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。

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。

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。

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。

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。

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%。

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。

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。

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FMEA的城市轨道交通信号系统与站台门系统接口危害分析

针对城市轨道交通(简称“城轨”)项目信号系统与站台门系统间易发联动故障,导致乘客人身安全隐患的问题,文章以长沙某轨道交通线路信号系统与站台门系统之间的接口为例,详细阐述了各子系统的失效模式;并采用基于功能失效模式及影响分析(failure modes and effects analysis,FMEA)的方法分析了该接口各种失效情况对列车运营的影响,给出了明确的信号系统安全需求和站台门系统安全需求分析结论;同时,针对后续新线建设给出了信号系统与站台门系统接口危害减缓措施,为轨道交通运营安全提供保障。

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。

城市轨道交通车站客运设施智能消毒方案研究

随着城市轨道交通线网的发展,按照“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,推动站内客运设备设计高质量发展的需求愈发强烈。从公共卫生安全及公众健康常态化保障的需求出发,通过对城市轨道交通车站防疫体系、现有设备特点及技术发展趋势进行梳理,总结并提出了一套站内客运设备防疫系统的选型设计思路,可为轨道交通新增系统及改造提升工程提供参考与借鉴。

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。

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。

市域铁路列车高速越行时入口段隧道和车站屏蔽门压力变化研究

以市域铁路嘉闵线入口段隧道和迎宾三路站为例,研究有无列车停靠车站时,列车从隧道入口以160km/h速度突入隧道并越行通过车站时区间隧道和屏蔽门的压力变化。研究结果表明:无列车停站时,列车突入隧道入口段U型槽产生的初始压缩波传播到入口段隧道,引起的最大正压可达1215Pa;由于车站左端活塞风井的泄压作用,初始压缩波传到屏蔽门上最大正压仅440Pa;而列车通过右端活塞风井产生的压缩波传播到车站后的区间隧道时,最大正压可达1450Pa。有列车停站时,车站前后区间隧道内压力波幅值几乎无变化,但屏蔽门上压力略有上升,压力波幅值增加在10%内。

工业以太网PROFINET在站台门系统中的应用及优化

介绍站台门系统的系统组成、工作原理,以及国内外城市轨道交通站台门行业两种主流的现场总线控制系统:以CAN-BUS或Modbus为代表的第一代现场总线为核心的站台门控制系统;和以Profinet工业以太网为代表的第二代现场总线为核心的站台门控制系统。详述它们的网络构成、拓扑结构以及系统优缺点。针对现有系统中通信网络复杂、节点数量多等问题,提出通过整合增强DCU功能和采用双主站冗余等措施的改进方案。该方案对于站台门系统的产业升级和工业以太网在站台门系统的推广应用具有较好的工程应用和指导意义。

地铁车站站台门安全回路研究与分析

地铁站台门的安全回路至关重要,当站台门的安全回路断开时,列车无法正常进出车站或会发生紧急停车,导致乘客恐慌或摔伤。行车晚点严重时,很可能会出现大面积的晚点事件。文章对地铁站台门系统的安全回路进行分解,对分解之后的各个部分进行分析和汇总存在问题,并提出解决方案,为地铁站台门安全回路的设计、施工和运营管理提供参考意见和建议。

站台门门机控制系统的国产化应用研究

为解决站台门门机控制系统关键技术和大部分器件需要进口、生产和运营成本高的问题,设计一款自主可控的站台门门机控制系统。文章首先对站台门核心传动机构直流无刷电机的工作原理、调速特性进行详细阐述,其次基于自主可控原则对站台门门控单元的硬件和软件进行架构设计和系统研发,最后通过实验样机对自主化门机控制系统进行测试和分析,并确认该系统满足设计和实际使用要求。

地铁站台屏蔽门控制器输入/输出板测试装置设计

为了便于排查青岛地铁3号线站台屏蔽门控制器输入/输出板偶发故障,提高故障诊断效率,设计屏蔽门控制器输入/输出板测试装置。测试装置由上位机和下位机2部分组成,两者通过RS485通信。测试装置包括手动和自动2种工作模式。在手动模式下,通过在操作界面勾选对应信号选择框,控制下位机发出指定信号;在自动模式下,上位机软件通过读取C盘目录下的TXT指令文件,控制下位机发出指定信号。测试装置已应用到青岛地铁3号线站台屏蔽门控制器输入/输出板测试中,取得良好效果。

地铁活塞风作用下屏蔽门的气动特性分析

根据三维不可压缩Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流方程,采用有限体积法模拟列车在区间隧道内运行过程,研究了屏蔽门的压力变化机理和压力时空变化特性,并分析了列车运行速度、阻塞比、活塞风井面积、风阀状态和区间隧道通风方案等诸多因素与屏蔽门压力之间的影响关系.结果表明:屏蔽门压力变化主要是由列车的有压科特湍流和区间隧道内压力波两方面因素决定,其中有压科特湍流是主要影响因素;屏蔽门压力与阻塞比和列车速度的平方呈正比;增加活塞风井面积、打开活塞风阀有利于降低屏蔽门压力.结构校核时需要考虑区间隧道排风模式对屏蔽门压力的影响.