B型地鐵列車車門等間距布置方案

■ 任天浩

0 引言

在某些新建地鐵項目的B型地鐵車輛招標書中，可以見到“鼓勵采用全列車客室車門等間距布置”的用戶需求，說明用戶在車門等間距布置方面存在一定的客觀需求，因此有必要對B型地鐵列車車門等間距布置的可行性進行研究，尋求滿足這種實際需求的可行性方案。

考察我國在線運用的B型地鐵列車目前還沒有采用全列車等間距車門布置的先例，所能了解到的國外地鐵列車也暫未發現有采用客室車門等間距布置的情況。對地鐵列車采用全列車客室車門等間距布置的可行性進行具體分析和研究，得出B型地鐵車輛采用全列車客室車門等間距布置時，在車門形式選擇及車站站臺長度等方面都將受到相應的條件限制；各車輛的載客量會發生相應變化，即車門間距方案的選擇將會影響載客量的大小。

1 B型地鐵列車車門布置方式

目前我國在線運用的B型地鐵車輛中，客室車門的布置方式一般為單節車的客室車門等間距布置，全列車客室車門不等間距布置，即每輛車的4個車門按照相同的間隔距離布置，而相鄰兩車之間的車門間距不同。以沈陽地鐵2號線列車為例，無論是頭車還是中間車，各車的客室車門均按照4 580 mm的間距布置，而1號車與2號車之間相鄰2個車門的間距為4 880 mm，相對稱的另一端6號車與5號車之間相鄰2個車門的間距為4 880 mm，其余各中間車之間相鄰2個車門的間距均為5 780 mm（見圖1，圖中僅以1～3號車為例，4～6號車與此對稱布置）。

由南車青島四方機車車輛股份有限公司生產的B型地鐵車輛大多采用上述車門布置方式。1號車前端的第一個客室車門已接近司機室后端墻，其定位前提一般是要確保在門機構安裝和檢修時不受司機室后端墻的影響，即在揭開客室側頂罩時能使門機構完全露出，以便進行安裝和檢修操作。由于1號車與6號車是對稱布置的，因此6號車的情況也完全一樣。

2 采用全列車客室車門等間距布置帶來的問題

若保持圖1中1號車（6號車）前端第一個客室車門位置與前端墻相對位置不變，采用全列車客室車門等間距布置時，相鄰兩車的車門間距應縮小，各車本身的車門間距應放大，按照均分法求出車門間距等分值如下：

（4 580×3×6+4 880×2+5 780×3）÷（3×6+1×2+1×3）=4 762.6 mm。

由此得出的全列車客室車門布置情況見圖2。按照上述方法實現的車門等間距布置使1號車（6號車）后端的車門距離車體后端墻很近，只有約492 mm。根據已有經驗，這種情況下車門機構的安裝空間明顯不足；而且已無法在1號車（6號車）二位端布置電器柜，這會導致客室電氣柜與其他各車不一致，電氣系統的設計會出現較多的不一致性，這對設計、制造、使用及維護等都十分不利。另外，按照上述布置方法，還導致2號車（5號車）、3號車（4號車）4個中間車的側墻結構出現差異，各車的車門和車窗位置均不相同，不僅車體側墻結構不同，還必然導致中間車客室內部的設備布置出現較大差異，使得中間車的品種和部件種類大量增加，不符合模塊化、通用化的設計思想要求，因此不推薦采用這種布置方案。

3 建議采用的客室車門等間距布置方案

3.1 布置方案

為了滿足模塊化、通用化的設計思想要求，4個中間車的結構應盡量相同，因此應優先考慮中間車的4個車門采用前后對稱布置，車門間距應按照中間車的長度均分得出。

圖1 沈陽地鐵2號線列車車門布置

圖2 端部車門位置不變時的車門等間距布置

仍以沈陽地鐵2號線為例，各中間車兩端車鉤連接線間距為19 520 mm，其4個客室車門的間距值應為19 520÷4=4 880 mm，按照這種車門布置方案，各中間車的車鉤連接線距離第1個客室車門的距離為2 440 mm，為了實現全列車客室車門等間距，則1號車（6號車）的第4個客室門距離車尾端車鉤連接線也應為2 440 mm，再以此為基礎布置完1號車（6號車）的各車門后即可滿足全列車客室車門的等間距布置。但此時會發現1號車（6號車）的第1個客室車門已被推移到司機室的空間內，在1號車（6號車）長度不變的前提下，司機室側門將與第1個客室門發生重疊。以沈陽地鐵2號線列車為例，將客室車門改為4 880 mm等間距布置時，各車門中心線所處位置見圖3。按照4 880 mm等間距布置客室車門時，1號車（6號車）的所有客室車門都要在原有基礎上前移，且第1個客室側門已與司機室側門發生重疊。解決該問題的一種辦法是：將1號車（6號車）前端加長，考慮到車輛結構的協調性及車輛在通過曲線時的安全性，加長量應盡量小，為此在這里嘗試給出一種最小加長量的方案，以探討其可行性。

首先司機室側門必須采用與客室側門不同類型的結構，若客室側門采用內藏門，則司機室側門應采用塞拉門或折頁門，這樣可避免在開門狀態下司機室門與客室門發生干涉；其次要保證客室門在打開狀態下不會遮擋司機室門，基于這兩個條件并考慮車門結構的基本需求，給出的加長量約為700 mm，由此所得出的車門布置見圖4。該方案中1號車（6號車）前端加長后，列車兩端車鉤連接線間距增加到119 660 mm，第一轉向架銷外車體長度達到4 400 mm，這會使列車端部在通過曲線路段時比原來更加接近建筑限界，但這種情況可以通過車頭兩側的合理修形來滿足列車通過最小曲線時的限界要求，因此，按照這種思路，只要站臺長度足夠，全列車車門等間距布置應該是可行的。此前我國多數B型地鐵線路的站臺有效長度都定為118 m，按照上述分析，如果要實現全列車車門等間距布置，那就必須在車站站臺設計時考慮增加站臺長度，使站臺的有效長度至少達到120 m。根據估算，只要站臺足夠長，將車頭端的長度進一步加長，使司機室車門與客室車門的間距能達到滿足全部采用內藏門時所需的距離，該方案是可以實現的。

3.2 載客量的變化

按照上述客室車門等間距布置方案，由于每2個車門之間的間距加大，使客室座椅的布置情況發生相應變化，各車廂中部的6人座椅可改為7人座椅，1號車（6號車）的座席數量可由36席增加到42席，其他車的座席數量在設置一處輪椅靠座的情況下，可由43席增加為46席，客室座椅平面布置見圖5。

3.3 可能存在的問題

圖3 客室車門按4880mm等間距布置時的位置變化趨勢

圖4 客室車門等間距布置方案（車體加長）

上述給出的車體加長方案是一種最小加長量的方案，其中并未考慮到第1個客室車門與司機室后端墻的位置關系，而實際上這樣會給第1個客室車門機構的安裝和維修帶來困難，這一問題可以通過特殊的司機室后端墻結構設計來彌補，或進一步將1號車（6號車）的車體向前加長，以改善第一個車門的安裝條件，這些問題都可在具體項目中進行討論解決。另外，由于1號車（6號車）為拖車，其質量一般要比動車輕約4 t，因此車體加長后所導致的質量增加也不會導致車輛軸重限制方面出現問題。不利的情況是：一旦選定車體向前加長，就必須考慮到站臺也應相應加長，會導致整個地鐵工程建設的費用增加；同時，車頭部太長會導致車頭兩側修形量加大，車輛外形可能會給人一種不協調的感覺。

4 設想與建議

在不改變地鐵車站站臺有效長度的前提下，對車門等間距布置方案提出另外一些設想，供相關技術人員討論。

（1）由圖3可以看出，當按照4 880 mm等間距布置客室車門時，1號車（6號車）的所有客室車門都要在原有基礎上前移，且第1個客室側門已與司機室側門發生重疊，為了不改變原有的列車長度，如果將這個與司機室側門發生重疊的車門取消，1號車（6號車）的每側都會變成3對客室側門（見圖6）。1號車（6號車）每側減少1對車門后，車廂前端的2個客室座椅可由原來的7人座椅改為9人座椅，1號車（6號車）坐席數量由42人進一步提升到48人。這種方案所帶來的問題是：1號車（6號車）的最前端會形成一個距離車門較遠的區域，在這一區域內的乘客上下車相對困難；但在一般情況下，列車兩端的客流量會比列車中部小，路程較遠的乘客在這個區域乘坐時受到中途乘客上下車的影響也要少一些，所以對遠途乘客來說這個區域應該是個不錯的選擇；至于緊急情況下的逃生問題，由于該區域緊靠司機室，可以通過司機室后端門進行逃生，這方面并不會存在問題。

圖5 座椅布置情況

圖6 1號車（6號車）每側設3對側門

（2）還有一種方案是將司機室側門取消，即1號車（6號車）的客室門數量仍為每側4對門，但不設司機室側門，司機通過司機室后端門進出司機室，這種方案在美國的地鐵車輛中采用較多，司機在到站停車時并不下車，而是通過司機室側窗探出頭來觀察列車后部情況，但在車站設置了全高型屏蔽門的情況下，這種瞭望的效果會受到影響，該方案更適合于車站不設屏蔽門的線路或車站全部采用半高型屏蔽門的線路。

總之，從以上分析來看，我國B型地鐵列車實現全列車客室車門等間距布置主要受到車站站臺有效長度的制約。如果保持站臺有效長度不變，車輛制造廠也可通過其他方式改變車輛的傳統結構來實現客室車門布置方面的創新。尤為重要的是，只有生產方與用戶之間開展更加深入的溝通和探討，才能使這些創新方案更好地滿足地鐵車輛運用方面的實際需求。