第7章 屏蔽门与门禁系统《城市轨道交通综合监控系统》教学课件

《城市轨道交通综合监控系统》✩精品课件合集第7章屏蔽门与门禁系统知识点屏蔽门系统城市轨道交通中的门禁系统门禁系统主要技术指标和适用标准具体案例难点屏蔽门PSD系统组成门禁系统ACS系统组成

要求了解屏蔽门系统发展必要性掌握屏蔽门系统设备掌握屏蔽门系统控制部分组成掌握门禁系统构成了解门禁系统功能掌握门禁系统联动应用7.1屏蔽门系统(PSD)屏蔽门系统安装在站台边缘，将站台公共区与隧道轨行区完全屏蔽。减少站台区与轨行区之间冷热气流的交换，降低了环控系统的运营能耗。屏蔽门系统的设置防止了乘客掉下站台，减小噪声及活塞风对站台候车乘客的影响，改善了乘客候车环境的舒适度，为轨道交通实现无人驾驶奠定了技术基础。

7.1.1屏蔽门的发展历程最早的屏蔽门是出现在20世纪60年代初期圣彼得堡的一种利用区间隧道停车的车站，目的是保证无侧站台车站的安全和观瞻70年代法国里尔全自动地铁为了自动行车的安全，装配了屏蔽门1981年日本东京地铁南北线上安装了半封闭式的站台安全门1987年新加坡的快轨交通一期和二期工程首次采用全封闭式屏蔽门系统，成为世界上最早的以节能为目的的带屏蔽门的运行线路。

目前，世界上已有8个国家和地区共21条轨道交通线路正在使用或加装屏蔽门系统，我国大陆主要城市已投入使用屏蔽门系统的轨道交通线路如表:

城市线路主要技术供应商屏东门使用情况上海1号线Westinghouse2005年起加装，预计2006年底完工上海4号线Faiveley已于2005年投用广州1号线Westinghouse2004年起加装，预计2008年底完工广州2号线Westinghouse已于2003年投用深圳1号线Westinghouse已于2004年底投用7.1.2安装屏蔽门系统的必要性安全性分析地铁列车在隧道内运行时产生强烈的活塞效应，这样当列车进入站台时将会给站台候车的乘客带来被活塞风吹吸的危险。上海地铁1、2号线因没有安装屏蔽门系统，屡有乘客跳人或意外跌人轨道的事故。据不完全统计，此类事件已达100多起，其中跳下站台自杀造成死亡的事件就有近40起之多。而深圳地铁l号线、广州地铁2号线因为安装了屏蔽门系统，自开通运营以来，没有发生一起乘客跳下或跌落到道床坑内的安全事故。屏蔽门的安装既可保障站台内乘客的安全候车，也可杜绝跳轨自杀或恶意加害事件的发生，从而有力地保障了地铁列车的正常运营。2.节能性分析对于设置全封闭式屏蔽门的系统，由于车站空间与列车运行空间完全隔开，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站台，并减少了站台经由出入口由于列车活塞作用排出冷气和吸入新风所形成的冷损耗，达到了空调节能的目的。3.减员增效，降低管理成本4.提高候车室舒适度，提升地铁和城市形象对于安装全封闭式屏蔽门系统的地铁车站，能够降低噪声值20～25

dB。7.1.3屏蔽门系统组成屏蔽门系统主要由门体、门机、电源与控制4个部分组成。门体包括顶箱结构、支撑结构、门槛、滑动门、固定门、应急门、端门等；控制系统主要由屏蔽门中央接口盘(PSC)、屏蔽门就地控制盘(PSL)和门控单元(DCU)以及通信介质及通信接口构成。

门体结构组成门体结构由支撑结构、门槛、顶箱、滑动门、固定门、应急门和端门组成。1）支撑结构支撑结构包括底部支承部件、门梁、立柱、项部自动伸缩装置等部分。支撑结构能够承受屏蔽门的垂直载荷、隧道通风系统产生的风压、列车运行活塞风形成的正负方向水平载荷、乘客挤压力和地震、震动等载荷。2）门槛门槛包括固定门门槛和活动门门槛。固定门门槛承受固定门的垂直载荷，活动门门槛承受乘客载荷。3）顶箱顶箱由站台侧不锈钢固定板铰接、不锈钢盖板和后盖板等组成。顶箱内设有门驱动系统、锁紧和解锁装置、门控单元、配电端子箱、导轨及顶梁等部件。4）滑动门滑动门(SD)由门玻璃、门框、门吊挂连接板、门导靴、门橼相交密封条、手动解锁装置等组成。5）固定门固定门(FSD)由门玻璃和铝制门框等组成。6）应急门应急门(EED)是列车进站停车后，列车门无法对准滑动门时，至少有一道应急门对准列车门作为疏散乘客的通道。7）端门端门(PED)由门玻璃、门框、闭门器、门锁和手动解锁装置等组成。7.1.4门机驱动系统门机驱动系统由电机及减速箱、传动装置组成。1、电机及减速箱门机采用无刷直流电机，电机轴与减速箱直联，减速箱采用蜗轮蜗杆传动，减速箱输出轴装有传动齿轮。2、传动装置传动装置由驱动皮带和门悬挂设备组成。皮带传动采用正向啮合驱动，保证两扇门运动同步、稳定。7.1.5供电电源供电电源包括驱动电源UPS、控制电源UPS、驱动电源屏PDP、控制电源变压器及门单元就地供电单元组成。1）驱动电源UPS由UPS和蓄电池组组成，能够为60个门控单元提供30分钟的静止载荷，让60个滑动门完成一次开／关门循环。2）控制电源UPS由UPS和蓄电池组组成，采用双重在线式不间断电源，监视电源装置的输出电压与电流及正常运行和故障状态；对电池进行自动监控和放电测试。7.1.6屏蔽门控制系统组成屏蔽门控制系统由中央接口盘(CIP)、单元控制器(PEDC)、门控单元(DCU)、就地控制盘(LCU)、站台监控亭远方报警盘(PMP)等组成。1、屏蔽门控制子系统站台每侧屏蔽门配置完整的控制子系统(包括PEDC、DCU、LCU、PMP及连接其它系统的接口)，与上下行信号系统配合，分别控制各侧屏蔽门。系统内部采用现场总线和硬线两种连接方法。2、中央接口盘(CIP)CIP由单元控制器(PEDC)、220V／50V的变压器和外围接口构成。CIP是整个控制系统的核心单元，控制整个系统的工作过程，实现系统内部信息的收发、采集、汇总和分析；实现与系统内部LCU、PMP、DCU各单元之间和系统外部EMCS(机电设备控制系统)、SIG(信号系统)之间的信息交换。通过CAN总线监视所有DCU的工作运行状况。每个CIP包含2个PEDC，PEDC分别控制相应的站台屏蔽门。PEDC采用冗余的双微处理器设计，分别作为控制和热备用，具有存放数据和软件的存贮单元，配备手提电脑接口；在PEDC控制板内采用力导向继电器，对信号系统或LCU发出的门控关键信号进行逻辑控制。3、门控单元(DCU)DCU是滑动门电机的电子控制装置，每个滑动门都配置一个DCU，并安装在顶箱内。DCU内有一个l6位控制微机，还有存放数据和软件的存贮单元、自动／旁路／N试转换开关控制输入接口、手动开门／关门按钮控制输入接口、门状态指示灯接口、两路冗余现场总线接口、连接CIP的硬线接口及连接手提电脑的接口。DCU执行PEDC和LCU发出的控制命令。

4、就地控制盘(LCU)LCU安装在列车出站端，列车正常停车时与驾驶室的位置相对应。每侧屏蔽门设置1个LCU，通过硬线接口与CIP连接。LCU盘面上包括LCU操作允许／禁止双位开关、开门按钮指示灯、关门按钮指示灯、SD／EED互锁解除钥匙开关、SD／EED全关闭状态指示灯及指示灯检测按钮。当信号系统对屏蔽门的控制发生故障或CIP故障时，由该LCU对DCU进行控制。通过LCU盘允许／禁止开关动作实现对门系统的控制(允许时，信号系统的指令失效；禁止时，LCU的指令失效)。5、站台监控亭远方报警盘(PMP)站台设置监控亭(PSB)，PMP安装在PSB内，并监视相应屏蔽门的运行。PMP是可编程的微机，具有存放数据和软件的存贮单元、3．5英寸软盘驱动器、彩色液晶显示屏、键盘、打印设备并口及连接CIP的串行通信接口。盘面上设有开门状态、LCU操作允许状态、SD／EED手动操作状态、SD／EED互锁解除报警、SD／EED关门故障等。PMP具有远程监视工作站的所有功能。7.1.7屏蔽门系统的运行模式1、正常运行模式（1）开门操作（2）关门操作2、非正常运行模式当系统不能正常运行时，如在列车停位不正确、信号系统故障、信号系统与屏蔽门系统通信中断、屏蔽门系统局部故障等非正常情况下，司机可通过站台端头控制盒(PSL)进行屏蔽门的开门、关门操作。7.1.7屏蔽门系统的运行模式1、正常运行模式（1）开门操作（2）关门操作2、非正常运行模式当系统不能正常运行时，如在列车停位不正确、信号系统故障、信号系统与屏蔽门系统通信中断、屏蔽门系统局部故障等非正常情况下，司机可通过站台端头控制盒(PSL)进行屏蔽门的开门、关门操作。（3）屏蔽门关闭后无法发车当所有屏蔽门关闭，但信号系统仍然不能确认而无法发车时，由列车司机先打开PSL上的钥匙开关，然后操作PSL上的PSD互锁解除钥匙开关，发出强制发车信号，允许列车离站。司机确认所有列车车门和屏蔽门关闭完好、无夹人夹物后，方可发车离站。3、紧急运行模式当正常运行模式(系统级控制)、非正常运行模式(站台级控制)均不能操作屏蔽门时，在站台侧，由站台工作人员用钥匙打开屏蔽门的活动门；或在轨道侧，由司机通过车内广播通知乘客使用PSD上的手动解锁把手自行开启屏蔽门。紧急运行模式下的具有最高优先级，非正常运行模式下的控制优先于正常运行模式下的控制。

7.1.8屏蔽门系统的整体功能（1）当站内无列车时，滑动门关闭，此时整个系统作为车站站台公共区与隧道行车区的屏障，具有屏蔽功能。列车到站停车时，滑动门打开，为乘客提供上、下列车的通道，也可作为在车站隧道区域发生火灾或故障时乘客的疏散通道，满足地铁运营的要求。（2）屏蔽门系统可以实现对滑动门进行系统级、站台级及手动操作的3级控制功能，并且按从前到后的顺序优先级别越来越高。（3）为了保证运营的可行性，屏蔽门系统必须有状态监视装置，以方便系统故障时的即时维修。（4）屏蔽门系统的控制必须满足地铁车站防灾模式时通风空调系统的运营要求。7.2门禁系统(ACS)

门禁系统（AccessControlSystem，简称ACS），又称出入管理控制系统，能够对出入口进行有效的安全防范管理，主要完成对控制中心(OCC)大楼各层办公室门、通道门和全线各车站的办公管理用房及设备房门等的开闭控制管理，进行安全防护。随着人们对公共安全意识的不断提升，作为安防系统重要组成部分的门禁系统也逐步在城市轨道交通中得以广泛应用。目前，上海城市轨道交通新建线路中，各车站、控制中心大楼、主变电所、停车场、车辆段等建筑内均设置门禁系统，对变电所、通信及信号机房、屏蔽门设备室、车站控制室、站长室、票务室等重要的设备机房和管理用房进行出入控制。7.2.1门禁系统构成一般门禁系统采用“服务器客户机”分布式网络结构，以OCC的门禁系统管理服务器为中心，采用集中管理、分散控制。门禁主要由门禁系统软件、操作系统、数据库等相关软件及运行以上软件的服务器、工作站，以及有关控制器、前端设备及通信设备组成。门禁系统包括三层结构：1、中央级门禁管理系统：中央ACS服务器（综合监控专业设置）、中央级ACS管理工作站；2、车站级门禁管理系统：车站级门禁工作站（综合监控专业设置）；3、就地级门禁设备：电控锁、门磁开关、读卡器、开门按钮、紧急破玻按钮、就地控制器、门禁网络控制器等，采用以智能门禁控制器为核心的总线式结构。1.中央级门禁系统结构在OCC，根据地铁建设和运营管理、维护的不同要求，综合监控系统(ISCS)可以采用集成或互连的方案，建立与门禁系统的联系。

中央级门禁系统结构门禁系统有集成或互连两种构成方案。（1）ISCS集成ACS当综合监控系统集成门禁系统时，ACS不设置单独的服务器，这时ISCS能够完成ACS的管理和控制。ACS的控制管理功能，如开关门、权限管理、报警等，都必须通过综合监控系统软件完成。该方案既节约了投资，又提高了管理效率，非常适合新建地铁的自动化系统，广州地铁5号线就是采用这种方案。OCC综合监控系统的集成门禁系统结构

（2）ISCS互连ACS当综合监控系统采用互连方式接入门禁系统时，ACS仍作为一个独立的监控系统存在，拥有自己冗余的服务器，ISCS仅通过接口完成与ACS的交互，如读取门状态信息、刷卡信息、持卡者相关信息等。该方案比较适合已建地铁自动化系统的升级改造。ISCS互连ACS

2、车站级门禁系统结构车站没有ACS管理服务器，只有门禁管理客户终端，一般直接接入通信专用网访问控制中心的门禁系统管理服务器。7.2.2门禁系统联动应用按照综合监控软件执行联动的地理位置，联动可以划分为中心级联动和车站级联动。按照运营所需不同工况，联动可以划分为正常联动和紧急联动。

1、与自动火灾报警联动当火警发生并得以确认时，自动火灾报警系统(FAS)向ISCS发出报警信ISCS根据传送的火灾信号，采取一系列措施，并联动ACS自动释放各相关通道的电控门锁，以便人员逃生。

2、与防盗报警联动如果在OCC或车站布置了防盗报警系统，就可以考虑设计其与门禁系统的联动。当防盗报警发生时，门禁系统可自动锁死所有的门或事先由管理员设定的门。3、与CCTV系统联动操作员通过CCTV的视频监视，可以快捷、直观地观察地铁现场情况。一旦ACS发生报警，通过联动对CCTV的视频矩阵进行控制，CCTV的监视屏自动切换到相应的区域监视报警点的情况，并发出报警信号提醒操作员处理事件。

7.3门禁系统主要技术标准7.3.1基本性能1、车站级门禁工作站接受就地级设备相关数据的响应时间少于1秒。读卡周期（从刷卡到门锁响应）应小于1秒2、当电源供应中断后，在恢复电源时，网络控制器、就地控制器、读卡器及网络通讯等设备能自动重新启动，并在30秒内恢复正常运行3、系统的时钟与全线其它系统保持一致。4、控制系统的硬件设备具有一定的先进性、开放性。5、门禁系统的硬件、软件具备故障诊断、在线修改的功能，离线编辑功能。7.3.2电磁兼容性1、ACS的所有设备，在外界电磁场和静电干扰下，不会出现任何扰动。2、ACS的所有设备具有抗电磁干扰能力，其电磁干扰满足相关的标准和规范要求。3、设备可抵抗无线电频率干扰，满足国家相关的标准和规范要求。4、设备通过EMC测试以及公安部安全防范报警系统产品质量监督检验测试中心检测。7.3.3可靠性、可维修性、可扩展性（1）平均无故障次数：MCBF≥100，000次（2）平均无故障运行时间：MTBF≥44，000小时（3）平均故障恢复维修时间：MTTR≤30分钟

7.3.4适用标准《地铁设计规范》GB50157-2003《电子计算机房设计规范》GB50174-93ITU-T国际电信联盟标准电气与电子工程师协会标准（IEEE）《安全防范工程程序与要求》GA/T75-1994《民用建筑电气设计规范》JGJ／T16－927.3.5门禁系统功能1、系统设置通过感应读卡器、密码键盘，对出入门禁控制区域的人们进行身份识别2、门禁识别及响应通过中央级门禁管理工作站和车站级门禁工作站，分别都能对ACS设备进行配置并设定相关参数；建立有关消防、报警的联动指令3、事件联动控制4、监视和控制5、记录和报告7.4具体案例

以上海轨道交通门禁系统为例：上海城市轨道交通新建线路中，各车站、控制中心大楼、主变电所、停车场、车辆段等建筑内均设置门禁系统。门禁系统控制中心中央管理级和车站管理级分别共享机电设备监控系统（EMCS）在中央及车