屏蔽門系統在地鐵的應用前景

【摘 要]】 地鐵屏蔽門系統具有保護乘客安全、節約環控系統運營能耗、改善站臺乘客候車環境的功能，同時它也為以后地鐵無人駕駛技術的實現創造了條件。隨著社會不斷前進，屏蔽門系統在地鐵的應用近幾年在世界各地得到迅猛發展。本文結合香港地鐵、廣州地鐵屏蔽門系統的設計實際，著重闡述了屏蔽門系統在地鐵中所具有的功能以及給地鐵帶來社會效益、經濟效益，并指出屏蔽門系統在以后地鐵新線建設及舊線改造中的應用前景。
【關鍵詞】 屏蔽門系統 環控系統 安全 節能 客流 效益
1 概述
1981年在日本地鐵Portdown線路中采用了半封閉式的安全門系統，主要用來保證在站臺上乘客
的候車安全。在1988年，新加坡NEL線首次采用了屏蔽門系統(Platform Screen Door System)。除保證了乘客的安全以外，也取得了明顯的節能效果。在國內，香港新機場快線屏蔽門系統是比較成功的一例，其采用的全封閉式屏蔽門系統不僅起到了應該有的各方面功能，更成功的是屏蔽門系統與整個地鐵車站相結合而形成的美妙的裝修效果也令人贊嘆。
地鐵作為城市交通的工具，其主要功能是減輕地面交通工具的壓力，具有方便、快捷、準時的特點，有一定的客流吸引力。屏蔽門在保護乘客安全、節省環控系統運營能耗、改善站臺候車環境方面都具有明顯效果。
2 建設屏蔽門系統的必要性
2.1國內地鐵站臺事故分析
2001年12月4日，上海地鐵一號線人民廣場站發生由于站臺人流擁擠而發生了乘客掉下站臺喪生事故，致使列車停止運營約1個小時。
2002年1月20日，北京地鐵車公莊車站，一輕生乘客迎著車頭突然跳下站臺喪生，導致運營中斷40多分鐘。廣州地鐵自正式運營以來，也出現過乘客掉下站臺的事故，由于運營人員的及時救援，才避免嚴重事故的發生。據廣州地鐵運營部門統計：廣州市地鐵一號線運營后2000年全年發生的乘客掉下站臺或跳軌事件共有19例；2001年類似事件共10例。上海地鐵自正式運營以來，共發生乘客掉下站臺的事故約20起，2001年共發生4起乘客掉下站臺而喪生的事故。北京地鐵相類似的事故也已經發生過50多起。
事故的出現，不僅導致運營的中斷，最重要的是地鐵乘客的安全得不到有效的保證。站臺擁擠、盲人乘客、精神錯亂乘朗口是事故的隱患，我們作為地鐵的建設者，有必要為所有搭乘地鐵乘客的安全考慮，為他們提供一個安全、文明的乘車環境。

2．2 加裝屏蔽門系統前后能耗分析
廣州地鐵一號線2001年運營總用電量9927．89萬千瓦時，其中生產用電約占94．5％，照明用電量占5．5％。生產用電中，行車電耗2 815．75萬千瓦時，占運營能耗的28．36％；環控用電5 526．46萬千瓦時，占運營能耗的55．76％。與其他氣候較為涼爽的城市相比，環控系統耗電量增加太大，需要考慮減少環控系統的電能消耗。
站臺與車站隧道隔斷的屏蔽門系統有利于節能。根據廣州地鐵二、三號線建設過程的研究，新線屏蔽門系統與全封閉系統初投資、年運行費用、年自耗比較見表1。
表1 屏蔽門系統與全封閉系統比較

由于加裝屏蔽門系統后用環控系統電負荷將減小至約占全封閉系統用電負荷的30％～50％，運行費用將減小。但對已經運營的地鐵線路加裝屏蔽門系統，應具體分析女口裝后所達到的水平和預計節約能耗的能力。
2．3 車站運營人員的對比狀況
屏蔽門的設置可以在地鐵車站實現站臺層無人值班，站臺內少人值班，達到減員增效的效果。廣州地鐵一號線為例，現在一號線運營中各車站站臺所配置的值班人員情況如下：
(1)黃沙站、陳家祠站、農講所站、楊箕站站臺中峰期1人，高峰期2人
(2)坑口站中峰期2人，高峰期3人。
(3)其他車站站臺均為2人。
(4)節假日、大客流以及有參觀團時還要根據情況適當增加。
在不包括節假日的情況下，所有車站高峰期值班人員共33人在加裝屏蔽門系統后，正常運營情況下，每個車站站臺上可以不設值班人員，最多僅設1人，來實現對屏蔽門系統運營故障的應急處理，大約需要16人，全線相對現運營狀況而言每班共減少17人如果以后要在地鐵—號線實現車輛的無人駕駛，屏蔽門系統更是必不可少的車站設備。
2．4 加裝屏蔽門系統的優越性
地鐵中加裝屏蔽門系統具有如下優點：
(1)屏蔽門系統安裝在站臺邊繳將站臺公共區與隧道軌行區完全屏蔽冷熱氣流的交換，降低了環控系統的運營能耗；
(2)屏蔽門系統的設置防止乘客因特殊情況掉下站臺；減少站臺區與軌行區之間
(3)減小了噪聲及活塞風對站臺候車乘客的影響，改善乘客候車環境的舒適度；
(4)屏蔽門系統為軌道交通實現無人駕駛創造了條件；
(5)加裝屏蔽門系統后使地鐵的正常運營得到了保證，不再因車站站臺事故而延誤運營。
在我國各條沒有裝設屏蔽門的地鐵線路上，都有數量不等的不安全事故發生，并隨著客流量的增長，運營時間的推移，不安全事故的隱患會越來越多。為減少能耗、降低運營費用、保證乘客候車安全、提高地鐵服務水平和環境質量，在地鐵線路上加裝屏蔽門系統是非常必要的。
3 屏蔽門系統在地鐵的發展趨勢
在現代以人為本的社會中，地鐵服務水平要不斷地提高。對乘客安全、車站環境、節能等方面的要求屏蔽門系統在地鐵中的應用也日趨廣泛。屏蔽門系統正是應地鐵系統節能與安全的需求而產生的一個地鐵設備系統，在國內外地鐵系統的應用，給各國乘客留下了深刻的美好印象。站臺屏蔽門降低了由于列車行駛引起的活塞風，改善了站臺環境，給乘客創造了一個明亮、舒適、現代的候車環境。屏蔽門系統還提高了整個地鐵系統的服務水平，為地鐵系統的無人駕駛創造了條件，它在以后的新建地鐵或舊地鐵線路改造中應用的會越來越廣泛。以下是部分已經運營的地鐵線路上的屏蔽門狀況如表2。
表2 部分運營的地鐵線路上的屏蔽門

在當今世界中，約有8個國家的二十幾條地鐵或輕軌線路在應用或規劃中使用了屏蔽門系統。有關屏蔽門的供貨商也在逐漸發展起來，Wesfioehouse、Faiveley、Nabco、瑞士KABA四家司已經承擔過一些地鐵線路的屏蔽門工程，國內廣州奧的斯也正在向這方面發展。所以屏蔽門系統無論是從地鐵技術，還是工程實例及經驗上都具備了發展及普遍的條件，隨著經濟的快速發展，這項基于安全及節能的設備一定會有廣闊的市場。
4 投資估算
4.1根據廣州地鐵二號線屏蔽門系統招標合同，工程初期投資總額約為1．4億元，技術經濟指標約為875廣州地鐵二線工程規模：全線共16座車站，34側站臺，共1 020套門機單元。
4．2 投資計劃及項目計算期
本項目實施期4年，投資計劃見表3。
表3 投資計劃

本項目建設期4年，運營期30年，項目計算期總計34年。
表4 財務現金流量表

4．3 財務盈利能力分析
根據財務現金流量表(見下表)測算得到：投資回收期為9．39a。
5 社會經濟評價
地鐵線路進行屏蔽門系統的建設，車站各項經營成本將會有不同程度的變化，經粗略估算，其投資回收期比較長，但由于改造后提升了整個地鐵一號線的服務水平，加上西朗站、坑口站為地面站，增加的投資主要為提高乘客乘車的安全性出發，其改造對降低環控運營成本并無貢獻，但其帶來的社會效益卻大大提高。
(1)屏蔽門可以避免乘客由于各種意外事故掉下站臺而受到傷害，保證了乘客的人身安全。北京、上海地鐵發生的乘客掉下站臺喪生事件，不僅會造成其他乘客極大的恐懼，而且會導致運營中斷。現進行以下簡單分析：每次出現乘客掉下站臺發生重大事故一般會導致運營中斷40～60min，按照廣州地鐵運營時刻表，高峰期發車間隔6min，會使地鐵列車運七班次，廣州地鐵—號線列車為六節編組，
每班次乘客按設計的1 860人計，七班次總共損失13020人次的客流，一號線地鐵票價波幅為2—6元，平均出現一次事故票價損失為52080元；還有，現代社會以人為中心的地鍘盼系統中，引起乘客傷亡屬最重大的事故，會引起社會、媒體、乘客的更大關注，不僅是簡單的經濟賠償，還會帶來地鐵形象上、客流上的重大損失，使地鐵在競爭上處于不利的地位。
(2)現一號線運營中發生了多起關于乘客與列車接觸而引起的傷害，導致乘客向地鐵公司進行事故索賠的現象，屏蔽門的安裝則可以避免這類現象，不僅為國家節省了資金，而且提高了城市軌道交通的形象，為地鐵吸引客流提供了條件。
(3)屏蔽門系統的設置可以為以后實現無人駕駛創造條件。
(4)它還可以對地鐵運營部門的減員增效帶來成果。
(5)改善了乘客在站臺的候車環境，在環境質量、噪聲及舒適度的水平上都有所提高。
(6)屏蔽門系統給乘客提供了易于識別的導向圖例，其良好的裝修效果也會增加車站現代、文明的氣氛。
隨著屏蔽門系統設備技術的日益成熟，它在地鐵系統及別的系統的節能等各方面的優越性日漸明顯。目前為止世界上已有8個國家共21條地鐵、輕軌及鐵路系統中正在運營或規劃的新線、改造舊線的過程中使用了屏蔽門系統。屏蔽門系統帶來明顯的節能效果以及站內良好的候車環境及空氣質量，給乘客留下了深刻的印象。像近年來香港進行的舊線改造工程、廣州地鐵二號線、潮I地鐵一號線工程等。我們相信：屏蔽門系統給我們帶來的不僅僅是安全、節能、環保，還有門¨地鐵不斷增長的客流及經濟效益。
6 結 論
(1)在地鐵線路建設屏蔽門系統符合地鐵系統發展的長遠要求，建設此工程也是必要的和迫切的。
(2)在工程方案的設計及施工上均不存在重大的技術難題，無論屏蔽門系統、信號系統還是其他
土建工程，均有條件進行工程實施，此工程在技術上是可行的。
(3)建設屏蔽門系統的地鐵工程，相對環控系統采用閉式系統宋比較，采用屏蔽門系統可以節省
30％ 50％的環控運營能耗，如果按廣州地鐵一號線現在的運營狀況來計算，每年可以節約接近4 000萬kW．h電力資源。
(4)工程的一次性投資較大，但回收期接近10a，屬于可以接受的范圍，并且屏蔽門系統的建設可以明顯提升地鐵的服務檔次及服務水平，可以獲得很好的社會效益。