站台门关键部件安全检测技术探讨

张俊明1饶美婉2陈文才3何江海4何江5易

（1.广州新科佳都科技有限公司；2.广州地铁设计研究院有限公司；3.广州新科佳都科技有限公司；4.广州地铁集团有限公司；5.广州地铁集团有限公司；6.广州地铁集团有限公司）

摘要：轨道交通在城市交通系统中的优势逐渐凸显，站台门作为轨道交通的重要组成部分，同时作为乘客上下车的必要通道设施，安全性尤为重要。主要从电源系统、结构性能、DCU、人物遇阻、锁机构、安全回路方面的安全检测进行初步探讨。

关键词：站台门；DCU；安全回路

Abstract:Theadvantagesofrailtransportationinurbantransportationsystemaregraduallyhighlighted.Theplatformdoorisnotonlyanimportantpartofrailtransportation,butalsoanecessarypassagewayforpassengers.Therefore,itssafetyisespeciallyimportant.Thisarticlemainlydiscussesthesafetydetectionofpowersupplysystem,structureperformance,DCU,characters'resistance,lockingmechanismandsafetycircuit.

Keywords:Platformdoor;DCU;Safetycircuit

方便、准时、快捷的地铁已成为人们日常生活中重要的交通工具，站台门较好的解决了站台的安全与能耗问题，已成为轨道交通建设的标准配置。2017年9月，国内地铁日均客流量超过100万的城市已超过10座，北京、上海日客流量更是超过1000万。日益庞大的客流量，对站台门的安全要求也越来越高，如果能对站台门关键部件进行安全检测，可以大大提高站台门的安全性。城市轨道交通系统安全与运维保障国家工程实验室项目，主要从电源系统、站台门结构、DCU、人物遇阻、锁机构、安全回路方面提出安全性要求，对这些方面应进行的安全检测进行初步探讨。

1、电源系统安全检测探讨

电源系统应采用隔离电源，对由于闪电、放电、电网切换、电机启动和其它电网燥声引起的干扰具有抑制作用，具有保护设备的作用。隔离电源的电动势通过二次感应获得，与一次侧(与大地形成回路)不形成一个回路，不会造成触电，保护人身安全。

电源系统主要部件应实现模块化在线式热插拔及在线维修功能，实现完善的N+1冗余备份功能，无单点故障，主机设备个别部件的障不会引起整台设备的故障。机内采用冗余逻辑电源及冗余风冷设计的多重部件冗余措施增加整机可靠性。

电源系统的输出回路数应对应一节车厢的滑动门数，当其中一个滑动门回路电源故障时，其余回路的滑动门能够正常工作。

站台门系统的配电对PSC、DCU、PSL、IBP应采用互为独立的回路，相互之间无干扰。

电源系统的驱动电源蓄电池容量应能保证在断电或驱动部分故障时至少30分钟内，台门驱动系统可开/关门操作至少3次。控制电源蓄电池应能在断电或控制部分故障时，保证PEDC、PSL和DCU及其它控制用设备等持续工作至少30分钟。

智能绝缘可在线检测各馈线回路正负极对地绝缘电阻情况，绝缘电阻降低时予以报警，并能准确判断接地极性。

蓄电池端电压并不能反映电池的容量特性，容量严重下降的电池，在整组浮充电的电池中，其浮充电压几乎没有什么区别。一旦电池组进行放电，这些电池因为充电量少，端电压很快就会跌落，并妨碍电池组的放电性能。这时，从电池的端电压上可以很容易的发现他们，但是已经太晚了，电池组在需要备份电源的时候已经起不到备份作用了。内阻的实时检测比起目前行业内的端电压检测来说所起的作用是革命性的。

站台门会在高架站上进行安装，雷电以及大型电气设备的瞬间过电压更会通过电源、天线、无线电信号收发设备等线路侵入电气设备和网络设备，造成设备或元器件损坏，传输或储存的数据受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪、系统停顿。防雷器的应用能够较好的保护系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏。

在正常供电时，电源系统的蓄电池不应参与电源系统供电，以减少对蓄电池的损耗以及确保蓄电池组驱动时能够完全带动整个站台门机的供电。

2、站台门结构性能安全检测

结构性能及变形量应满足载荷设计要求，可参考下方测试方法验证。

上部敞开式站台门由于上部无约束，因此测试结构性能时，上部应无硬性连接。

3、DCU安全检测探讨

DCU是滑动门电机的控制装置，执行系统控制和就地控制设备发来的控制命令，能够采集并发送门状态信息及各种故障信息。每对全高站台门滑动门单元均应配置一个DCU，并安装在门体上部的顶箱内。半高门每对侧盒内则应设置一个DCU。DCU应由CPU组、存储单元、接口单元及相关软件等组成。

DCU应通过带反馈的闭环系统提供精确的速度和定位控制，按设定的速度曲线控制滑动门的开/闭和锁定。DCU同时向PSC传输信息，并在PSC上显示，这些功能应由DCU的内置CPU执行。

DCU应配置自动/手动/隔离转换开关的控制输入接口。DCU应配置手动开门/关门按钮及控制输入接口。DCU应能够对门状态指示灯进行正确控制，灯的状态包括：闪、常亮、常灭。DCU应配置用于开/关门命令及PSL相关功能回路的接口。

DCU应配置现场总线接口，DCU之间通讯用的现场总线是冗余线芯。

DCU内部应存储必要的速度曲线，设置多组门体夹紧力阈值（夹紧力阈值最大不应超过150N）、重关门间隔时间（0.3s,在0.3-2S内可调）和重关门延迟时间（2s,在0.1-5S内可调）和重关门次数（3次，1-5次可调）等参数。

DCU输入电源应具有过流、过压保护。

DCU的安装位置应便于维修。DCU应考虑维修便利性，安全回路不串接进DCU内部，以方便DCU故障时更换不影响行车。

DCU具有足够存放数据库和软件的存贮单元,具有自诊断功能。

DCU组按照其中设定的速度曲线实现对电机的实时控制，应能够准确探测门体、门锁等设备的状态信息。

DCU应可使用外接便携式测试设备（PTE），以便于调试人员对单个门单元进行软件调试及试验。通过DCU内设置的编程/调试接口，可在线和离线调整参数和软件组态，并可进行重新编程和参数的重新设置,具有本控制单元的可离线调试功能。

DCU应具有抗震、防尘、防潮及抗电磁干扰及静电干扰的功能，并应满足地铁环境要求，其密封等级不小于IP54。

DCU在门体接轨后能正常工作，门体接轨后，门体有可能带0～120V的波动电压，DCU应能在此波动电压范围内完全正常工作。

4、人物遇阻安全检测

站台门由于处于对乘客安全的角度，初期设定了滑动门关门过程中，在最后100mm的行程中动能不超过1J/扇门。滑动门在关门行程中的最大动能不超过10J/扇门。探测障碍物厚度≥5mm。滑动门在关门过程中，遇到障碍物且阻力≥133N时，将停止关门并立即后退等等硬性指标。

这些硬性指标同时也限定了非乘客因素下的遇阻，最主要体现为隧道风压（含正压和负压）作用下的遇阻。站台门因隧道风压遇阻的情况在各条线路时有发生。应通过收集人物遇阻与风压遇阻的不同参数，提取两种模式下的各自的特性，并通过建立具体的参考模型，使DCU能够识别人物遇阻与风压状态下的遇阻。当人物遇阻时，仍执行目前站台门的相关标准。风压遇阻模式下，应可以适当突破10J、1J、133N、5mm等参数的限制，确保站台门的有效关闭，并提高行车效率。

5、电子锁安全检测

锁机构包括滑动门电子锁、应急门/端门锁及其状态检测机构，锁机构是站台门系统关键安全部件。

电子锁的安全检测应从电气性能、耐久性检验、气候环境适应性、机械环境适应性、电磁兼容性、电气安全性等方面进行检测。

锁机构内部所选用状态检测开关，应为经过相关认证的安全开关。

应急门/端门锁应经过10000次连续无故障开关检测，10000次分为，站台侧5000次，轨道侧5000次。

滑动门电子锁应能进行100万次无故障关门。滑动门解锁机构应经过10000次连续无故障开关检测，10000次分为，站台侧5000次，轨道侧5000。

滑动门解锁机构及应急门解锁机构锁，解锁力不大于67N，且解锁力不应过小，以免受震动影响。

锁机构部件应为防火材料，满足在火灾紧急情况下使用。

寒冷地区，锁机构应考虑防冻措施。

6、安全回路安全检测

安全回路是站台门系统的“生命线”，直接影响列车的进/出站。

安全回路是由一侧站台所有滑动门/应急门关闭且锁紧的开关串联组成，用于证实整侧站台滑动门/应急门是否关闭锁紧，安全回路的继电器回路应通过双切回路方式实现。

安全回路采用的开关，应为经过相关认证的安全开关。

每个滑动门/应急门单元均应配置一个LCB，当此滑动门/应急门出现故障时，应被旁路，以便不影响整个安全回路信号。被旁路的滑动门/应急门应仍然处于受监视的状态。

当站台门关闭或列车具备发车条件时，安全回路信号仍无法被信号系统有效收到。应可通过一个“互锁解除”信号进行与信号系统的联通，互锁解除状态下，列车可正常进出站。

7、结语

综上，从电源系统、站台门结构、DCU、人物遇阻、锁机构、安全回路方面提出安全性要求，对这些方面应进行的安全检测进行初步探讨。如果能对以上关键部件进行安全检测，可以大大提高站台门的安全性。

参考文献

[1]中华人民共和国住房城乡建设部.GB50157-2013，地铁设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社.