軌道交通站臺(tái)安全門電氣系統(tǒng)架構(gòu)及安全保護(hù)措施探討

文/謝嶸，南京康尼電子科技有限公司

1 軌道交通站臺(tái)安全門的系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 站臺(tái)安全門的分類

現(xiàn)代交通軌道中，安全門系統(tǒng)已經(jīng)成為重要的基礎(chǔ)交通設(shè)施。在輕軌、地鐵等軌道交通的地面站臺(tái)和高架上，經(jīng)常能看到安全門。當(dāng)前我國(guó)軌道交通中常見的安全門主要包括：半高式安全門系統(tǒng)和全高式安全門系統(tǒng)。一般安全門在站臺(tái)的邊緣處設(shè)置，列車和站臺(tái)候車廳之間的距離被隔開，防止乘客發(fā)生跳下軌道或跌落等意外時(shí)受到傷害，使交通的安全性和舒適性得到保障。

半高式安全門系統(tǒng)的門高約為1.5m，輕軌的半高式安全門的外觀結(jié)構(gòu)是敞開式的，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全門系統(tǒng)和土建接口不用在站臺(tái)進(jìn)行特殊的絕緣處理，安裝便捷，是運(yùn)行鐵路線安全門理想的改造。全高式安全門系統(tǒng)具有安全、環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)良性能，同時(shí)還能減少站臺(tái)候車廳和軌道運(yùn)行軌線之間的區(qū)域的冷熱空氣交換，最大限度的降低環(huán)境控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中需要消耗的能源，使運(yùn)營(yíng)成本得到極大的節(jié)約。同時(shí)全高式安全門系統(tǒng)還可以避免乘客落入軌道運(yùn)行區(qū)域，使列車的安全性能得到提高，并且還可以對(duì)候車廳環(huán)境起到一定的美化作用。

1.2 站臺(tái)安全門的系統(tǒng)架構(gòu)

站臺(tái)安全門系統(tǒng)架構(gòu)主要有主控系統(tǒng)（PSC）、門控單元（DC U）、冗余的網(wǎng)關(guān)、就地控制盤（PSL）和綜合備份盤（IBP）構(gòu)成，如圖1所示。

如圖所示，在設(shè)置安全門時(shí)，如設(shè)置輕軌安全門，每6輛車可以編組12扇安全門，每扇安全門都可以通過DCU進(jìn)行控制，在每個(gè)DCU上配備了雙CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通訊；為了實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)的冗余通信，在上行和下行兩側(cè)均配備了兩個(gè)具有雙CAN口的網(wǎng)關(guān)。CPU1和CPU2指的是PSC主控系統(tǒng)的中央處理模塊，配有以太網(wǎng)通訊接口和標(biāo)準(zhǔn)的Modbus通訊接口，IBP和PSC上位機(jī)都采用商用計(jì)算機(jī)，有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通訊接口配備，依靠冗余的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，每側(cè)DCU都在不同的CAN網(wǎng)上掛著，再利用兩個(gè)冗余的網(wǎng)關(guān)用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊協(xié)議和PSC的CPU實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，IBP和PSC上位機(jī)是從冗余的以太網(wǎng)讀寫數(shù)據(jù)。按照該站臺(tái)的長(zhǎng)度，CAN網(wǎng)絡(luò)通訊波特率可達(dá)250k bps，MODBUS波特率可高達(dá)900kbps，以太網(wǎng)的傳輸速率可高達(dá)10 Mbps。根據(jù)這種通信速率，在單側(cè)站臺(tái)點(diǎn)對(duì)32DCU進(jìn)行配置時(shí)，每刷新一次PSC上位機(jī)只需0.5s。另外因?yàn)樵赑SC上位機(jī)的電源、控制器和網(wǎng)絡(luò)通訊都采用的是冗余的網(wǎng)關(guān)，DCU采用的是冗余的CAN通訊網(wǎng)絡(luò)，所以即使某個(gè)控制器突然發(fā)生問題，或突然中斷某網(wǎng)絡(luò)通信鏈路、或某電氣設(shè)備產(chǎn)生意外，都不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響。

2 軌道交通站臺(tái)門的多重安全保護(hù)措施

2.1 應(yīng)急門和端門

一般情況下應(yīng)急門和端門是緊閉著的，是隧道區(qū)間和站臺(tái)公共區(qū)域的良好屏障。當(dāng)進(jìn)站的列車無法和滑動(dòng)門對(duì)準(zhǔn)時(shí)，可以把應(yīng)急門和端門作為應(yīng)急輸送通道。一般應(yīng)急門上有門鎖配備，站務(wù)人員可以在用鑰匙打開站臺(tái)門；在軌道的一側(cè)配備著和門鎖聯(lián)動(dòng)的開門的推桿，乘客在軌道側(cè)還可以對(duì)開門推桿進(jìn)行推壓開門。

2.2 聲光報(bào)警

安全門端頭的指示燈和蜂鳴器的聲響共同構(gòu)成了聲光報(bào)警提示，和滑動(dòng)門的開關(guān) 、狀態(tài)、故障等形成聯(lián)動(dòng)。

2.3 電子鎖緊裝置

在每扇門的兩端都有電子鎖定裝置配備，每個(gè)電子鎖都配備兩個(gè)檢測(cè)安全門插銷位置的光電傳感器。如果關(guān)閉安全門，電子鎖裝置的插銷仍然在上面，說明沒有把門鎖上；在開門時(shí)，電子鎖定裝置的插銷無法提起，DCU就會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)通訊把這些故障信息傳送到PSC的主控畫面，操作員會(huì)及時(shí)了解該門發(fā)生故障的原因。

2.3 紅外線探測(cè)器

安全門端面的中下部都配置了紅外線探測(cè)器，關(guān)閉滑動(dòng)門時(shí)，如果進(jìn)出安全門的東西把紅外線探測(cè)器發(fā)出的紅外線光束遮擋住，滑動(dòng)門就會(huì)停止關(guān)門動(dòng)作，使乘客的人身安全得到保障；同時(shí)如果在關(guān)閉門后的3Os內(nèi)，仍然有乘客遮擋軌道運(yùn)行區(qū)域的紅外線光束，為了保護(hù)乘客的安全，安全門仍然會(huì)自動(dòng)打開。

2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)

安全門系統(tǒng)采取先進(jìn)的算法保障電機(jī)可靠平穩(wěn)的運(yùn)行，并使運(yùn)行中的滑動(dòng)門即使在遇到最小8mm的障礙物也能立即關(guān)閉，并且保持一定的夾緊力，放松被夾的人或物體。一段時(shí)間后時(shí)間跨度為0～lOs內(nèi)，會(huì)重新把門關(guān)上。在運(yùn)行中滑動(dòng)門最大動(dòng)能不應(yīng)超過10J，在最后100mm行程的運(yùn)行中，應(yīng)控制滑動(dòng)門最大的動(dòng)能不大于lJ，使運(yùn)行中的滑動(dòng)門即使碰撞到顧客，也不會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

3 結(jié)語

隨著城市生活中廣泛的應(yīng)用軌道交通，相關(guān)部門應(yīng)該對(duì)站臺(tái)安全門的系統(tǒng)架構(gòu)及安全隱患進(jìn)行認(rèn)真的研究，并采取合理的措施保證站臺(tái)安全門的可靠性和安全性，使城市良好的生活秩序和城市居民的安全得到維持和保障。