板翻折９０°，空出安全间隙以保证列车正常行驶。
（２）防踏空胶条由刚性支撑内衬加外部橡胶的构成，通过预设的伸出量来保证列车正常行驶所需的安全间隙。
（３）伸缩式防踏空装置由电气系统及机械结构组成，在列车到站停稳后，电机驱动伸缩踏板完全伸出以填补间隙，列车准备离站前，电机驱动伸缩踏板收回到位，空出安全间隙以保证列车正常行驶。
针对以上防护措施在市场上的应用情况，对几种防护措施的特点进行了对比分析，详见下表所示。
５结束语
本文模拟了轨道交通列车在正常停车状态时与车站站台的相对位置关系，结合市场上出现的几种防护措施，分析并得出了列车各车门处车体与站台边缘理论间隙值
及防护措施设置参数的计算公式。
通过对几种防护措施进行了性能特点对比，得出如下结论。
（１）在车门处设置的防踏空装置受全线所有车站的影响，其适应能力差，同时对车辆结构影响较大。即使全线车站均为直线站台时其使用效果与在站台侧设置的防踏空胶条或翻折式防踏空装置效果无较大的差异，且其总成本较高，故不推荐采用。
（２）直线站台中考虑到防踏空胶条可靠性高，成本低廉且无专利风险，优先推荐采用防踏空胶条。
（３）曲线站台中尤其是小曲率半径的曲线站台门防踏空胶条的间隙填补效果远低于在站台侧设置的翻折式防踏空装置，故而在获得使用许可的条件下应优先考虑在站台侧设置翻折式防踏空装置，其次考虑设置防踏空胶条。
（４）选定的防踏空装置设置宽度及伸长量可按本文公式计算得出。
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