全自动运行系统站台门主要技术方案
符文杰
中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西西安 710043
摘要：站台门系统为城市轨道交通的重要组成部分，设置在站台边缘，将乘客候车区与列车运行区相互隔离，并与列车门相对应、可多级控制开启与关闭滑动门。全自动运行逐渐成为我国城市轨道交通发展的趋势，目前国内已运营的全自动运行线路较少，在建线路增多但技术方案并不十分成熟，本文对全自动运行站台门系统的关键技术进行归纳总结，提出了主要技术方案，搭建了基本框架，可供下一步深化设计，对后续全自动运行站台门设计能起到一定的指导作用。
关键词：全自动；站台门；方案
全自动运行系统，列车按无人值守全自动运行（UTO）模式运营，需站台门系统安全性、可靠性更高，现场门体调校精度高，门机锁紧度要求高，现场与综合监控、信号接口增多，调试任务繁杂。其中门体结构、安装方案、绝缘层方案等均与传统技术方案基本一致，为满足全自动运行系统运营需求，结合当下物联网、云平台、大数据等新技术，站台门新增以下功能。
1 SIL认证
全自动运行模式下，整个系统的自动化程度提高，由于缺少了列车司机和站务人员的介入，系统故障处理难度也增加，因此对各系统的可靠性提出了更高要求。根据全自动运行安全使用需求，需要对站台门系统进行安全评估，安全完整性等级不应低于SIL2级。
2 滑动门与车门故障对位隔离功能
2.1系统功能
全自动运行站台门系统在传统站台门的功能基础上，还需具备滑动门/车门故障对位隔离功能实现自动对位隔离，保证乘客候车及上下车安全。当个别滑动门出现故障，能够将故障滑动门关闭并锁定（人工隔离或自动隔离），并向信号系统发送故障信息（站台编号及故障滑动门编号），在列车到达该站台前，信号系统将此信息转发至车辆相关设备，列车将自动对应的车门进行电气隔离，使此车门在列车停靠该站时不参与开关门动作，同时通过车载广播系统通知客室乘客。同理，若列车客室车门故障时，站台门系统采取相同控制策略，列车停站时对应的滑动门应保持锁闭不参与开、关门。
2.2系统构成
在站台门与车门的对位隔离的功能设计中，对位隔离与信号接口设备采用了以太网、总线等通讯技术。站台门与信号系统间采用冗余的通讯接口，且该接口采用TCP/IP有连接协议；站台门内部采用冗余CAN总线；站台门和列车门的对位隔离状态均发送至综合监控。
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图1 站台门与信号接口图
2.3系统接口
站台门与信号系统的接口，在原有“开门命令”、“关门命令”、“所有门关闭且锁紧”和“互锁解除命令”等硬线接口之外，采用双路冗余的以太网接口，为站台门系统和列车门之间提供通道，传输对位隔离指令，该网络连接信号系统的前置机和站台门控制系统。
表1 站台门与信号新增接口功能表
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站台门系统
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信号系统
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接口功能
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接口类型
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接口位置
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中央接口（PSC）端子排
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控制电缆从信号设备室引至站台门设备室PSC端子排上。
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通过接口，上传故障信息（站台编号、滑动门编号等）至车辆，实现对位隔离，反之亦然。
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通信接口
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站台门设备室
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3液晶显示屏及语音播报装置
常规轨道站台门或列车门发生故障时，需要若干站务人员现场指挥，对流量巨大的一线城市或大型换乘车站，现场协调引导难度很大，场面很难控制，甚至引起拥堵踩踏等事故，传统的声光报警已不能满足全自动运行系统运营需求。
在每个滑动门单元顶箱前盖板设置1套液晶显示屏可供乘客读取、1套语音播报装置可向乘客播报门体故障隔离信息，当滑动门对位隔离时，提醒乘客此门故障，选择其他单元门乘车。液晶显示屏还可用于显示运营有关信息，亦可兼作车站导向指示牌；门体故障时，可显示故障信息。
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图2 液晶显示屏及语音播报装置布置示意图
4 站台门与车门间隙探测防护系统
4.1 系统功能
全自动运行系统，站台门开关过程无司机参与，仅通过传统的设置防夹挡板、瞭望灯带等被动防护措施已远远不能满足乘客上下车的安全防夹要求。为提高防夹的可靠性，保证车辆安全的发车离站，全自动运行系统在站台门与列车间隙之间设置间隙探测防护系统，能自动识别是否有乘客滞留或夹大件异物，可实现智能防夹。
4.2 系统构成
在每节车辆两端或每个滑动门单元配置1套间隙探测防护系统，每套设备主要由探测器、控制器、操作面板、报警装置、接口模块等组成。
4.3 系统工作原理
列车发车前，车门与站台门同步关闭，间隙探测防护系统在收到站台门系统的“关门”信号之后开始工作，并可以延时一定时间，保持工作状态至列车完全离开站台后停止工作，用于检测车辆与站台门间隙是否夹人或异物。当检测完成车辆与站台门间无异物时，探测防护系统向站台门系统发送安全状态信息，站台门系统将门体关闭锁紧状态信息与间隙无异物检测信息，以安全回路的硬线方式发送信号系统，信号系统开放发车指令，列车驶离站台；当检测到车辆与站台门间有异物时，系统进行报警处理，站台门安全回路断开，列车不能发车。
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图3间隙探测防护系统工作原理图
5 智能运维
5.1系统功能
站台门智能运维系统具备故障预警、智能诊断相关的智慧功能，在站台门关键部件如滑动门、电机、电源、电磁锁等部位设置传感器，将运行状态的监测数据采集、处理、上传、展示和存储，经参数跟踪、趋势分析、类比分析、多参量相关性分析，为维护人员提供丰富、专业的设备运行状态信息和图谱分析功能，可以预测系统主要部件故障发展趋势并能提供故障诊断结论和报警信息，并将状态信息和故障报警信息传送到智慧车站的综合运管平台。
5.2 系统构成
站台门智能运维系统由现场级设备、系统网络、车站管理层、中央管理层四部分组成。
表2 智能运维系统主要部件采集表
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采集核心部件名称
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监测数据信息点
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备注
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滑动门
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开关门速度曲线/开关门次数
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工作时/累计
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电机
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电压、电流、温度、转速
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工作时
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门控单元DCU
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输入电压、输入电流
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实时
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控制电源
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电池组电压、单体电池电流及温度
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工作时
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驱动电源
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电池组电压、单体电池电流及温度
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工作时
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电磁锁
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状态及故障报警
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实时
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门体绝缘
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绝缘值
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每天一次
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现场级设备包括实现站台门智能运维系统所需监测数据的采集、转换等设备。系统网络包括站内网络和远程网络，站内网络指站台门中央控制单元至车站云平台的数据传输网络及相应设备；远程网络指车站云平台至控制中心云平台的数据传输网络及相应设备。车站管理层包括车站云平台的站台门智能运维系统服务器、站台门运维系统车站终端。中央管理层包括控制中心云平台的站台门智能运维系统数据库，控制中心云平台的站台门系统服务器。
5.3系统接口：
表3 站台门与综合监控新增接口功能表
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站台门系统
提供
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综合监控系统提供
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接口功能
说明
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接口
类型
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接口
数量
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接口
位置
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提供光电转换设备（若有）的安装位置及供电。
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提供冗余的网络接口，提供综合监控设备室到站台门设备室的光缆、光电转换设，并负责安装。
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智能运维系统实现对站台门核心部件运行状态的监视等功能，将采集数据传送至 综合监控系统了，再完成数据传输到控制中心。
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冗余100M以太网
电口，RJ45，开放的软件通信协议。
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2 个/站
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综合监控
设备室
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6复合绝缘立柱及门槛
站台门与土建连接处主要分为门槛和立柱两部分，传统贴绝缘膜、喷绝缘漆方案随着运营时长容易脱落，出现局部绝缘失效，导致立柱、门槛对地不绝缘，乘客上下车时可能形成电位差，存在打火等安全隐患。全自动运行站台门立柱、门槛采用高分子复合绝缘材料，绝缘性能稳定持久且机械性能满足强度与使用要求，可有效的保证乘客安全。
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图4复合绝缘门槛
7站台PSL设置
对于全自动运行线路，站台门系统应满足各类运营场景，对于运营过程中可能发生的各种故障应具备相对应的预设故障运营模式。考虑到全自动运行模式下，列车无人值守，为保证一旦相关系统出现故障，站务人员可在最短时间内操作PSL进行开、关门，在每侧站台公共区适宜位置（两端端门固定门、站台中间位置）设置2～3部PSL，并进行互锁。
8结语
本文对全自动运行系统站台门主要技术方案进行了总结，可供后续线路站台门方案研究时借鉴，明确了以下几个功能要求。
（1）站台门安全完整性等级不应低于SIL2级；
（2）设置滑动门与车门故障对位隔离功能；
（3）滑动门顶箱前盖板设置液晶显示屏及语音播报装置；
（4）在站台门与车门间隙间设置探测防护系统；
（5）智能运维系统实现故障预警、智能诊断功能；
（6）采用复合绝缘立柱及门槛；
（7）宜在每侧站台公共区适当位置设置2～3部PSL。
参考文献：
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