軌道交通站臺門安全控制設計研究

肖迎俊，邱志新，馬 樂

(哈爾濱職業技術學院，黑龍江 哈爾濱 150081)

0 引言

軌道交通站臺門是軌道交通運輸體系中的重要組成部分，是促進站臺與列車溝通、引導乘客有序乘車并保證乘客乘車安全的重要設備。軌道交通設備自動化、智能化水平不斷提升，對站臺門系統安全提出了更高要求。加強軌道交通站臺門安全控制設計，成為軌道交通建設、管理以及發展過程中思考的重點內容。以下是筆者對站臺門安全控制設計的幾點體會。

1 軌道交通站臺門安全控制設計需求分析

對軌道交通站臺門安全問題進行分析可知，軌道交通系統在運行過程中的站臺門存在諸多潛在風險，將對站臺門系統、乘客以及列車運行產生不利影響。首先，軌道交通站臺門的開關主要通過車站信號控制系統操作，當感應裝置感應到列車進站并達到停車位置后，會將信號傳遞給控制系統，由控制系統控制站臺門開啟或關閉。當感應裝置出現故障或乘車人員過多時，將影響站臺門控制系統判斷，不僅會損害站臺門系統，也會對乘客造成傷害[1]。其次，站臺門與列車門之間存在一定距離，在站臺門安裝過程中，如果未根據相關規定準確控制站臺門與車輛輪廓線之間存在的距離，導致站臺門體與車體之間縫隙過大，容易造成乘客夾傷事故。

為提高軌道交通站臺門安全水平，實現站臺門系統運行安全風險有效規避，在安全控制設計中需滿足以下需求：(1)軌道交通站臺門系統自身質量達標。例如，玻璃是站臺門重要材料，如玻璃質量不達標，容易發生玻璃爆炸風險，影響列車運行，威脅附近乘客生命財產安全。對此，需要合理選擇玻璃材料，并控制好站臺門玻璃與地面之間的距離。通常以鋼化玻璃為主，距地面21.5 cm安裝[2]。根據軌道交通自動化駕駛需求，站臺門系統安全認證等級應在7級以上，站臺門生產檢測、安裝檢測、調試檢測結果皆要合格。(2)列車正常運行情況下，軌道交通站臺門開關操作需要與列車門開關操作相關聯，以保證站臺門與列車門同步開啟和關閉。與此同時，通過配置障礙物檢測裝置，能夠及時探測到站臺門與列車門既定范圍內存在的障礙物并及時預警，減少二次開關行為，控制其對站臺門以及列車安全運行的不利影響。(3)站臺門系統應具備單元單獨控制功能，當列車出現運行故障時，能夠有針對性開啟或鎖閉與故障車門相對應的安全門，使其不參與列車停站后站臺門開關作業。(4)軌道交通站臺門安全絕緣設計與安全防夾設計，是保障乘客安全的重要舉措。通過科學規劃絕緣區、設置絕緣層，降低乘客觸電風險；通過配置防夾裝置，降低乘客夾傷風險。(5)軌道交通站臺門需具備完善監控系統，能夠對站臺門工作環境、站臺門運行狀態等進行全面監測。其中，站臺門工作環境監測涉及的內容主要有列車風壓、人群密度等；站臺門運行狀態監測涉及的內容主要有站臺門體結構變形情況、站臺門開關速度、站臺門運行故障等。

2 軌道交通站臺門安全控制設計重點分析

軌道交通運輸對站臺門安全控制具有較高要求，根據站臺門安裝控制設計需求可知，站臺門安全系統屬于綜合型系統，涉及的安全控制內容相對較多。對其結構進行劃分，可分為現場監控單元、數據庫單元、中央控制單元、就地控制單元、信息傳輸與顯示單元等。(1)中央控制單位，為軌道交通站臺門安全控制核心單元，具備監控點控制信息、狀態信息、事件信息的收集、處理與利用，便于系統使用者能夠實時掌握站臺門運行狀態，并根據運行信息進行運行故障預測。(2)現場監控單元，能夠根據中央控制單元下達指令，依托各類傳感器、數據信息傳輸協議等進行現場信息、站臺門運行信息等收集與記錄，并將其存入數據庫中。(3)數據庫單元，是軌道交通站臺門安全控制系統各類信息(如站臺門狀態監測信息、站臺門外部環境檢測信息、站臺門系統歷史維修信息、站臺門運行障礙自動化處理策略等)管理的重要場所，在軌道交通站臺門安全自動化、智能化控制中發揮著至關重要的作用。(4)就地控制單元，能夠滿足軌道交通站臺門非正常運行狀態下或軌道交通列車緊急狀態下，對站臺門安全系統的人工控制需求，實現站臺門安全控制系統與列車駕駛員的有效交互。(5)信息傳輸與顯示單元，能夠通過總線接口、有線與無線通信裝置、現場總線網絡等，實現站臺門各類信息傳輸、轉換；依托顯示裝置進行監測信息查詢、監測數據下載。

3 軌道交通站臺門安全控制實現技術分析

軌道交通站臺門安全控制設計需求的實現，離不開安全控制關鍵技術支撐，在本次研究中涉及的技術主要有以下幾種。

3.1 站臺門狀態安全控制技術

站臺門安全控制中，關于站臺門狀態監測，側重于滑動門變形情況、站臺門開關情況、站臺門運行電壓情況、站臺門運行電流情況等監督控制。就滑動門變形監控而言，可按照如圖1所示布局設置傳感器進行安全控制信號采集、處理與利用，滿足滑動門變形監測需求。與此同時，引入障礙物探測技術，當感應到障礙物時將關門力釋放，使滑動門兩扇門自動朝反方向滑動(距離一般控制在50 mm左右)，并在短暫停頓后(0～10 s)繼續關閉門，當關門操作達到設定次數(通常為3～5次)且門仍無法關閉時，向控制中心發送故障報警信號，進行故障及時檢測與維修[3]。

圖1 滑動門變形監測布局

3.2 站臺門外部環境監測技術

影響站臺門安全運行的外部環境因素眾多，在對其進行安全監測與控制時，需根據具體控制要求合理配置傳感器，完成安全監測信號采集。如列車風壓監測時，可在站臺門軌道側配置風壓傳感器進行列車風壓信號采集、處理與傳輸；土建沉降量監測時，可在站臺板底梁位置配置傳感器進行土建沉降信號采集。為降低電磁干擾、振動干擾對各類監測信號采集準確性的影響，應選用抗干擾能力強、適用范圍廣的傳感器進行站臺門安全控制系統設計與安裝。

3.3 站臺門故障識別預測技術

站臺門安全控制設計中，故障識別與預測功能的實現，可利用深度學習技術進行故障預測模型構建。在模型構建過程中，依托軌道交通站臺門運行環境檢測技術、狀態檢測技術獲取人群壓力、列車風壓、土建沉降量、運行電流、運行電壓等實際信息，去噪、降維處理后，利用BIM技術完成模型修正，通過深度學習技術進一步完善模型，從而在模型應用下，實現站臺門故障科學預測。

4 結語

總而言之，軌道交通運輸事業高速發展，其在城市現代化建設中的作用不斷提升。為更好地維護與保障軌道交通運輸安全，有必要加強站臺門安全控制設計，提高軌道交通站臺門安全水平。在此過程中，相關部門以及工作人員應對站臺門安全控制設計需求有全面了解，能夠根據潛在風險確定設計重點，并以先進科學技術為支撐，將設計理念有效呈現，以滿足軌道交通站臺門安全控制需求，促進軌道交通安全運行。