屏蔽门漏风对地铁站台公共区弥散送风效果的影响研究

弥散送风系统(DASS)能为地铁站台公共区提供舒适的热环境,但地铁实际运行中站台存在屏蔽门漏风,对DASS送风气流的影响需要进一步研究。采用数值模拟方法,对屏蔽门漏风作用下站台公共区DASS的送风效果进行研究,并对DASS送风板开启位置进行了优化。结果表明:不考虑屏蔽门漏风作用时,一侧射流式DASS方案的站台公共区温度分布不均匀,靠近送风口一侧温度高,局部区域高于32℃;列车进站时,送风侧吊顶满布弥散送风板的方案使送风出现短路,部分气流直接从楼扶梯口排出,站台公共区靠近送风口一侧温度高于30℃,温度分布不均匀;楼扶梯附近的吊顶板封闭时,避免了气流短路现象,站台公共区温度在23~30℃范围内,送风效果得到改善;列车离站时,将楼扶梯附近的吊顶板封闭,人员活动区温度在28℃以内,满足热舒适要求。

高速地铁气动荷载对屏蔽门的影响分析

研究目的:随着城市的快速扩张,以及都市群的形成,为提高旅行速度,许多城市已建设或即将开始建设速度大于100 km/h的高速地铁项目。高速运行的地铁列车其气动效应会对轨侧设备设施产生脉动风压,作用在屏蔽门上的脉动风压会影响屏蔽门的启闭和可靠性。本文采用三维数值计算方法分析了高速地铁过站越行时,列车速度、活塞风井开闭、有无列车阻塞对轨行区压力波和屏蔽门气动荷载的影响。研究结论:(1)活塞风井开关对压力波变化存在影响,活塞风井开启时压力波1 s和3 s内的变化极值都大于活塞风井关闭时;(2)列车运行速度、活塞风井开关、车站内是否存在列车阻塞,三个影响因素相比,列车运行速度对隧道内压力值及屏蔽门气动荷载的影响最大;(3)列车速度为100 km/h时,屏蔽门承受最大风压为1.042 kPa;列车速度为140 km/h时,屏蔽门承受最大风压为1.486 kPa;(4)本文提出的高速地铁过站越行时压力波特性及对屏蔽门气动荷载的影响规律,可为后期类似工程采取有效防治措施提供参考依据。

站台门间隙探测装置在全自动运行地铁线路中的应用

[目的]在全自动运行地铁线路中,站台门与列车之间存在间隙,有夹人夹物的风险。为确保行车安全,必须设置间隙探测装置。[方法]简要叙述了间隙探测装置的现状,重点讨论了激光间隙探测装置的工作状态,对比了激光间隙探测装置与列车运行进行互锁以接入行车安全回路的两种模式,并对全自动运行地铁线路中防夹安全装置的应用提出建议。[结果及结论]激光间隙探测装置的启动和停止由信号系统直接控制,并由信号系统直接获取该探测装置的间隙检测状态。激光间隙探测装置是在列车门和站台门均关闭且锁紧后才开始检测,避免了在站台门关闭后而列车门仍未关闭这种极端情况下的检测,对于探测装置而言其探测环境更优。当装置探测到有障碍物或误报时,信号系统可自动控制车门和站台门重新开关,门关好后重新启动探测,降低对地铁运营的影响。另外,在全自动运行地铁线路中,考虑同时设置传统物理防夹装置及激光间隙探测装置,预防发生站台门夹人事故。

城际列车过站对屏蔽门风压荷载影响规律研究

城际铁路列车高速过站引起的风压对屏蔽门施加了较大荷载,为确保屏蔽门安全使用,实现合理设计与建造目标,需探索屏蔽门上风压荷载的分布规律与作用机制。使用Fluent软件,选用RNG k-ε湍流模型,采用有限体积法对控制方程进行离散,采用二阶迎风格式和中心差分格式分别求解对流和扩散通量,开展城际铁路列车过站对屏蔽门风压荷载影响规律研究。研究结果表明:列车高速过站时,封闭区域净空面积的增加使被压缩的空气能够更快消散,从而减小屏蔽门的风压荷载,使屏蔽门所受风压荷载的各项极值减小;列车到达屏蔽门前,屏蔽门距站台边缘退避距离的小幅变化对屏蔽门风压荷载极值的影响不明显;列车到达屏蔽门后,封闭区域内的气流变化和分布更加剧烈和复杂,净空面积的增加,使屏蔽门风压荷载受到屏蔽门退避距离变化的影响更为显著;列车过站速度的提高,将使屏蔽门所受风压荷载极值增加;列车过站过程中,屏蔽门各点荷载极值沿列车行进的方向总体减弱,但在列车过站速度提高时,屏蔽门在沿列车行进方向的末端附近,荷载最小值(吸力)有增加趋势,且速度越快,该现象越明显。

地铁站台火灾工况下不同排烟方案的排烟效果数值模拟研究

为研究地下车站全封闭岛式站台火灾时的排烟效果,以成都市某地铁车站为研究对象,利用FDS(火灾数值模拟)软件内的LES(大涡模拟)对开启屏蔽门首尾滑动门、独立设置辅助排烟风管、轨顶风道侧排风口、复合式屏蔽门四种排烟工况下的站台火灾场景进行数值模拟。结果表明:针对地下车站全封闭岛式站台公共区火灾,采用复合式屏蔽门的排烟模式,可快速排除站台层烟气,有效的改善站台层发生火灾时的逃生环境,为人员疏散提供更多的时间。

站台屏蔽门等电位设计方案研究

站台屏蔽门是轨道交通中设置于站台边缘分隔轨行区与公共区用于保障乘客人身安全的机械设备。目前在轨道交通中供电系统常采用走行轨回流,且站台屏蔽门与钢轨等电位连接设计方案。本文通过分析站台屏蔽门等电位连接系统回路,分析总结等电位连接方案在工程中常见的问题,提出站台屏蔽门不等电位设计方案,为今后新建城市轨道交通线路站台屏蔽门设计提供参考。

基于集群控制的轨道交通全移动式站台门系统设计

随着我国高速铁路和城市轨道交通的迅猛发展,以及“四网融合”战略的加速推进,针对不同车型列车共线运营的需求,传统站台门与车门对位难题凸显。文章提出一种集群控制的轨道交通可移动式站台门系统设计方案,在站台边缘安装隐藏轨道,并在轨道上布置可移动门体,门体可智能识别并跟随不同列车车门的位置变化,自动调整位置以形成精准的滑动门通道。通过引入粒子群优化算法,计算出最优的移动路径和速度,确保站台门与每一列车的车门精准对位。在实验室环境中对该系统的样机进行研制与功能测试,结果显示其可准确配合各种车型列车,具备工程实施的基础,使得该系统在现代多元化、复杂化的轨道交通领域中具有极高的应用潜力,对推动行业技术进步具有重要意义。

地铁站台门系统门机电源设计优化方案

在地铁行业中,站台门系统不仅可以保障乘客的安全,还可以为乘客提供舒适的候车环境,而站台门的电源系统是其重要组成部分之一,当站台门电源系统出现异常,如驱动母线电压过低、驱动母线绝缘不平衡、控制电源异常、UPS蓄电池组异常,会直接导致站台门系统故障,从而影响乘客乘降,情况严重时还会对地铁的安全运营造成威胁。基于该原因,文章对地铁站台门系统的门机电源可靠性进行深入分析,并结合既有线路运营情况提出相应的解决思路与优化方案,该方案不仅能提高站台门门机电源的可靠性,还可降低站台门设备故障率,对站台门设备的稳定运行起到积极作用。

基于ANSYS软件的地铁屏蔽门变形量分布模拟分析

地铁屏蔽门是地铁系统的重要组成部分,通过有限元分析方法,对地铁屏蔽门在外部载荷下的变形分布进行了模拟分析。分析发现,在风压和乘客挤压力的影响下,立柱、门框等钢结构变形较小,而门体的钢化玻璃承受较大的风压载荷,变形量较大。进一步对变形最大的固定门各部件进行了强度校核,确保其在设计值范围内。该研究结果为提高地铁系统的安全性和可靠性提供了重要参考和建议。

城市轨道交通全自动运行系统站台门与信号系统集成方案研究

城市轨道交通全自动运行模式下取消了传统的驾驶员,站台门与信号系统的联动控制发生了较大变化。为保障全自动运行系统安全、可靠地运行,进行全自动运行系统站台门与信号系统的联动控制方案研究意义重大。通过研究站台门的组成和控制方式、站台门与信号系统传统联动方案及全自动运行站台门和信号系统联动的运营需求,明确了全自动运行站台门与信号系统联动的运营场景,提出了站台门与信号系统联动控制集成方案,搭建了集成方案的系统架构,并分析了集成方案的优势,给出了集成方案的对位隔离方式和间隙探测方式,阐述了集成的站台门控制器主要组成设备的功能。为提高全自动运行系统的安全性、可靠性,更好地满足全自动运行线路对站台门与信号系统联动控制的运营需求提供了解决方案。

160 km/h城际铁路地下车站屏蔽门列车风压数值分析

为探明城际铁路地下站站台屏蔽门列车风压特性,提出合理的列车风压设计建议值,以某城际铁路地下站为依托,建立列车高速过站空气动力学效应数值仿真模型,计算了多种工况下站内流场,得出了站台屏蔽门风压基本特性及分布规律,分析了列车速度、到发线停靠车等对屏蔽门风压的影响。研究结果表明:(1)初始压力波和列车经过时站台屏蔽门表面均出现较大的压力波动,列车经过时更为剧烈;(2)由于站台屏蔽门和隔离墙的阻隔,不同位置的站台屏蔽门承受的风压存在差异,过站侧正线最大,同侧到发线次之,对侧正线和到发线最小;(3)需考虑过站列车速度、到发线停靠列车等因素的影响。研究成果可应用于城际铁路地下车站工程设计。

变工况下地铁屏蔽门风压特性实测研究

针对屏蔽门风压问题,通过改变车站公共区机械送排风系统、轨行区上下排热系统和活塞风井通风系统得到8种组合工况,对列车正常运行下屏蔽门风压进行测试。结果表明:在车站公共区机械送排风系统变工况下,不同位置屏蔽门同一时刻承受的风压极值最大相差近50%,不能作为调控屏蔽门风压的有效手段;轨行区上下排热系统变工况下,开启上排热能降低中部屏蔽门的最大正压值,但对两侧屏蔽门的效果并不好,因此轨行区上排热系统不能作为调控屏蔽门风压的有效手段;双活塞风井连通风阀变工况下,开启连通风阀能有效降低屏蔽门风压值,正压峰值最大能降低88.3%,负压峰值最大能降低50%。

竖井面积对高速列车越站瞬变压力影响的试验研究

针对高速列车全速通过地下车站时所引起的瞬变压力问题,采用列车气动性能动模型试验装置,对8编组高速列车以速度300 km/h通过地下车站时的气动效应进行模拟,分析车站内设有竖井时列车表面、站台屏蔽门表面压力分布特性以及竖井面积对瞬变压力的影响。研究结果表明:当高速列车通过设置有竖井的地下车站时,列车表面、屏蔽门表面左右对称测点压力变化趋势基本一致,压力幅值相差不大;屏蔽门表面压力幅值沿纵向逐渐增大,沿高度方向则变化不大;随着竖井面积增大,列车、屏蔽门表面测点压力幅值均不断下降,相较于无竖井工况,列车表面测点压力幅值最大可降低48.87%,屏蔽门表面测点压力幅值最大可降低71.07%,其中,当竖井面积与隧道面积之比超过0.26时,进一步增大竖井面积,竖井对列车表面、屏蔽门表面的压力幅值的影响不明显。

成都快线列车越行过站站台门气动压力实车测试研究

随着轨道交通运行速度的不断提高以及隧道内多车追踪的出现,屏蔽门上的压力荷载对线路运营安全具有重要意义。以成都轨道交通18号线为研究对象,采用实车测试的方法对过站站台屏蔽门的气动压力进行了研究,分析了列车运行速度、行车间隔、风井风阀开闭情况对站台屏蔽门气动压力的影响。结果表明:屏蔽门的峰值正压出现在列车车头到达屏蔽门时,而屏蔽门的峰值负压出现在列车车尾到达屏蔽门时,且屏蔽门的峰值压力随着列车过站速度的增大而增大。此外不同行车间隔对屏蔽门压力极值影响较小。研究为屏蔽门系统结构强度设计提供了参考。

基于环境影响的城轨设备预防性维修方法研究

城市轨道交通的运营安全和服务水平离不开城轨设备的安全可靠运行,合理的维修维护方法有助于提高城轨设备的可靠性,基于此,提出一种基于环境影响的预防性维修方法。首先,考虑外部环境因素对城轨设备可靠性的影响,以威布尔分布和比例故障率模型为基础,构建基于环境影响的威布尔比例故障率模型,使用极大似然法和粒子群算法进行模型参数优化估计;其次,引入役龄回退因子和故障率递增因子对设备退化过程进行建模,基于设备最低可靠度阈值确定设备预防性维修周期,并建立剩余寿命函数预测设备剩余寿命;最后,以地铁屏蔽门设备实际故障数据为例,选取温度变量为协变量表征外部环境因素对设备状态的影响。实验表明,基于环境影响的威布尔比例故障率模型的MAPE误差约为0.093 3,误差相较于传统威布尔分布模型降低约43%;使用基于环境影响的预防性维修方法得到屏蔽门设备的故障率、预防性维修周期、剩余寿命等数据并对计算结果进行了详细分析。基于环境影响的预防性维修方法可动态调整设备维修周期,能使设备维修维护更加科学合理,对城轨设备维修决策具有一定参考意义。

基于自适应PID的屏蔽门无刷直流电机控制研究

地铁屏蔽门作为城轨交通的重要部分,无刷直流电机是主要的执行机构。在屏蔽门控制中存在速度慢、易干扰、效率低。该文提出了速度环模糊参数自适应PID算法。建立模型并搭建双闭环控制系统。通过实验得出:在模糊参数自适应PID算法的控制下,速度曲线基本没有超调;与稳态误差相比,参数自整定算法的稳态误差为2.7%;参数自适应算法控制系统具有响应速度快、动静态性能好、自适应性能好、系统鲁棒性强且运行平稳,在地铁屏蔽门控制中的控制效果更佳。

地下地铁车站屏蔽门渗入风量计算模型

屏蔽门渗透风量是影响地铁车站冷负荷的重要因素。提出一种屏蔽门渗透风量计算模型,基于测试风速分析,对屏蔽门单周期渗透风量进行量化,分不同位置和不同阶段研究屏蔽门渗透风的特征,通过对列车运行因素进行分析,建立一种屏蔽门渗透总风量的计算方法,以期对地铁车站的设计计算及运营等工作提供借鉴。结果表明:不同位置屏蔽门的渗透风速不同,沿着列车的运行方向,屏蔽门单周期渗透风速和风量都随门位置的变化而减小,出站侧的屏蔽门单周期渗入风量约为进站侧的65%;不同阶段屏蔽门渗透风量也存在差异,列车停靠阶段单周期渗透风量最大,为进站阶段的10倍左右;确定了屏蔽门单周期渗透风量的范围,并提出相应的计算模型,据此计算得到地铁车站屏蔽门全天的渗透风量。

市域(郊)铁路车站规模精细化设计研究

研究目的:基于上海轨道交通市域线机场联络线项目工程实践,在既有经验和技术标准基础上,从重点影响车站规模的车站埋深、车站长度、站台层高三个方面进行深入剖析研究,总结科学合理的车站设计思路,指导大体量市域(郊)铁路地下车站精细化设计,实现缩减车站建设规模,减少工程投资,提升和完善市域(郊)铁路安全性、合理性、前瞻性、经济性等建设目标。研究结论:(1)优先选择刚性接触网,调整轨顶风道位置或采用相关措施后取消轨顶风道,可缩减车站层高;(2)车辆编组和类型直接影响车站长度,采用CBTC系统,可减少道岔至站台端部长度,进而缩减车站长度;(3)屏蔽门向站台内侧推移1.2 m的方式设计,可满足当前互联互通多车型对位,但仍需加强智慧包络性屏蔽门研发;(4)通过对建筑限界、轨顶风道、车辆选型、CTCS2系统、CBTC系统、接触网选型、站台至配线间距、智慧屏蔽门系统关键技术等技术层面细化调研分析,探索合理的车站设计方案和改善思路,减小车站工程规模,实现车站精细化设计,为今后市域(郊)铁路建设标准研究提供参考和借鉴。

基于压电薄膜的地铁间隙异物检测阻拦系统

针对地铁屏蔽门与列车间站台间隙易发生异物(含乘客)侵入而现行检测技术可靠性较差所带来的危险问题,文中首先分析站台间隙夹人因素与现有检测装置的特点,归纳夹人事件的成因与路径;其次,对单元控制器、门机控制器、就地控制盒等现有设备进行功能与逻辑更新,设计一种内嵌于屏蔽门近列车侧的检测阻拦系统,通过压电薄膜检测间隙异物,可自动判断各类异常,并可使用电机推出阻拦条阻拦车内乘客在列车门异常时侵入站台间隙;然后,论述了信号转移条件及控制策略;最后,评估其自动化检测能力并进行建模与结构仿真,对系统的适用性与可靠性做了验证。研究表明,该系统可以帮助减少事故发生、减轻站务人员负担、提高运营效率并推广高自动等级线路。

基于复合材料的地铁屏蔽门整体绝缘结构设计

目前国内地铁屏蔽门由于地下工况环境恶劣而普遍容易发生绝缘失效。针对当前地铁屏蔽门绝缘部件易失效、难排查、难维护的问题,文章提出了一种能有效解决屏蔽门绝缘失效及其引发打火问题的整体绝缘的复合材料结构设计方案,完成了各结构部件的绝缘设计,通过试验验证了该设计方案的可行性和有效性,为后续屏蔽门绝缘防护和安全升级提供了指导。