談地鐵車輛內(nèi)藏門防異物卡滯措施
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摘要:地鐵車輛內(nèi)藏門在工作過程中，存在隔音性差和容易卡異物問題，影響運營服務(wù)，針對成都地鐵內(nèi)藏門在運營中出現(xiàn)的問題展開研究，提出了采用密閉內(nèi)藏門加無障礙導軌的解決方案，經(jīng)過測試驗證達到了預(yù)期效果。
關(guān)鍵詞:地鐵車輛;內(nèi)藏門;防異物;無障礙導軌
目前，成都地鐵已開通運營7條地鐵線，軌道交通“環(huán)+米”字形網(wǎng)絡(luò)基本骨架已經(jīng)形成，網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)顯著，每日客運量最高達400萬人次。由于地鐵車輛乘客上下車頻繁，車門系統(tǒng)的可靠性、可用性尤為重要，地鐵車輛車門系統(tǒng)主要包括客室車門、司機室側(cè)門以及司機室與客室間的通道門。此外考慮乘客緊急逃生的需求，有的地鐵車輛會在列車兩端司機室的前端設(shè)有緊急逃生門，用于列車發(fā)生火災(zāi)或緊急事故時疏散乘客。客室側(cè)門作為乘客上下車通道，主要可以分為塞拉門和內(nèi)藏門兩種。塞拉門與車體在同一平面內(nèi)，可以保持較好的流線型，其密封和隔音性較好;由于其傳動機構(gòu)和導軌均設(shè)置在車門上端，不會出現(xiàn)卡異物的情況。內(nèi)藏門因結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、故障率低等優(yōu)點，在國內(nèi)地鐵中得到廣泛應(yīng)用，但由于內(nèi)藏門自身結(jié)構(gòu)原因，在門體與車體之間需要保證一定的間隙，隔音效果較塞拉門差;底部鋪設(shè)導軌引導門板移動，在運營過程中也時常發(fā)生因異物卡滯導致車門不能正常開關(guān)等問題，容易造成列車清客、晚點，影響地鐵運營。
1成都地鐵車輛車門運維簡介
成都地鐵已運營的7條線路中有60%的車輛采用內(nèi)藏門，40%的車輛采用塞拉門，在建新線全部采用塞拉門。目前國內(nèi)地鐵車輛內(nèi)藏門下導軌裝置主要分為凹入式和凸出式兩種，如圖1、圖2所示，由于凹入式導軌存在凹槽，因卡住物體導致門系統(tǒng)無法正常關(guān)閉的問題時有發(fā)生;凸出式導軌較凹入式導軌卡異物情況明顯減少，但仍無法完全杜絕物體卡住門扇導致門系統(tǒng)無法正常關(guān)閉的現(xiàn)象。成都地鐵既有線車輛內(nèi)藏門下部均為凸出式下導軌式結(jié)構(gòu)，此種車門在關(guān)閉門扇后，其內(nèi)側(cè)與地板面存在一定間隙，該間隙容易積存較小物件，若積存物件被帶入門扇底部將會導致車門卡滯，無法動作。成都地鐵1號線自2010年開通運營以來，曾多次發(fā)生因硬幣、紐扣、手表、彈珠等乘客攜帶物品掉落到車門導軌造成列車車門無法關(guān)閉的情況，因異物卡滯車門次數(shù)多達64次，而每出現(xiàn)一次車門卡滯都會造成列車清客、晚點等情況。根據(jù)統(tǒng)計，因地鐵列車車門卡滯異物故障造成的列車晚點、清客占比超過了50%(見表1)。對本線運營組織造成了重大影響，同時還會給臨近線路甚至整個線網(wǎng)的運營組織帶來影響。
2客室車門系統(tǒng)卡滯的研究
為解決內(nèi)藏門容易被異物卡滯的問題，成都地鐵運營有限公司于2017年開展了車門防異物研究工作，主要研究了加裝密封毛刷、密封膠條，以及采用內(nèi)藏密閉門+無障礙下導軌3種方案。(1)密封毛刷改造通過在門檻上安裝一根毛刷條，用其遮住車門下導軌和門檻之間的凹槽，防止異物進入凹槽造成車門卡滯。該方案在應(yīng)用初期可避免類似彈珠的異物進入凹槽造成車門卡滯，但在實際運營環(huán)境下，受門扇頻繁開關(guān)、乘客踩踏，以及乘客攜帶的大件行李剮蹭等客觀因素影響，加之毛刷材質(zhì)偏軟，容易造成毛刷變形、缺塊等情況，異物仍可能進入凹槽造成車門卡滯。(2)密封膠條改造增加側(cè)邊膠條寬度，使原有的寬度從8mm的車門縫隙減小為1～2mm，同時該膠條向下延伸至下滑槽底部，防止異物從側(cè)邊進入。通過減小客室內(nèi)藏門側(cè)面及下導軌間隙，可在一定程度上阻擋異物進入側(cè)墻和下導軌。但由于門板與縫隙變小，車門在開關(guān)過程中阻力增大，手動開關(guān)門力也隨之增大。同時，門板與膠條存在干涉和卡滯情況，容易造成車門啟動防夾功能，膠條在頻繁與門板接觸后容易破損，可能造成新的故障發(fā)生。(3)內(nèi)藏密閉門+無障礙下導軌內(nèi)藏密閉門與傳統(tǒng)內(nèi)藏門的技術(shù)參數(shù)基本一致，門機構(gòu)主要通過門扇沉降來實現(xiàn)密閉(見圖3)。當門扇關(guān)到位時進入導軌下沉段使門扇向下沉降，并使門上部與下部的密封膠條壓緊在密封面上，實現(xiàn)密封。同時，該方案車門下部采用了無障礙下導軌，無障礙下導軌表面無凹槽，門扇沉降后能實現(xiàn)車門下端密閉，可解決內(nèi)藏門異物卡滯問題。根據(jù)實驗室測試，內(nèi)藏密閉門較普通內(nèi)藏門隔音量可提高4dB。通過將傳統(tǒng)內(nèi)藏門下部導軌單槽結(jié)構(gòu)改為雙槽結(jié)構(gòu)，新的下導軌每個門扇下方有一根滑條，左門滑條在外側(cè)槽內(nèi)，右門滑條在內(nèi)側(cè)槽內(nèi)，當門扇動作時，門滑動同時帶動槽內(nèi)滑條一起移動，在車門處于開到位位置時，導軌槽會被滑條完全覆蓋，可以阻擋異物進入，如圖4所示。無障礙下導軌是將覆蓋件設(shè)置在導軌凹槽內(nèi)且隨門移動，在開門的同時可將導軌上的凹槽完全覆蓋，可以有效避免下導軌凹槽結(jié)構(gòu)帶來的弊端;同時，在側(cè)墻下部內(nèi)側(cè)安裝毛刷組件，有效降低門檻和下導軌之間以及門扇和側(cè)墻之間異物卡滯的幾率。經(jīng)過試驗對比，最終采用了無障礙下導軌技術(shù)。
3成都地鐵車輛內(nèi)藏密閉門+無障礙下導軌改造試點
通過前期大量詳實的理論分析，運營公司于2017年聯(lián)合車門廠家在成都地鐵2號線選取1節(jié)車進行改造試點，具體改造方案如下:(1)更換整體門扇，門扇下部安裝下導向組件;(2)普通下導軌更改為無障礙下導軌組件;(3)門檻更換為和無障礙下導軌配套的門檻;(4)側(cè)墻內(nèi)側(cè)安裝毛刷組件2組。該方案在保證車輛車體與門接口尺寸不變化的情況下，通過對門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，利用無障礙下導軌表面無凹槽，門扇沉降后能實現(xiàn)車門下端密閉，有效防止了異物的卡滯。通過將傳統(tǒng)內(nèi)藏門下部導軌單槽結(jié)構(gòu)改為雙槽結(jié)構(gòu)，新的下導軌在每個門扇下方有一根滑條，左門滑條在外側(cè)槽內(nèi)，右門滑條在內(nèi)側(cè)槽內(nèi)，當門扇動作時，門滑動同時帶動槽內(nèi)滑條一起移動，在車門處于開到位位置時，導軌槽會被滑條完全覆蓋，可以阻擋異物進入，如圖5所示。同時，為進一步檢驗無障礙下導軌在特定條件下的功能，在實驗室開展了一系列特定試驗進行驗證，通過模擬車體扭曲、受外力載荷、沖擊振動以及泥沙浸漬環(huán)境，無障礙下導軌內(nèi)藏門系統(tǒng)都可正常開關(guān);試驗中，即使當人踩中運動的滑條時，也不會出現(xiàn)人員滑倒情況，證明無障礙下導軌結(jié)構(gòu)有較強的適應(yīng)性。為驗證車門改造后的降噪效果，組織改造列車在正線區(qū)段進行噪音測量，2車為實施改造的車門，5車為普通內(nèi)藏門，測試結(jié)果如表2所示。通過測試數(shù)據(jù)分析可見，內(nèi)藏密閉門對比傳統(tǒng)內(nèi)藏門隔音量可提升0．9～1．3dB，有一定的降噪效果，但未達到實驗室測試的4dB指標，分析原因主要與鄰近客室車廂噪聲帶來的干擾有關(guān)，同時也不排除與測試設(shè)備精確度也有一定的關(guān)系。試驗列車于2017年9月25日上線運營至今，試驗車廂車門共發(fā)生5次故障，均為常規(guī)車門故障，未發(fā)生因異物卡滯導致的車門不能正常開關(guān)問題，內(nèi)藏密閉門對于防異物進入的運用效果較好，日常維護與傳統(tǒng)內(nèi)藏門無特殊區(qū)別。具體如表3所示。
4總結(jié)
無障礙導軌機構(gòu)簡單、運行可靠、制造成本低，不僅彌補了常用凹入式或凸出式兩種下導軌裝置的缺陷，且提高了降噪隔音性能，車門運行可靠性得到進一步提升。成都地鐵車輛2號線內(nèi)藏門于2017年9月完成改造后投入使用，經(jīng)過2年多的運營驗證，未發(fā)生過因異物卡滯導致的車門不能正常開關(guān)問題，其日常維護與傳統(tǒng)內(nèi)藏門也無明顯差異。鑒于此，成都地鐵在2、4、7號線類車增購車中也采用了該項技術(shù)方案，北京、武漢、重慶等地鐵公司也開展了無障礙導軌技術(shù)應(yīng)用。國內(nèi)既有地鐵車輛及部分新造車輛均有采用內(nèi)藏門的需求，普通內(nèi)藏門存在隔音效果不佳、異物卡滯等問題，采用內(nèi)藏密閉門+無障礙導軌機構(gòu)簡單、運行可靠、制造成本低，可以彌補常用凹入式或凸出式兩種下導軌裝置的缺陷，也能提高列車的降噪隔音性能，提高系統(tǒng)運行可靠性，因此具有較好的推廣價值。
作者：詹冬潤 單位：成都地鐵運營有限公司
