防止地铁站台门与列车间隙夹人的方案

防止地铁站台门 与列车间隙夹人的方案

曹可可

长沙市轨道交通运营有限公司，湖南 长沙 410000

摘要：随着中国轨道交通建设的高速发展，地铁站台门系统作为城市轨道交通建设的重要一部分，将获得前所未有的市场机遇。但从当前社会地铁站台门安全系统的投入使用情况来看，目前我国各大城市的地铁站台门普遍存在着诸如倚靠站台门、哄抢上车、关门提醒效果不明显、夹人事故等诸多问题。因此探讨地铁站台门与列车间隙夹人的安全系统的改进措施，具有重要的现实意义。

关键词：地铁站台门；列车间隙；防夹人；方案分析

1 设置地铁站台门的必要性

地铁站台门设置于地铁站台的边缘，将列车与地铁站台候车区域隔离开来，在列车到达与列车出发时可自动开启和关闭，它的优点主要表现在以下几个方面:

1)安全性。装设站台门后，由于站台与隧道空间有站台门隔开来，只有当列车停靠站台，并且列车门与站台门正对时，站台门才能同时打开，以便乘客上下车，从而避免了候车人员及物品跌落站台轨道的危险。

2)节能。站台门安装后，将站台公共区与隧道轨行区完全屏蔽，避免了大量空调冷气进入隧道，减少了列车刹车时所散发出的热量进入候车区，并减少站台出入口由于列车活塞作用吸入大量新风所形成的冷负荷，可节约大量能耗。

3)环保。使用站台门可减少噪声及活塞风对站台候车的乘客的影响，减少由隧道进入站台的灰尘，改善了乘客候车环境。

4)城市形象。采用站台门后，乘客们能够舒适、安全地候车，直接感受到政府对市民的关心，增加市民对政府工作的信任与支持。能够增加乘客的安全感，对于塑造国际化大都市的形象也有帮助。

2 地铁站台站台门系统与列车间隙的隐患分析

地铁站台站台门系统要确保地铁正常顺利运行，并且要防止出现乘客、工作人员与维修人员等不小心跌落到轨道之中或者被夹伤等风险问题的出现，更要注意在紧急情况之下确保乘客的安全，如遇危险确保乘客能够有效地逃生，为此提供安全保障。

地铁站台站台门系统要进行一定的风险分析，为了确保地铁运营的安全，站台站台门必须满足《地铁设计规范》中关于设备设计和安装不能超出限界的要求，下面对可能存在风险的事项进行分析。

2.1 地铁站台与列车之间存在空隙

地铁的站台与地铁之间存在一定的空隙，列车在运行的过程中会出现震动，列车要确保一定的安全性，就必须在站台与列车之间设计出一定的间隙，一般来说，两者之间的间隙大概是10厘米左右，因此，地铁站台站台门系统存在的第一个安全隐患就是乘客有可能会踩空掉进到地铁站台与列车之间的缝隙中，从而发生严重的交通事故。

2.2 站台站台门与列车之间存在空隙

列车要确保行驶过程中的安全，就需要对列车的动态包络线进行精确计算，站台站台门以及其他相关设施均不可进入为列车安全运行划定的界限之内，站台站台门安装过程也要考虑其误差和在荷载作用下站台站台门的变形量。一般来说，安装列车站台门应当与列车保持30厘米左右的空隙，但很多站台门在安装过程中并未考虑防夹的检测装置，当地铁内人流较大时，身材瘦小或婴幼儿存在被夹进列车与站台站台门空隙中的风险。

2.3 地铁站台站台门系统常见的故障分析

第一，信号接口的故障。地铁的开门和关门两组信号通常通过信号系统进行组合控制来实现对地铁站台门的开关门操作，但会出现指令错误的情况，这样站台门系统就无法执行正确的指令，从而会导致出行的乘客受到错误指令的影响，站台门未能正常的开或关，最终导致危险事件的发生。

第二，单档门的故障。单档门故障主要包括站台门上盖板打火、滑动门无法关闭、应急门突然打开、门体玻璃破碎以及关门慢并且关闭后故障指示灯仍然亮灯。站台门系统中的绝缘体破损、绝缘性失效、回流电流过大导致绝缘件被击穿而失效会造成站台门上盖板打火。发生电气故障或机械故障时，会导致滑动门无法关闭，例如LCB故障、关闭锁紧装置故障、丝杆变形等。当发生一些机械故障时，应急门就会突然打开。当门体玻璃破裂的起点在下部接近边缘的位置时便会向四周扩散，当列车车门未能关紧时也会出现指示灯一直闪烁的情况。

第三，多档门的故障。多档门故障主要包括整侧站台门无法正常开启、连续五档站台门无法正常开启以及4、8、12、16、20、24号站台门无法正常开启这几种情况。

3 地铁站台站台门防夹现状

3.1 防夹装置的背景

随着地铁行业日益发展，乘客出行需求较大，尤其工作日高峰期及节假日重点车站等客流量激增，候车站台经常出现人员拥挤的情况，列车进站后如果强行从站台进入车厢，往往会无法挤上列车导致人身处在站台与列车间隙中，此时若列车进行关门操作，站台门和列车门开始联动关闭，便可能导致门体夹人状况的发生。若站台门和列车门存在的间隙较大，乘客可能会被夹在站台门和列车门之间，一旦防夹功能失效或司机、站务等工作人员并没有观察到乘客，列车正常发车，进而导致人员伤亡等安全事故的发生。

3.2 防夹装置的原理

在站台滑动门与列车门之间，设置障碍物探测装置，主要为防止关闭车门的时候夹住乘客或其他异物。如果滑动门或列车门在关闭过程中遇阻，门体控制系统通过门体控制器监测出障碍物存在，然后释放开门力，同时打开相应距离，确保人员或异物消失；门体打开后保持停顿，之后再次进行重复关门，若重复关门三次依然无法关闭，此时控制系统默认存在异物无法消失，产生报警声音，提示司机或站务工作人员前往现场进行人工确认处理，门体在未关闭状况下，列车无法发车，确保站台安全。

3.3 防夹装置的缺陷

站台较长，且由司机人工确认间隙，存在误判可能；而高架站、曲线站因存在弧度、光照等外界情况干扰，确认难度较大；间隙较大，乘客较瘦等其他原因也会导致部分防夹装置失效，无法起到安全确认的作用。

4 间隙障碍物探测方法

4.1 物理方法

采用物理方法减小站台门与列车间隙，避免乘客停留在间隙内。

（1）站台和列车之间的间隙，通过设置防夹挡板，可以有效地补偿这两者的间隙。防夹挡板方法是物理防护技术，主要将防护挡板设计在侧竖向门框上，防夹的挡板在材质方面要求比较高，一般会采用钢板与橡胶材料混合制成。在滑动门关闭时，若列车门和滑动门中间存在乘客或异物，防夹挡板可有效进行接触，异物阻碍滑动门关闭，并且发出报警，此时列车不可发车。同时在下部门框设置三角式斜面防站立挡板。消除乘客误入间隙时的站立区域面积，防止乘客滞留，有效地减少乘客进入到该间隙概率。此方法适用于直线以及曲线型（例如长沙地铁1号线黄土岭站）站台。

（2）在站台轨道侧尾端设置瞭望灯带，司机动车前对瞭望灯带光进行确认，若灯带被障碍物遮挡，则终止动车。此方法可通过运营管理制度加以明确，从而减少安全事故发生。此方法只适用于直线型站台。

4.2 光电技术

采用光电感应技术对间隙进行障碍物探测。

（1）激光探测报警系统，是利用激光光束作为探测光源，通常安装在直线站首尾两端，或在曲线站分段设置激光发射机和接收机，将整侧站台作为防护区域的一种探测报警系统。在该侧滑动门完成开关门作业，门体完全关闭且锁紧后，由控制主机控制激光探测器即时进入工作状态，探测5-15s(可调)后停止探测并待机至下一次门体动作，若探测期间任意激光光束被障碍物阻断，控制主机则发出声光报警信号，直至障碍物清除，从而避免安全事故的发生。通常情况下，激光探测器的输出信号串接在站台门系统的安全回路中；当激光光束被障碍物阻断后，激光探测器的输出信号被断开，站台门系统的安全回路也将断开，列车便无法动车，待障碍物移出后站台门系统的安全回路才会接通，即保证乘客及列车安全。

（2）红外探测报警系统，是采用红外光束作为探测光源，通过每道门体或每节车厢设置在门体两侧的红外发射及接收装置，在滑动门处形成红外防护光波的一种探测报警系统。红外探测的输出信号是接入到每个门控单元(DCU)中，若在滑动门关门过程中红外光波被障碍物遮挡，则DCU将控制滑动门重新打开，以释放障碍物（或提示报警），而此时该门单元的“关闭且锁紧”信号断开，该侧站台门系统的安全回路也将断开，列车也就无法发车，从而保证乘客及列车安全，当异物移除后，安全回路恢复正常，报警消失，列车正常运营。

4.3 图像处理技术

由于站台门与列车间隙障碍物探测对地铁安全运营的重要性，国内研究机构也借助于强大的科研能力，运用成熟的图像处理技术开发站台门与列车间隙障碍物探测报警系统。

（1）在每道或每组车厢滑动门的上方安装摄像头及处理器，通过对正常无障碍物情况下图像与工作时的实时图像进行对比分析，判断在滑动门与列车门均已关闭的情况下，在站台门与列车间隙是否有障碍物存在，其处理的结果直接送到相应门单元的控制器，即门控单元(DCU)，再由DCU把该单元的信号送至站台门的中央控制系统及车站信号系统，从而决定是否发车.

（2）在站台门与列车间隙内安装广角长焦镜头，对于直线站台则只需安装一个镜头，而对于曲线或折线站台则依据站台实际情况需安装多个镜头，再统一设置一个图像处理器，也是对正常无障碍物情况下图像与工作时的实时图像进行对比分析，判断在站台门与列车门都已关闭的情况下，在站台门与列车间隙是否有障碍物存在，其处理结果直接送至站台门的中央控制系统及车站信号系统；同时在列车端头处，配备多屏的视频显示系统及人机交互系统，便于司机观察判断，做到万无一失。

5 地铁站台门事故分析

5.1 地铁站台门系统典型事故案例

2007年7月15日下午3时半，上海地铁通1号线体育馆站的站台上，一名30多岁的男乘客在蜂鸣器鸣响与站台门灯光频闪的情况下挤车，被卡在列车与站台门中间，并在列车启动后受挤压坠落隧道而亡。

2011年07月19日清晨5时左右，上海地铁10号线老西门站一站台门玻璃突然爆裂，整块玻璃碎落满地。这已是地铁站台门在6天内发生的第二起爆裂事故，而此前这类事故从未出现过。站台门的生产厂商西屋月台站台门公司则未对此事件作出评论。之后地铁运营方通报，事故发生在清晨5时左右，玻璃的爆裂属“自爆”，没有外力作用。事故没有对运营产生影响，无人受伤。碎裂的是在10号线老西门站14、15号站台门之间的固定玻璃墙，约有2米高、3米宽。细碎的玻璃碴散落在地面与轨道上，在破碎的玻璃外，有隔离带将破洞挡住。

2012年08月17日，“车门开了，站台门却关着，等意识到要换门下车时，列车已经关门启动了!”一位叫“时时”的网友向上海滩微博反映。轨交11号线上海汽车城站有一扇站台门处于“故障”状态，让他错过了下车，印象中这已是他在同一处第二次遭遇此次事件了。此处是往安亭方向的倒数第二站，为高架侧式车站，启用才2年多^［6］。

根据以上事故案例得到以下分析:

1)设备方面

(1)在安装站台门时，会因为工作人员检查的不仔细，未能及时发现站台门本身的故障(如钢架结构变形、密封材料松脱、固定门变形、松动脱落、应急门门锁失灵等)，造成人员伤亡。

(2)站台门的经济投入不容忽视，站台门会使站台保持恒温和有效的隔离列车驶入车站时的噪音，但是列车驶入车站会产生巨大的热量，这就对站台门玻璃的要求非常的高，一旦破碎就很有可能造成乘客受伤以及列车无法正常营运。

2)乘客方面

(1)当列车到站停靠时，安全门和车门几乎同时开启，同时关闭。由于地铁列车停靠时间短(一般在20秒，大站在30－40秒之间)，这对于行动迟缓的乘客来说，有可能在被卡在安全门与列车之间，后果严重。

（2）乘客在站台门关闭过程中不听劝阻抢上的情况时有发生，此类情况很容易引起人身安全事故。

(3)乘客不顾工作人员的提醒倚靠在站台门上，当站台门开启时，有些乘客玩手机、看报纸等，致使反映不及时，可能发生摔倒等情况。

(4)在大客流情况下，乘客不按照“先下后上”的原则，造车车门处拥挤，在车门关闭时，极可能会有乘客被关闭在站台门与车门之间的缝隙里，如未能及时发现，会影响乘客的生命安全。

3)站台管理人员

1）站台工作人员未能及时制止抢上抢下的乘客。

2）站台工作人员在已发生故障的站台门处，未及时设置故障提示或是在站台门故障处提醒乘客，使错过下车时间。

5.2 地铁站台门夹人事故树分析

通过分析近几年发生的站台门夹人事故案例，编制地铁站台门事故树，如图1所示。

对于上述事故树，从最小径集入手，最小径集是保证顶端事故不发生的充分必要条件。求最小径集的过程:

从而得到事故树的18个最小径集，分别为:

图1 地铁站台门夹人事故树

采用判别结构重要度的近似方法，求出各事件的结构重要度大小顺序如下:

通过上述分析，可以得到以下结论:

(1)只要X₁、X₂这个基本事件不发生，就可能保证事故不发生，对顶上事件的影响最大。

(2)未察觉站台门与车厢门开始关闭，主要有两方面原因:①没有警示装置;②警示装置不够醒目，都可能导致事件的发生。

(3)X₅、X₆、X₇则是从安全系统的角度分析和研究产生事故的原因。

(4)X₈、X₉、X₁₀这三个基本的事件是从人的角度来分析产生事故的原因，分析结果表明由于随意性较大，从人的角度来解决事故隐患效果相对于安全和节能而言不明显。

6 预防地铁门事故的风险控制

6.1 合理选择站台门

站台门能够给地铁车站增加安全性、降低能源消耗、减少噪音、提高城市形象等优点，但不是所有车站都适合安装站台门。站台门的合理使用可以降低事故的发生。具体可以参考以下几点考虑:

(1)安全性。站台门无疑会给轨道交通车站提供一个安全的候车环境，为了防范候车乘客跌入轨道、被列车夹伤，应该在轨道交通车站推广安装站台门系统。

(2)就其轨道交通车站的空间形式上，有的在地下、有的在地面、还有的在高架桥上。对不同位置的车站，是否应该安装站台门也应当区别对待。在地面和高架上轨道交通车站的环控都采用开放式系统，再加上受空间的限制较小，安全性较好，因此在地面和高架上的轨道交通车站一般可暂时不考虑安装站台门或安装半高门。

(3)在那些常年需要空调进行环控的地铁车站，考虑站台门系统初期安装及运营维修费用后，确实能够降低轨道交通运营费用的车站应安装第一种类型(上部封顶)的站台门。

(4)我国应该根据南北方不同的特定合理选择站台门，在南方城市安装站台门能够节能，而对于北方城市这种情况就不大适用。北方(如北京市)不宜设置第一种形式的站台门，如果确有必要安装，可考虑选择第二种(上部不封顶)类型的站台门。

(5)为塑造国际化大都市的形象，有必要在轨道交通车站内加装站台门。轨道交通是一个城市对外的窗口之一，车站安装站台门之后，能够提高城市形象，形成区位差，扩大城市对周围区域的影响^［9］。

6.2 加强管理，培养人员素质

(1)加大力度提高站台工作人员素质，使他们具有高度的责任感和使命感，全心全意服务于人民。

(2)发现故障应立即排除或是在故障处放置警示标志，以提醒乘客注意安全。加大力度对站台门系统的检查，让事故消灭在萌芽状态，使站台门系统能够安全可靠地服务于地铁、服务于乘客。

(3)站台工作人员在列车即将到站时立即提醒乘客不要靠近车门，并且维护秩序，遵循上下车时请先下后上的准则，保护儿童和老人。

(4)在站台门和车门之间加装照明设备和警报装置，避免乘客伤亡。

(5)完善安全系统和警示装置，通过采用红外线探测装置，可以解决地铁站台门系统对发生夹人事故的最重要的基本事件;还可在即将关闭站台门时，发出蜂鸣声，并进行语音提示“站台门正在关闭，请勿上下车”等。

结语

总而言之，随着城市化进程的发展，城市人口越来越密集，城市交通也越来越拥挤，地铁很大程度上缓解了城市交通压力。另外，地铁的绿色、高效、舒适、便捷等优点深受城市人们的青睐，但地铁也存在着一定的安全隐患，相关技术人员不断地对地铁进行改进和完善，研究出地铁站台门系统的先进技术，使地铁的安全隐患大大减少，但地铁站台站台门系统仍需不断地改进，为人们提供更好的乘车环境，让人们的出行变得更加安全便捷。

参考文献

[1]曹美阁，李柯.地铁车门和站台门故障分析及解决方案探讨[J].设备管理与维修,2018,第8期

[2]杨乐.地铁站台门故障问题及解决对策[J].大科技,2018,第5期

[3]刁亚宁.探究地铁站台门绝缘问题及处理[J].建筑工程技术与设计,2018,第5期

[4]杨乐.地铁站台门绝缘问题及解决对策[J].大陆桥视野,2018,第2期