地鐵車輛緊急疏散門系統結構研究與選型建議

杜兆波，李淑俊

（中國南車集團 青島四方機車車輛股份有限公司，山東青島266111）

根據GB／T 7928-2003《地鐵車輛通用技術條件》的要求，在未設安全通道的線路上運行的列車兩端應設緊急疏散門。緊急疏散門系統一般包含兩部分，疏散門和疏散坡道（或疏散梯），也有門、坡道一體化結構的形式。緊急疏散門系統設置于司機室前方中心位置或者一側，其功能是在緊急情況下打開并形成逃生通道，使乘客能夠從列車兩端安全轉移至車外，避免或盡量減少乘客的傷亡。目前國內、外地鐵車輛緊急疏散門的結構有多種形式，在相同疏散寬度的情況下，其設計結構與選型的不同將直接影響緊急疏散門系統的疏散能力，為此對地鐵車輛緊急疏散門系統結構進行研究，給出選型建議。

1 緊急疏散門系統結構介紹

目前國內、外地鐵車輛緊急疏散門系統有多種形式，但歸納起來大致可分為兩種：門、坡道一體式結構和門、坡道分體式結構（分類框圖參見圖1），其中：門、坡道一體式結構緊急疏散門系統通常設置于司機室前方中心位置，且基本多被A型地鐵車輛所采用；門、坡道分體式結構緊急疏散門系統通常設置于司機室一側，且基本多被B型地鐵車輛和其他車寬較小的地鐵車輛所采用。

圖1 緊急疏散門系統分類框圖

1.1 門、坡道一體式結構緊急疏散門系統

門、坡道一體式結構緊急疏散門系統是指門扇與坡道組合為一個整體，可以整體打開形成疏散通道。

1.1.1 整體側擺與下翻打開復合式緊急疏散門系統

整體側擺與下翻打開復合式緊急疏散門系統結構較復雜，即可以下翻打開（參見圖2）自然形成一斜坡式疏散通道，也可以整體側擺打開，能夠同時滿足兩種疏散模式：列車到軌面的疏散和列車到救援車輛的疏散（參見圖3），該結構緊急疏散門系統現已在新加坡南北／東西線（NS-WS LINES）地鐵車輛上進行應用，國內暫無此類產品生產及應用，該緊急疏散門系統主要由門扇、下部滑動裝置、上導軌、鎖閉裝置、吊鏈連桿、門鎖、回收裝置、腳踏板和門檻組件等組成。

門扇主門頁通常采用鋼骨架結構，外部安裝玻璃鋼外罩，與司機室頭形相配合，次門頁通常采用鋁骨架與鋁蜂窩復合夾層結構，踏面上進行防滑處理。由于門扇展開后作為疏散通道使用，且受承載強度、次門頁收起時遮擋等因素影響，門扇上不能設置玻璃窗。下部滑動裝置為直線軸承長短導柱結構，與鎖閉裝置相配合可實現縱向前移和橫向側擺兩個方向的動作，門扇上部設側滑輔助臂，門口上部設上導軌，提供側擺輔助支撐。門扇與下部滑動裝置采用高強度不銹鋼通長鉸鏈連接。上部回收裝置設減速器、絞盤、纜繩等部件，減速器可控制門扇下翻打開的速度，避免下翻時沖擊力過大對部件造成損壞。吊鏈連桿在下翻慣性力的作用下驅使次門頁展開，并在坡道兩側自然形成扶手，可避免乘客疏散時從側部意外跌落。門框兩側設門鎖，保證在緊急疏散門收起時鎖住門扇。上導軌端部設觸點開關，該開關串入列車安全互鎖環路，確保緊急疏散門系統只有在關閉到位的情況下，列車才能牽引，以保證行車安全。

圖2 整體側擺與下翻打開復合式緊急疏散門下翻狀態

圖3 側擺狀態列車到救援車輛的疏散

1.1.2 單一下翻打開式緊急疏散門系統

單一下翻打開式緊急疏散門系統不設下部滑動裝置、鎖閉裝置和上導軌等部件，因此結構較側擺與下翻打開復合式緊急疏散門系統簡單一些，其他結構與其類似。目前此類結構的緊急疏散門系統使用較多，如上海軌道交通1號線、4號線、7號線、9號線、11號線等。

1.1.3 門、坡道一體式結構緊急疏散門系統的特點

（1）通常用于A型地鐵車輛，且設置于司機室前方中心位置；

（2）凈通過寬度相對較大，疏散能力強，一般疏散門凈通過寬度在1 100mm左右，坡道凈通過寬一般不小于700mm；

（3）受車鉤及自身結構等影響，坡道通常較平緩，坡度一般在16°～18°之間；

（4）適用于頭型弧度較小的地鐵車輛。

1.2 門、坡道分體式結構緊急疏散門系統

門、坡道分體式結構緊急疏散門系統是指門扇與坡道為分別獨立的兩個單元，分別單獨安裝，打開時需先開啟疏散門，然后再開啟疏散坡道，或者通過一套特殊的聯動裝置，使疏散坡道在疏散門開啟到位后自動展開，可滿足列車到軌面的疏散。疏散門有上翻式和側擺式兩種，疏散坡道有平板式和階梯式2種，因此有4種組合的緊急疏散門系統（參見表1）。

表1 4種組合的緊急疏散門系統應用情況

1.2.1 上翻式疏散門

上翻式疏散門是指門扇通過兩根空氣彈簧支撐，使門扇圍繞上部鉸鏈向上翻轉打開的疏散門，主要由門扇、門框、空氣彈簧、門鎖、鉸鏈和門狀態觸點開關等部件組成。

門扇、門框采用鋼骨架或鋁合金骨架結構，門扇外部罩有玻璃鋼外罩，內部加裝玻璃鋼或鋁板內飾，上部設夾層玻璃窗，采用粘接結構固定。鉸鏈采用高強度合金鋼制成，將門扇連接到車體骨架上并作為門扇的支撐。空氣彈簧提供門打開的動力，并作為打開后的支撐。門鎖采用伸縮式插銷鎖舌。

1.2.2 側擺式疏散門

側擺式疏散門是指門扇通過中部擺臂或上、下滑動裝置支撐，使門扇向一側打開的疏散門，主要由門扇、門框、空氣彈簧、門鎖、擺臂（或滑動裝置）和門狀態觸點開關等部件組成。

擺臂（或滑動裝置）將門扇連接到車體門口立柱上并作為門扇的支撐。空氣彈簧作為門打開的動力及阻尼，門鎖采用叉形楔緊鎖（或叉形二級鎖或其他型式鎖），門扇結構與上翻式疏散門類似。

1.2.3 階梯式坡道

階梯式坡道是指坡道翻轉展開后形成臺階式疏散通道，采用鉸接結構，折疊收起后放置于疏散門內側，主要由臺階坡道、支撐立柱、聯動連桿和鎖閉裝置等組成。

臺階坡道采用鋼結構或鋁合金蜂窩板兩種，支撐立柱采用鋼板焊接組成，鎖閉裝置通常為插銷式結構，聯動連桿主要作為各臺階聯動支撐。

1.2.4 平板式坡道

平板式坡道是指坡道展開后自然形成一斜坡式疏散通道，主要由坡道踏板、吊帶、回收裝置、鎖閉裝置、支撐立柱和連桿、空氣彈簧等組成。

坡道踏板采用鋁骨架與鋁蜂窩復合夾層結構，各踏板間通過鉸鏈連接，支撐立柱和吊帶主要為坡道承載提供支撐、空氣彈簧在坡道下翻時起到阻尼的作用，避免沖擊過大。

1.2.5 門、坡道分體式結構緊急疏散門系統特點

（1）適用于B型地鐵和其他車寬較小的地鐵車輛；

（2）凈通過寬度相對較小，一般疏散門凈通過寬度不大于700mm，坡道凈通過寬一般不大于550mm；

（3）平板式坡道坡度不大于30°（與水平面夾角），一般為22°，坡道末端距軌面高度不小于150mm，通常按150mm或200mm進行設計；

（4）階梯式坡道通常要陡一些，與水平面夾角約為60°；

圖4 上翻式疏散門和階梯式坡道

圖5 上翻式疏散門和平板式坡道

圖6 側擺式疏散門和階梯式坡道

圖7 側擺式疏散門和平板式坡道

（5）側擺式疏散門可適用于頭型弧度較大的地鐵車輛。

2 分析比較

緊急疏散門系統有兩個重要的指標：承載能力和疏散能力。

疏散能力：通常要求在30min（含門、坡道開啟時間）內將一列編組的AW1（座席載荷）+6人／m2站席不同年齡的健康乘客全部疏散完。

承載能力：坡道通常按9人／m2（60kg／人，6人／m2×1.5的安全系數）載荷設計。

下述首先從這兩個指標進行對比：

2.1 承載能力對比

門、坡道一體式結構緊急疏散門系統和分體式結構中平板坡道緊急疏散門系統的承載能力接近，B型地鐵車輛因緊急疏散門系統設置在司機室一側且坡道寬度稍小，整個坡道承載人數約為13人，但階梯式坡道由于坡度較陡，階梯一般為5級，每級按站立2人計算，承載人數約為10人，因此階梯式坡道承載能力較小。

2.2 疏散能力對比

疏散能力通常按每分鐘疏散的乘客人數來計算，疏散時間為緊急疏散門系統疏散時間+門系統打開所需要的時間。

根據現場試驗，平板式坡道緊急疏散門系統打開不超過0.5min；階梯式坡道緊急疏散門系統打開時間約為1min。

平板式坡道為斜坡結構，坡道平緩，更有利于疏散，根據實際測試結果，疏散能力約為60人／min；階梯式坡道坡度較陡，且為臺階結構，疏散能力較差，約為25人／min。

2.3 占用空間對比

門、坡道一體式結構緊急疏散門系統幾乎不占用司機室內部空間；門、坡道分體式結構緊急疏散門系統，坡道要單獨占用司機室內部空間，平板式坡道收起時厚度一般不超過450mm，階梯式坡道占用空間最大，收起時厚度一般不小于500mm。收起時高度：平板式坡道和階梯式坡道相近，約為1 000mm。

3 結束語

通過上述分析對比，門、坡道一體式結構緊急疏散門系統坡道平緩，疏散能力強，承載能力大，不占用司機室內部空間，適用于A型地鐵車輛，建議設置于司機室前方中心位置。缺點是結構較復雜，質量較大，成本稍高，同時由于門扇上不能設玻璃窗，司機室視野較差。門、坡道分體式結構緊急疏散門系統結構較簡單，成本低，質量較小，其中平板式坡道較平緩，疏散能力較強，承載能力較大，相對于階梯式坡道具有明顯的優勢，建議B型地鐵采用。

緊急疏散門系統承擔著緊急情況下疏散乘客，保證乘客生命安全的作用，由于目前對于地鐵車輛緊急疏散門系統疏散能力尚無標準明確規定，因此建議對緊急疏散門系統選型時優先選擇易于操作、疏散能力強的坡度式緊急疏散門系統。

［1］胡桂明，楊海通，劉厚林.地鐵車輛緊急疏散門系統分析及選型建議［J］.電力機車與城軌車輛，2009，（3）：52-53.

［2］殷瑞忠，俞太亮.地鐵車輛緊急疏散門系統［J］.現代城市軌道交通，2007，（4）：28-30.