城市軌道交通屏蔽門系統(tǒng)的適用性分析　　

摘　要　通過對國外軌道交通屏蔽門系統(tǒng)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析比較,從安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、形象等幾個(gè)角度綜述了屏蔽門系統(tǒng)的各種功效;并結(jié)合我國的具體情況提出了屏蔽門系統(tǒng)適用性的一些建議和看法。關(guān)鍵詞　軌道交通,屏蔽門,適用性
屏蔽門系統(tǒng)是20 世紀(jì)80 年代出現(xiàn)的一種先進(jìn)裝置,它設(shè)置于地鐵站臺(tái)邊緣,將列車與地鐵站臺(tái)候車室(廳) 隔離開來,在列車到達(dá)和出發(fā)時(shí)可自動(dòng)開啟和關(guān)閉。地鐵屏蔽門的安裝能為乘客營造一個(gè)安全、舒適的候車環(huán)境。我國廣州地鐵和深圳地鐵即將安裝屏蔽門系統(tǒng),上海市也將在個(gè)別車站進(jìn)行試點(diǎn)安裝。站臺(tái)屏蔽門作為一種新事物出現(xiàn), 必然有其優(yōu)點(diǎn);但屏蔽門系統(tǒng)能否在我國城市軌道交通系統(tǒng)行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用,還需根據(jù)具體情況做深入研究。
1 　屏蔽門系統(tǒng)概述
從目前各國設(shè)置的屏蔽門系統(tǒng)來看,主要有兩種類型。第一類屏蔽門是一道自上而下的玻璃隔墻和活動(dòng)門,沿著車站站臺(tái)邊緣和兩端頭設(shè)置,把站臺(tái)乘客候車區(qū)與列車進(jìn)站停靠區(qū)域分隔開(見圖1) 。這種屏蔽門系統(tǒng)的主要功能是增加安全性、節(jié)約能耗以及加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。

　　第二類屏蔽門系統(tǒng)是一道上不封頂?shù)牟ＡЦ魤突顒?dòng)門(圖2a) 或不銹鋼籬笆門(圖2b) ,其安裝位置與第一種方式基本相同, 造價(jià)比第一種要低。日本東京地鐵南北線[ 1 ] 和東京多摩線就安裝有這種類型的屏蔽門(見圖2) 。這種類型的屏蔽門系統(tǒng)比第一種類型屏蔽門相對簡單,高度比第一種屏蔽門低矮,空氣可以通過屏蔽門上部流通。因新技術(shù)應(yīng)用此它相對第一種屏蔽門來說,主要起了一種隔離作用,提高了站臺(tái)候車乘客的安全,從此意義上說可以稱其為“ 安全門”。不過它同時(shí)也還能起到一定的降噪作用,象東京南北線上的屏蔽門約可降低噪聲10 dB (A) 。

a 　東京南北線屏蔽門　　　　　　　　　　　　　　　b 　東京多摩線屏蔽門

圖2 　第二類屏蔽門

2 　典型的屏蔽門系統(tǒng)案例分析
(1) 新加坡
1988 年,世界地鐵第一套屏蔽門系統(tǒng)安裝于新加坡地鐵NEL 線,距今已有14 年歷史。新加坡在安裝屏蔽門系統(tǒng)時(shí)主要考慮經(jīng)濟(jì)因素與安全因素。在具體設(shè)計(jì)中主要考慮了以下幾點(diǎn): ① 新加坡常年氣候炎熱,故空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用在地鐵運(yùn)行成本中占有較大比重;為了節(jié)省能源,提高地鐵運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)效益,設(shè)置了氣動(dòng)控制系統(tǒng),外觀上較少追求美觀。② 充分考慮了乘客乘車的安全性。③ 為了滿足地鐵正常運(yùn)營的需要,要求屏蔽門系統(tǒng)必須具備良好的運(yùn)行可靠性。從其使用情況看是成功的,既保證了較高的可靠性,又滿足了地鐵的運(yùn)營需要, [ 2 ] 同時(shí)空調(diào)節(jié)能率達(dá)到50 % 左右。
(2) 歐洲
在新加坡地鐵第一個(gè)裝設(shè)了屏蔽門后,歐洲出于增加乘客安全的考慮也在一些地鐵車站安裝了屏蔽門。由于在列車與站臺(tái)間安裝了屏蔽門,將乘客與列車隔開,有效防止了乘客有意或無意跌入軌道,大大減少了乘客被列車撞傷的危險(xiǎn)性。
(3) 日本
在保證乘客安全的前提下,為了降低地鐵的運(yùn)營管理成本,日本在東京地鐵南北線上安裝了第二類屏蔽門(見圖2a) 。在日本東京地鐵南北線上, 站臺(tái)幾乎都設(shè)在400～500 m 半徑的曲線上,車輛遠(yuǎn)期編組是8 輛(初期4 輛),每節(jié)車輛長度20 m , 列車長度為160 m 。這樣,不論通過安裝鏡子還是采用工業(yè)電視的手段,從車頭或車尾都無法看到列車全長;如采用站務(wù)人員人工監(jiān)視列車的方法就必須增加車站的接車人員。設(shè)置了屏蔽門之后,一般情況下只需司機(jī)一人操作就可保證安全,站臺(tái)上無需站務(wù)人員接發(fā)列車,進(jìn)行監(jiān)視,從而減少了站臺(tái)上的工作人員,大大地降低了地鐵的管理成本。
3 　屏蔽門系統(tǒng)的利弊分析
3. 1 　優(yōu)點(diǎn)
(1) 安全性
地鐵列車在隧道內(nèi)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的活塞效應(yīng),這樣當(dāng)列車進(jìn)入站臺(tái)時(shí)將會(huì)給站臺(tái)候車的乘客帶來被活塞風(fēng)吹吸的危險(xiǎn)。裝設(shè)屏蔽門后,由于站臺(tái)與隧道空間有屏蔽門隔離開來,只有當(dāng)列車?？空九_(tái),并且列車門與屏蔽門完全對正時(shí),屏蔽門才同時(shí)打開,以便乘客上下車,從而避免了乘客探頭張望和隨車奔跑的現(xiàn)象,也避免了候車人員及物品跌落站臺(tái)軌道的危險(xiǎn)。另外,屏蔽門上還安裝了探測各種障礙物的傳感器,一旦有障礙物存在,傳感器發(fā)出的信息將使屏蔽門再開閉機(jī)構(gòu)動(dòng)作,這樣可有效地減少車門挾人、挾物的事故。
社會(huì)上還有些悲觀人士,他們往往會(huì)選擇大橋、地鐵車站作為其結(jié)束生命的場所。安裝屏蔽門之后,由于無法方便地進(jìn)入隧道,他們沒有了合適的自殺地點(diǎn)和方法,其中一些自殺傾向不是很嚴(yán)重的人,隨著時(shí)間的推移,可能就會(huì)放棄輕生的念頭。屏蔽門的安裝既可保障站臺(tái)內(nèi)乘客安全候車,也能在一定程度上減少社會(huì)上的自殺現(xiàn)象。
(2) 節(jié)能
由于地下車站和區(qū)間隧道是長條形的地下建筑,除車站的出入口、通風(fēng)亭和隧道洞口與室外溝通外,基本上與大氣隔離,因此需要環(huán)控系統(tǒng)來保證乘客安全、舒適和確保設(shè)備使用壽命。設(shè)置第一種類型屏蔽門系統(tǒng)后,車站空間與列車運(yùn)行空間完全隔開,避免了大量空調(diào)冷氣進(jìn)入隧道,減少了列車剎車時(shí)所散發(fā)出的熱量進(jìn)入候車區(qū),并減少站臺(tái)出入口由于列車活塞作用吸入大量新風(fēng)所形成的冷負(fù)荷。這樣首先是減少了冷量消耗,達(dá)到空調(diào)節(jié)能的目的,其次是減少空調(diào)設(shè)備容量,相應(yīng)地減少了空調(diào)機(jī)房土建面積與投資。
對于常年需要空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)控的車站,采用第一種類型屏蔽門系統(tǒng)的車站與采用閉式系統(tǒng)的車站的節(jié)能效果是不一樣的。其中:屏蔽門系統(tǒng)空調(diào)估算冷量10 370 kW , 僅為閉式系統(tǒng)估算冷量的36 % ; 環(huán)房機(jī)房面積較小,約1 000 m2/ 站; 相應(yīng)降壓變壓所,環(huán)控電控室面積也可減少約215 m2/ 站; 而且全年環(huán)控運(yùn)行能耗較小(約2 547 萬kWh) ,僅 [3 ] [4 ] 為閉式系統(tǒng)的48 % 左右。
就節(jié)能來說,還需具體考慮一下地域情況。我國地域遼闊,各地在修建地鐵時(shí),各個(gè)車站采用的環(huán)控方案不盡相同。南方地區(qū)以廣州為例,年平均氣溫和年最熱平均氣溫都較高, 土壤溫度全年為25 ℃,日夜溫差小,四季變化不明顯,因此單純利用土壤畜冷以及通風(fēng)排熱是不可能的。與廣州地理位置相似的還有香港和新加坡,都是全年通過空調(diào)來進(jìn)行環(huán)控調(diào)節(jié)。在這些地區(qū)安裝屏蔽門之后,將能夠大量地減少能耗。我國北方地區(qū),以北京為例,夏季日間氣溫可能高達(dá)35 ℃ 以上,但日夜溫差大,有可能利用土壤的畜冷來克服白天的高溫。因此在該地區(qū)可以不采用空調(diào)進(jìn)行環(huán)控。在這些地區(qū),安裝屏蔽門系統(tǒng)對于節(jié)能就沒有多大的幫助了。
中間地區(qū)的氣候特點(diǎn)介于兩地區(qū)之間。如上海地區(qū),可以采用在5～10 月開空調(diào)進(jìn)行環(huán)控這些地段的地鐵車站安裝屏蔽門系統(tǒng)后的節(jié)能效果介 [ 5 ] 于南方地區(qū)和北方地區(qū)之間。
(3) 降低人工成本
在有些乘客不多的車站,安裝屏蔽門后,可以減少甚至不需要站臺(tái)接車人員,這將減少地鐵的日常運(yùn)營管理費(fèi)用。前面介紹的日本南北線安裝屏蔽門就是出于此種考慮。日本由于人力資源成本較高,因此在一些地鐵車站安裝屏蔽門時(shí),可以大大地節(jié)省人工成本。
如每個(gè)地鐵車站按照兩名接車人員、每名接車人員按月薪35 萬日元計(jì),而且公司負(fù)擔(dān)的員工總費(fèi)用支出是員工月薪的1. 25 倍,則一個(gè)安裝屏蔽門的車站每年可以節(jié)約人工費(fèi)用1 050 萬日元。由此可見,通過屏蔽門的安裝,可以大大地降低地鐵的管理成本。我國目前的經(jīng)濟(jì)水平和日本相比還相去甚遠(yuǎn), 公司員工的費(fèi)用負(fù)擔(dān)所占的比例比日本的低很多, 因此通過安裝屏蔽門來降低公司的運(yùn)營管理成本, 在幾年甚至十幾年內(nèi)是不大可能的。
(4) 環(huán)保
列車行駛時(shí)會(huì)有噪聲產(chǎn)生。安裝屏蔽門系統(tǒng)之后,站臺(tái)屏蔽門在站臺(tái)和軌道之間形成一個(gè)物理屏障,可以大大降低地鐵候車站廳中的噪聲。對于安裝第一種類型(封頂) 屏蔽門系統(tǒng)的地鐵車站,能夠降低約20～25 dB (A) 的噪聲值;安裝了圖2a 中所示類型(上部不封頂) 屏蔽門的地鐵車站,噪聲值也能減少10～15 dB (A) 。這會(huì)給乘客提供一個(gè)更加舒適安靜的候車環(huán)境。在那些利用活塞風(fēng)通風(fēng)的車站,活塞風(fēng)經(jīng)常把軌道上的垃圾和灰塵帶至站臺(tái),設(shè)置屏蔽門后可將垃圾和灰塵拒之于屏蔽門外,使站臺(tái)能保持一定的舒適度和清潔度。
(5) 城市形象
采用屏蔽門后,乘客們能夠舒適、安全地候車, 直接感受到政府對市民的關(guān)心,增加市民對政府工作的信任與支持。此外,屏蔽門系統(tǒng)是一種新型裝置,自動(dòng)化程度高,能夠增加乘客的安全感,對于塑造國際化大都市的形象也很有幫助。
3. 2 　缺點(diǎn)
上面所說的都是安裝屏蔽門后對完善地鐵功能、提高性能上有積極作用的一面。然而安裝屏蔽門后也會(huì)帶來一些負(fù)面影響。
首先,屏蔽門系統(tǒng)的初期投資是相當(dāng)昂貴的, 安裝后還會(huì)增加維修費(fèi)用。例如:目前香港地鐵公司正在它的30 個(gè)車站的74 個(gè)站臺(tái)上安裝了屏蔽門系統(tǒng),總投資達(dá)到20 億港元,平均每個(gè)車站需要6 666. 7 萬港元; 悉尼地鐵的Wynyard 車站和Town Hall 車站共有14 個(gè)站臺(tái),安裝屏蔽門初期投資需要1 310 萬澳元,年維持費(fèi)用約134 萬澳元;我國的廣州地鐵, 光購買屏蔽門每個(gè)車站需人民幣約862. 5 萬元。另外, 由于增加了屏蔽門系統(tǒng), 每年地鐵車站的維修費(fèi)用也相應(yīng)增加了。
其次,在那些側(cè)式站臺(tái)上,安裝了屏蔽門系統(tǒng)會(huì)使站臺(tái)顯得狹長。為滿足乘客候車時(shí)心情舒適的要求,對這些站臺(tái)還必須作特殊的裝修處理,使站臺(tái)顯得明亮、寬敞些,這也會(huì)增加成本。第三,地鐵隧道壁面上安裝著廣告燈箱,這有著很好的廣告收入,但安裝屏蔽門之后,雖然屏蔽門大都為透明玻璃,但仍會(huì)使廣告效應(yīng)下降,影響廣告收入。
另外,由于屏蔽門系統(tǒng)只需要25～30 cm 的寬度,而在沒有屏蔽門系統(tǒng)的車站,乘客候車的安全線距站臺(tái)邊緣的距離有50～60 cm , 因此地鐵車站安裝屏蔽門后不會(huì)影響車站的有效候車面積。
4 　對我國軌道交通屏蔽門系統(tǒng)的思考
借鑒國外城市軌道交通站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn),對我國城市軌道交通屏蔽門系統(tǒng)的適用性,提出以下幾點(diǎn)粗淺的建議:
(1) 就安全性來說,屏蔽門無疑會(huì)給軌道交通車站提供一個(gè)安全的候車環(huán)境,為了防范候車乘客跌入軌道、被列車夾傷,應(yīng)該在軌道交通車站推廣安裝屏蔽門系統(tǒng)。
(2) 從軌道交通車站的空間形式上看,有的在地下、有的在地面、還有的在高架橋上。對不同位置的車站,是否安裝屏蔽門也應(yīng)當(dāng)區(qū)別對待。在地面和高架上軌道交通車站的環(huán)控都采用開放式系統(tǒng),再加上受空間的限制較小,安全性較好,因此在地面和高架上的軌道交通車站一般可暫時(shí)不考慮安裝屏蔽門。
(3) 在那些常年需要空調(diào)進(jìn)行環(huán)控的地鐵車站,考慮屏蔽門系統(tǒng)初期安裝及運(yùn)營維修費(fèi)用后, 確實(shí)能夠降低軌道交通運(yùn)營費(fèi)用的車站應(yīng)安裝第一種(上部封頂) 類型的屏蔽門。
(4) 我國地域遼闊,各地軌道交通地下車站的環(huán)控方案不盡相同, 在南方城市安裝屏蔽門能夠節(jié)能,而對于北方城市這種情況就不大適用。北方(如北京市) 不宜設(shè)置第一種形式的屏蔽門,如果確有必要安裝,可考慮選擇第二種(上部不封頂) 類型的屏蔽門。
(5) 為塑造國際化大都市的形象,有必要在軌道交通車站內(nèi)加裝屏蔽門。軌道交通是一個(gè)城市對外的窗口之一,車站安裝屏蔽門之后,能夠提高城市形象,形成區(qū)位差,擴(kuò)大城市對周圍區(qū)域的影響。
綜上所述,屏蔽門能夠給地鐵車站增加安全性、降低能耗、減少噪音、提高城市形象等優(yōu)點(diǎn),這些是屏蔽門系統(tǒng)的積極影響。但是,安裝屏蔽門增加資金壓力也是不容忽略的。在目前的情況下,不是所有的車站都適合安裝屏蔽門。各地在考慮安裝屏蔽門時(shí),要對不同的線路與車站進(jìn)行定位,以確定是否安裝屏蔽門或安裝那種類型的屏蔽門。屏蔽門系統(tǒng)至今未被廣泛應(yīng)用的重要原因之一,是由于它的投資巨大,增加了軌道交通的成本。因此搞好屏蔽門的開發(fā),實(shí)現(xiàn)屏蔽門系統(tǒng)國產(chǎn)化,降低造價(jià),才能使屏蔽門具有更加廣泛的應(yīng)用前景。
參　考　文　獻(xiàn)
1 　蔣玉琨. 東京地鐵南北線的站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng). 地鐵與輕軌,1994 , (1)
2 　劉承東. 屏蔽門系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用. 城市軌道交通研究,2000 , (1)
3 　胡維擷. 深圳地鐵一期工程環(huán)控系統(tǒng)制式研究. 地下工程與隧道,1998 , (4)
4 　胡維擷. 地鐵站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng)述評. 地下工程與隧道,1997 , (4)
5 　朱穎心. 地鐵系統(tǒng)環(huán)控方案分析. 地鐵與輕軌,1991(1)