地鐵車輛緊急疏散門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究與選型建議

杜兆波，李淑俊

（中國南車集團(tuán) 青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東青島266111）

根據(jù)GB／T 7928-2003《地鐵車輛通用技術(shù)條件》的要求，在未設(shè)安全通道的線路上運(yùn)行的列車兩端應(yīng)設(shè)緊急疏散門。緊急疏散門系統(tǒng)一般包含兩部分，疏散門和疏散坡道（或疏散梯），也有門、坡道一體化結(jié)構(gòu)的形式。緊急疏散門系統(tǒng)設(shè)置于司機(jī)室前方中心位置或者一側(cè)，其功能是在緊急情況下打開并形成逃生通道，使乘客能夠從列車兩端安全轉(zhuǎn)移至車外，避免或盡量減少乘客的傷亡。目前國內(nèi)、外地鐵車輛緊急疏散門的結(jié)構(gòu)有多種形式，在相同疏散寬度的情況下，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與選型的不同將直接影響緊急疏散門系統(tǒng)的疏散能力，為此對地鐵車輛緊急疏散門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，給出選型建議。

1 緊急疏散門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹

目前國內(nèi)、外地鐵車輛緊急疏散門系統(tǒng)有多種形式，但歸納起來大致可分為兩種：門、坡道一體式結(jié)構(gòu)和門、坡道分體式結(jié)構(gòu)（分類框圖參見圖1），其中：門、坡道一體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)通常設(shè)置于司機(jī)室前方中心位置，且基本多被A型地鐵車輛所采用；門、坡道分體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)通常設(shè)置于司機(jī)室一側(cè)，且基本多被B型地鐵車輛和其他車寬較小的地鐵車輛所采用。

圖1 緊急疏散門系統(tǒng)分類框圖

1.1 門、坡道一體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)

門、坡道一體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)是指門扇與坡道組合為一個整體，可以整體打開形成疏散通道。

1.1.1 整體側(cè)擺與下翻打開復(fù)合式緊急疏散門系統(tǒng)

整體側(cè)擺與下翻打開復(fù)合式緊急疏散門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，即可以下翻打開（參見圖2）自然形成一斜坡式疏散通道，也可以整體側(cè)擺打開，能夠同時(shí)滿足兩種疏散模式：列車到軌面的疏散和列車到救援車輛的疏散（參見圖3），該結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)現(xiàn)已在新加坡南北／東西線（NS-WS LINES）地鐵車輛上進(jìn)行應(yīng)用，國內(nèi)暫無此類產(chǎn)品生產(chǎn)及應(yīng)用，該緊急疏散門系統(tǒng)主要由門扇、下部滑動裝置、上導(dǎo)軌、鎖閉裝置、吊鏈連桿、門鎖、回收裝置、腳踏板和門檻組件等組成。

門扇主門頁通常采用鋼骨架結(jié)構(gòu)，外部安裝玻璃鋼外罩，與司機(jī)室頭形相配合，次門頁通常采用鋁骨架與鋁蜂窩復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)，踏面上進(jìn)行防滑處理。由于門扇展開后作為疏散通道使用，且受承載強(qiáng)度、次門頁收起時(shí)遮擋等因素影響，門扇上不能設(shè)置玻璃窗。下部滑動裝置為直線軸承長短導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)，與鎖閉裝置相配合可實(shí)現(xiàn)縱向前移和橫向側(cè)擺兩個方向的動作，門扇上部設(shè)側(cè)滑輔助臂，門口上部設(shè)上導(dǎo)軌，提供側(cè)擺輔助支撐。門扇與下部滑動裝置采用高強(qiáng)度不銹鋼通長鉸鏈連接。上部回收裝置設(shè)減速器、絞盤、纜繩等部件，減速器可控制門扇下翻打開的速度，避免下翻時(shí)沖擊力過大對部件造成損壞。吊鏈連桿在下翻慣性力的作用下驅(qū)使次門頁展開，并在坡道兩側(cè)自然形成扶手，可避免乘客疏散時(shí)從側(cè)部意外跌落。門框兩側(cè)設(shè)門鎖，保證在緊急疏散門收起時(shí)鎖住門扇。上導(dǎo)軌端部設(shè)觸點(diǎn)開關(guān)，該開關(guān)串入列車安全互鎖環(huán)路，確保緊急疏散門系統(tǒng)只有在關(guān)閉到位的情況下，列車才能牽引，以保證行車安全。

圖2 整體側(cè)擺與下翻打開復(fù)合式緊急疏散門下翻狀態(tài)

圖3 側(cè)擺狀態(tài)列車到救援車輛的疏散

1.1.2 單一下翻打開式緊急疏散門系統(tǒng)

單一下翻打開式緊急疏散門系統(tǒng)不設(shè)下部滑動裝置、鎖閉裝置和上導(dǎo)軌等部件，因此結(jié)構(gòu)較側(cè)擺與下翻打開復(fù)合式緊急疏散門系統(tǒng)簡單一些，其他結(jié)構(gòu)與其類似。目前此類結(jié)構(gòu)的緊急疏散門系統(tǒng)使用較多，如上海軌道交通1號線、4號線、7號線、9號線、11號線等。

1.1.3 門、坡道一體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）通常用于A型地鐵車輛，且設(shè)置于司機(jī)室前方中心位置；

（2）凈通過寬度相對較大，疏散能力強(qiáng)，一般疏散門凈通過寬度在1 100mm左右，坡道凈通過寬一般不小于700mm；

（3）受車鉤及自身結(jié)構(gòu)等影響，坡道通常較平緩，坡度一般在16°～18°之間；

（4）適用于頭型弧度較小的地鐵車輛。

1.2 門、坡道分體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)

門、坡道分體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)是指門扇與坡道為分別獨(dú)立的兩個單元，分別單獨(dú)安裝，打開時(shí)需先開啟疏散門，然后再開啟疏散坡道，或者通過一套特殊的聯(lián)動裝置，使疏散坡道在疏散門開啟到位后自動展開，可滿足列車到軌面的疏散。疏散門有上翻式和側(cè)擺式兩種，疏散坡道有平板式和階梯式2種，因此有4種組合的緊急疏散門系統(tǒng)（參見表1）。

表1 4種組合的緊急疏散門系統(tǒng)應(yīng)用情況

1.2.1 上翻式疏散門

上翻式疏散門是指門扇通過兩根空氣彈簧支撐，使門扇圍繞上部鉸鏈向上翻轉(zhuǎn)打開的疏散門，主要由門扇、門框、空氣彈簧、門鎖、鉸鏈和門狀態(tài)觸點(diǎn)開關(guān)等部件組成。

門扇、門框采用鋼骨架或鋁合金骨架結(jié)構(gòu)，門扇外部罩有玻璃鋼外罩，內(nèi)部加裝玻璃鋼或鋁板內(nèi)飾，上部設(shè)夾層玻璃窗，采用粘接結(jié)構(gòu)固定。鉸鏈采用高強(qiáng)度合金鋼制成，將門扇連接到車體骨架上并作為門扇的支撐?？諝鈴椈商峁╅T打開的動力，并作為打開后的支撐。門鎖采用伸縮式插銷鎖舌。

1.2.2 側(cè)擺式疏散門

側(cè)擺式疏散門是指門扇通過中部擺臂或上、下滑動裝置支撐，使門扇向一側(cè)打開的疏散門，主要由門扇、門框、空氣彈簧、門鎖、擺臂（或滑動裝置）和門狀態(tài)觸點(diǎn)開關(guān)等部件組成。

擺臂（或滑動裝置）將門扇連接到車體門口立柱上并作為門扇的支撐?？諝鈴椈勺鳛殚T打開的動力及阻尼，門鎖采用叉形楔緊鎖（或叉形二級鎖或其他型式鎖），門扇結(jié)構(gòu)與上翻式疏散門類似。

1.2.3 階梯式坡道

階梯式坡道是指坡道翻轉(zhuǎn)展開后形成臺階式疏散通道，采用鉸接結(jié)構(gòu)，折疊收起后放置于疏散門內(nèi)側(cè)，主要由臺階坡道、支撐立柱、聯(lián)動連桿和鎖閉裝置等組成。

臺階坡道采用鋼結(jié)構(gòu)或鋁合金蜂窩板兩種，支撐立柱采用鋼板焊接組成，鎖閉裝置通常為插銷式結(jié)構(gòu)，聯(lián)動連桿主要作為各臺階聯(lián)動支撐。

1.2.4 平板式坡道

平板式坡道是指坡道展開后自然形成一斜坡式疏散通道，主要由坡道踏板、吊帶、回收裝置、鎖閉裝置、支撐立柱和連桿、空氣彈簧等組成。

坡道踏板采用鋁骨架與鋁蜂窩復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)，各踏板間通過鉸鏈連接，支撐立柱和吊帶主要為坡道承載提供支撐、空氣彈簧在坡道下翻時(shí)起到阻尼的作用，避免沖擊過大。

1.2.5 門、坡道分體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）適用于B型地鐵和其他車寬較小的地鐵車輛；

（2）凈通過寬度相對較小，一般疏散門凈通過寬度不大于700mm，坡道凈通過寬一般不大于550mm；

（3）平板式坡道坡度不大于30°（與水平面夾角），一般為22°，坡道末端距軌面高度不小于150mm，通常按150mm或200mm進(jìn)行設(shè)計(jì)；

（4）階梯式坡道通常要陡一些，與水平面夾角約為60°；

圖4 上翻式疏散門和階梯式坡道

圖5 上翻式疏散門和平板式坡道

圖6 側(cè)擺式疏散門和階梯式坡道

圖7 側(cè)擺式疏散門和平板式坡道

（5）側(cè)擺式疏散門可適用于頭型弧度較大的地鐵車輛。

2 分析比較

緊急疏散門系統(tǒng)有兩個重要的指標(biāo)：承載能力和疏散能力。

疏散能力：通常要求在30min（含門、坡道開啟時(shí)間）內(nèi)將一列編組的AW1（座席載荷）+6人／m2站席不同年齡的健康乘客全部疏散完。

承載能力：坡道通常按9人／m2（60kg／人，6人／m2×1.5的安全系數(shù)）載荷設(shè)計(jì)。

下述首先從這兩個指標(biāo)進(jìn)行對比：

2.1 承載能力對比

門、坡道一體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)和分體式結(jié)構(gòu)中平板坡道緊急疏散門系統(tǒng)的承載能力接近，B型地鐵車輛因緊急疏散門系統(tǒng)設(shè)置在司機(jī)室一側(cè)且坡道寬度稍小，整個坡道承載人數(shù)約為13人，但階梯式坡道由于坡度較陡，階梯一般為5級，每級按站立2人計(jì)算，承載人數(shù)約為10人，因此階梯式坡道承載能力較小。

2.2 疏散能力對比

疏散能力通常按每分鐘疏散的乘客人數(shù)來計(jì)算，疏散時(shí)間為緊急疏散門系統(tǒng)疏散時(shí)間+門系統(tǒng)打開所需要的時(shí)間。

根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)，平板式坡道緊急疏散門系統(tǒng)打開不超過0.5min；階梯式坡道緊急疏散門系統(tǒng)打開時(shí)間約為1min。

平板式坡道為斜坡結(jié)構(gòu)，坡道平緩，更有利于疏散，根據(jù)實(shí)際測試結(jié)果，疏散能力約為60人／min；階梯式坡道坡度較陡，且為臺階結(jié)構(gòu)，疏散能力較差，約為25人／min。

2.3 占用空間對比

門、坡道一體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)幾乎不占用司機(jī)室內(nèi)部空間；門、坡道分體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)，坡道要單獨(dú)占用司機(jī)室內(nèi)部空間，平板式坡道收起時(shí)厚度一般不超過450mm，階梯式坡道占用空間最大，收起時(shí)厚度一般不小于500mm。收起時(shí)高度：平板式坡道和階梯式坡道相近，約為1 000mm。

3 結(jié)束語

通過上述分析對比，門、坡道一體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)坡道平緩，疏散能力強(qiáng)，承載能力大，不占用司機(jī)室內(nèi)部空間，適用于A型地鐵車輛，建議設(shè)置于司機(jī)室前方中心位置。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，質(zhì)量較大，成本稍高，同時(shí)由于門扇上不能設(shè)玻璃窗，司機(jī)室視野較差。門、坡道分體式結(jié)構(gòu)緊急疏散門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單，成本低，質(zhì)量較小，其中平板式坡道較平緩，疏散能力較強(qiáng)，承載能力較大，相對于階梯式坡道具有明顯的優(yōu)勢，建議B型地鐵采用。

緊急疏散門系統(tǒng)承擔(dān)著緊急情況下疏散乘客，保證乘客生命安全的作用，由于目前對于地鐵車輛緊急疏散門系統(tǒng)疏散能力尚無標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，因此建議對緊急疏散門系統(tǒng)選型時(shí)優(yōu)先選擇易于操作、疏散能力強(qiáng)的坡度式緊急疏散門系統(tǒng)。

［1］胡桂明，楊海通，劉厚林.地鐵車輛緊急疏散門系統(tǒng)分析及選型建議［J］.電力機(jī)車與城軌車輛，2009，（3）：52-53.

［2］殷瑞忠，俞太亮.地鐵車輛緊急疏散門系統(tǒng)［J］.現(xiàn)代城市軌道交通，2007，（4）：28-30.