關(guān)于城際軌道屏蔽門樣機(jī)型式試驗(yàn)的探討

林洪財(cái)

（西屋月臺屏蔽門（廣州）有限公司，廣州 511447）

0 引言

在總結(jié)工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)文獻(xiàn)資料和研究成果基礎(chǔ)上，對城際軌道屏蔽門樣機(jī)的性能型式試驗(yàn)進(jìn)行探討，確定了城際軌道交通屏蔽門樣機(jī)的型式試驗(yàn)方法和內(nèi)容。隨著屏蔽門機(jī)械構(gòu)件和控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化，屏蔽門系統(tǒng)因舒適、安全、節(jié)能環(huán)保以及提高了站臺服務(wù)水平，被廣泛地應(yīng)用在國內(nèi)的城際軌道交通線路中。對于城際軌道屏蔽門，相關(guān)的試驗(yàn)文章或研究不少，但國內(nèi)仍沒有完善的標(biāo)準(zhǔn)。希望通過對屏蔽門的型式試驗(yàn)的探討，確定相應(yīng)的試驗(yàn)方法和內(nèi)容，對國內(nèi)在屏蔽門型式試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的確立有實(shí)用參考價(jià)值。

1 樣機(jī)模型

樣機(jī)是由將會正式生產(chǎn)的部件構(gòu)成，并且符合最終的設(shè)計(jì)要求。屏蔽門系統(tǒng)由門單元模塊和PSCC模塊、UPS 模塊、PSL 控制盒等設(shè)備模塊化組成。樣機(jī)包括下列組成部分。（1）一套完整的屏蔽門樣機(jī)，包括滑動門、固定門、應(yīng)急門、立柱、蓋板組件、門檻組件、支承座、預(yù)埋件、控制主板和系統(tǒng)控制柜等；（2）屏蔽門系統(tǒng)控制柜，包括PEDC、PSA、控制繼電器、監(jiān)控系統(tǒng)等，接口有門單元控制接口，車站工作站和信號系統(tǒng)接口，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控顯示屏蔽門運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)故障信息[1]；（3）滑動門模塊，由蓋板組件、門頭組件和滑動門組成，狀態(tài)指示燈安裝在滑動門上方的蓋板上；（4）ATC信號測試盒模塊，模擬列車運(yùn)行系統(tǒng)信號。圖1所示為城際軌道屏蔽門系統(tǒng)樣機(jī)。

圖1 屏蔽門系統(tǒng)樣機(jī)示意圖

2 結(jié)構(gòu)性能測試

測試內(nèi)容包括站臺門經(jīng)受隧道側(cè)的風(fēng)壓、人群壓力載荷、列車壓力脈沖的能力、玻璃抗沖擊性能。

2.1 站臺側(cè)加載復(fù)合載荷

站臺側(cè)風(fēng)壓載荷均勻分布在門單元上，包括滑動門、固定門、應(yīng)急門和站臺側(cè)的蓋板，使用等價(jià)物將載荷加載在門單元上。除均布載荷以外，在一定高度上使用氣缸實(shí)現(xiàn)等價(jià)人群負(fù)載。使用傳感器和數(shù)據(jù)記錄軟件采集信號記錄變形量，分別記錄加載載荷前、加載載荷穩(wěn)定后和卸除載荷后測試位置的變形量；門結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，站臺門最靠近列車動態(tài)包絡(luò)線處的結(jié)構(gòu)偏移量不得超過12 mm。

2.2 玻璃抗沖擊性能測試

在測試架上懸掛一個沖擊球來撞擊固定的玻璃門，沖擊球要符合BS6206 標(biāo)準(zhǔn)要求，并且位于門扇中心，通過此試驗(yàn)來確認(rèn)門體沒有因永久性損壞而導(dǎo)致站臺與軌道間形成通道[2]。

2.3 軌道側(cè)復(fù)合加載載荷

站臺側(cè)風(fēng)壓載荷均勻分布在門單元上，包括應(yīng)急門、滑動門和固定門，使用等價(jià)物件將載荷加載在門單元上[3]。使用傳感器連和數(shù)據(jù)記錄軟件采集信號記錄變形量，分別記錄加載載荷前、載荷穩(wěn)定后和卸除所有載荷后測試位置的變形量；門結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，卸除負(fù)載結(jié)構(gòu)彈性恢復(fù)后，與原位置的偏差不能超過1 mm。

3 系統(tǒng)功能測試

系統(tǒng)功能測試內(nèi)容包括屏蔽門控制系統(tǒng)的功能測試、門單元動能曲線測試、障礙物探測測試、應(yīng)急門開門力試驗(yàn)，通過試驗(yàn)檢驗(yàn)門單元的速度、動能、開關(guān)門時間、手動解鎖力等參數(shù)是否滿足要求。

3.1 控制系統(tǒng)的功能測試

檢驗(yàn)所有信號是否正確發(fā)送與接收，經(jīng)過模擬信號系統(tǒng)以及測試門的自動運(yùn)行，測試屏蔽門的運(yùn)作模式是否滿足要求。該測試包括測試PSCC、PSL、ATC、DCU、IBP 5 個主要電氣控制部件的系統(tǒng)功能，以及協(xié)作下的工作模式是否滿足要求，是對屏蔽門控制系統(tǒng)性能的一個重要檢驗(yàn)。

3.2 門單元動能曲線測試

在門單元上安裝線性位移傳感器，并連接到記錄器上。將門單元從關(guān)閉位置打開，然后回到關(guān)閉位置，至少循環(huán)3 次，記錄數(shù)據(jù)并做分析。關(guān)門時最大的動能不能夠超過10 J，離完全可以關(guān)閉100 mm時，每個門的動能不能夠超過1 J。此試驗(yàn)通過門運(yùn)動的動能轉(zhuǎn)換為彈簧勢能測出屏蔽門單元運(yùn)動的動能曲線。

3.3 手動解鎖力試驗(yàn)

驗(yàn)證對開屏蔽門在系統(tǒng)通電時的手動操作/解除功能，包括測量手動開門力。當(dāng)滑動門完全關(guān)閉和緊鎖后，在軌道側(cè)操作緊急釋放把手，并用手持式量表測試施加到把手上的力，推拉滑動門的手動解鎖力應(yīng)不超過67 N。

3.4 滑動門開門力試驗(yàn)

將門解鎖，并部分打開門單元，使數(shù)字測力計(jì)能夠施加在其中一個門扇頁上，朝開門方向推動門體，記錄下啟動滑動門的力和持續(xù)推動門的力，所有開門力持續(xù)施加，不得出現(xiàn)突然轉(zhuǎn)換，避免產(chǎn)生錯誤讀數(shù)?；瑒娱T開始運(yùn)動時的力應(yīng)不大于133 N，保持滑動門在運(yùn)動過程的力應(yīng)不超過67 N。

3.5 應(yīng)急門開門力試驗(yàn)

使用測力計(jì)在軌道側(cè)操作應(yīng)急推桿打開應(yīng)急門，記錄開門力，繼續(xù)打開應(yīng)急門至全開位置，記錄完全打開門的力，釋放操作應(yīng)急門應(yīng)能自動關(guān)閉。推動應(yīng)急門解鎖的力應(yīng)不超過67 N，打開門單元至完全打開狀態(tài)的力應(yīng)不大于67 N。

3.6 門障礙物探測試驗(yàn)

在正常關(guān)閉過程中，如果門單元遇到障礙，門單元將后退且暫停2 s，然后減速關(guān)門直到運(yùn)行到發(fā)現(xiàn)障礙物的位置。如果障礙物已清除，門將加速到正常開門的速度。如果仍有障礙物出現(xiàn)，門單元將重復(fù)后退一定次數(shù)（該次數(shù)在0～10 次之間可調(diào)，一般為2 次），如果第三次又遇到障礙物，門將運(yùn)行到全開并保持開門狀態(tài)，滑動門上方蓋板上狀態(tài)指示燈將發(fā)出聲光警報(bào)。

3.7 障礙物檢測間隙試驗(yàn)

驗(yàn)證屏蔽門系統(tǒng)可以檢測到障礙物的最小厚度。關(guān)門循環(huán)過程中，在滑動門之間插入一個40 mm×5 mm 板，其中5 mm 沿滑動門方向的距離，關(guān)門過程中能夠檢測到5 mm厚度的障礙物，其運(yùn)動情況相當(dāng)于遇上障礙物。

4 百萬次加速壽命測試

測試屏蔽門系統(tǒng)包括樣機(jī)的驅(qū)動裝置、懸掛設(shè)備、安裝部件、頂箱結(jié)構(gòu)和門框承受100萬次完整的開/關(guān)門周期運(yùn)行的適當(dāng)性。使用帶有計(jì)數(shù)功能的信號模擬器向樣機(jī)發(fā)出開關(guān)門命令，每天發(fā)出7 200 次開/關(guān)門信號，樣機(jī)每天24 h 不間斷地運(yùn)行，直至完成最少100萬次完整的開關(guān)門周期。

測試過程中每天監(jiān)測屏蔽門的運(yùn)行狀況并記錄下來，每10 萬次對其進(jìn)行維護(hù)，檢查項(xiàng)目包括檢測導(dǎo)軌及滑輪組件、驅(qū)動裝置、皮帶是否正常，齒輪箱會不會出現(xiàn)漏油，門鎖開關(guān)功能和磨損零件的使用功能是否正常。完成壽命測試后，對主要部件進(jìn)行拆除和檢查，包括導(dǎo)靴、滑輪、皮帶以及碳刷，進(jìn)行測量并記錄數(shù)據(jù)，與開始壽命測試前的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確認(rèn)是否保持在評定范圍內(nèi)，對部件是否保持耐用進(jìn)行評估。

表1 屏蔽門設(shè)備發(fā)射極限值

表2 電磁兼容EMC試驗(yàn)項(xiàng)目

5 電磁兼容EMC試驗(yàn)

電磁兼容試驗(yàn)測試屏蔽門設(shè)備的抗干擾水平、設(shè)備自我產(chǎn)生或周邊設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾水平，定義了設(shè)備允許發(fā)射的標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示，確保相鄰設(shè)備之間不會發(fā)生電磁兼容干涉[4]。測試了信號線和電源線的傳導(dǎo)敏感度、馬達(dá)的工頻磁場、浪涌電壓、電壓跌落等項(xiàng)目，如表2所示。此試驗(yàn)檢測電磁兼容測試適用標(biāo)準(zhǔn)以及檢驗(yàn)屏蔽門設(shè)備是否能夠達(dá)到電磁兼容性要求[5]。

6 結(jié)束語

對于城際軌道交通屏蔽門的樣機(jī)測試內(nèi)容，各個公司、城際軌道交通屏蔽門項(xiàng)目的測試項(xiàng)目可能不相同。本文在地鐵屏蔽門項(xiàng)目、城際軌道屏蔽門項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)規(guī)范和研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，總結(jié)了城際軌道屏蔽門的樣機(jī)進(jìn)行型式試驗(yàn)的項(xiàng)目和內(nèi)容[6]。在實(shí)際應(yīng)用時可根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，相應(yīng)做一些增加或減少樣機(jī)測試項(xiàng)目和內(nèi)容[7]。對城際軌道屏蔽門的樣機(jī)進(jìn)行型式測試，為工程項(xiàng)目的實(shí)踐系統(tǒng)地提供了準(zhǔn)確、及時和豐富的信息，為設(shè)計(jì)優(yōu)化在結(jié)構(gòu)技術(shù)、系統(tǒng)功能和整體性能等方面提供了技術(shù)支持，在實(shí)踐中為理論研究提供了基礎(chǔ)[8]。