第7章 屏蔽門與門禁系統(tǒng)《城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)》教學課件

《城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)》?精品課件合集第7章屏蔽門與門禁系統(tǒng)知識點屏蔽門系統(tǒng)城市軌道交通中的門禁系統(tǒng)門禁系統(tǒng)主要技術(shù)指標和適用標準具體案例難點屏蔽門PSD系統(tǒng)組成門禁系統(tǒng)ACS系統(tǒng)組成

要求了解屏蔽門系統(tǒng)發(fā)展必要性掌握屏蔽門系統(tǒng)設(shè)備掌握屏蔽門系統(tǒng)控制部分組成掌握門禁系統(tǒng)構(gòu)成了解門禁系統(tǒng)功能掌握門禁系統(tǒng)聯(lián)動應用7.1屏蔽門系統(tǒng)(PSD)屏蔽門系統(tǒng)安裝在站臺邊緣，將站臺公共區(qū)與隧道軌行區(qū)完全屏蔽。減少站臺區(qū)與軌行區(qū)之間冷熱氣流的交換，降低了環(huán)控系統(tǒng)的運營能耗。屏蔽門系統(tǒng)的設(shè)置防止了乘客掉下站臺，減小噪聲及活塞風對站臺候車乘客的影響，改善了乘客候車環(huán)境的舒適度，為軌道交通實現(xiàn)無人駕駛奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

7.1.1屏蔽門的發(fā)展歷程最早的屏蔽門是出現(xiàn)在20世紀60年代初期圣彼得堡的一種利用區(qū)間隧道停車的車站，目的是保證無側(cè)站臺車站的安全和觀瞻70年代法國里爾全自動地鐵為了自動行車的安全，裝配了屏蔽門1981年日本東京地鐵南北線上安裝了半封閉式的站臺安全門1987年新加坡的快軌交通一期和二期工程首次采用全封閉式屏蔽門系統(tǒng)，成為世界上最早的以節(jié)能為目的的帶屏蔽門的運行線路。

目前，世界上已有8個國家和地區(qū)共21條軌道交通線路正在使用或加裝屏蔽門系統(tǒng)，我國大陸主要城市已投入使用屏蔽門系統(tǒng)的軌道交通線路如表:

城市線路主要技術(shù)供應商屏東門使用情況上海1號線Westinghouse2005年起加裝，預計2006年底完工上海4號線Faiveley已于2005年投用廣州1號線Westinghouse2004年起加裝，預計2008年底完工廣州2號線Westinghouse已于2003年投用深圳1號線Westinghouse已于2004年底投用7.1.2安裝屏蔽門系統(tǒng)的必要性安全性分析地鐵列車在隧道內(nèi)運行時產(chǎn)生強烈的活塞效應，這樣當列車進入站臺時將會給站臺候車的乘客帶來被活塞風吹吸的危險。上海地鐵1、2號線因沒有安裝屏蔽門系統(tǒng)，屢有乘客跳人或意外跌人軌道的事故。據(jù)不完全統(tǒng)計，此類事件已達100多起，其中跳下站臺自殺造成死亡的事件就有近40起之多。而深圳地鐵l號線、廣州地鐵2號線因為安裝了屏蔽門系統(tǒng)，自開通運營以來，沒有發(fā)生一起乘客跳下或跌落到道床坑內(nèi)的安全事故。屏蔽門的安裝既可保障站臺內(nèi)乘客的安全候車，也可杜絕跳軌自殺或惡意加害事件的發(fā)生，從而有力地保障了地鐵列車的正常運營。2.節(jié)能性分析對于設(shè)置全封閉式屏蔽門的系統(tǒng)，由于車站空間與列車運行空間完全隔開，避免了大量空調(diào)冷氣進入隧道，減少了列車剎車時所散發(fā)出的熱量進入站臺，并減少了站臺經(jīng)由出入口由于列車活塞作用排出冷氣和吸入新風所形成的冷損耗，達到了空調(diào)節(jié)能的目的。3.減員增效，降低管理成本4.提高候車室舒適度，提升地鐵和城市形象對于安裝全封閉式屏蔽門系統(tǒng)的地鐵車站，能夠降低噪聲值20～25

dB。7.1.3屏蔽門系統(tǒng)組成屏蔽門系統(tǒng)主要由門體、門機、電源與控制4個部分組成。門體包括頂箱結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)、門檻、滑動門、固定門、應急門、端門等；控制系統(tǒng)主要由屏蔽門中央接口盤(PSC)、屏蔽門就地控制盤(PSL)和門控單元(DCU)以及通信介質(zhì)及通信接口構(gòu)成。

門體結(jié)構(gòu)組成門體結(jié)構(gòu)由支撐結(jié)構(gòu)、門檻、頂箱、滑動門、固定門、應急門和端門組成。1）支撐結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)包括底部支承部件、門梁、立柱、項部自動伸縮裝置等部分。支撐結(jié)構(gòu)能夠承受屏蔽門的垂直載荷、隧道通風系統(tǒng)產(chǎn)生的風壓、列車運行活塞風形成的正負方向水平載荷、乘客擠壓力和地震、震動等載荷。2）門檻門檻包括固定門門檻和活動門門檻。固定門門檻承受固定門的垂直載荷，活動門門檻承受乘客載荷。3）頂箱頂箱由站臺側(cè)不銹鋼固定板鉸接、不銹鋼蓋板和后蓋板等組成。頂箱內(nèi)設(shè)有門驅(qū)動系統(tǒng)、鎖緊和解鎖裝置、門控單元、配電端子箱、導軌及頂梁等部件。4）滑動門滑動門(SD)由門玻璃、門框、門吊掛連接板、門導靴、門櫞相交密封條、手動解鎖裝置等組成。5）固定門固定門(FSD)由門玻璃和鋁制門框等組成。6）應急門應急門(EED)是列車進站停車后，列車門無法對準滑動門時，至少有一道應急門對準列車門作為疏散乘客的通道。7）端門端門(PED)由門玻璃、門框、閉門器、門鎖和手動解鎖裝置等組成。7.1.4門機驅(qū)動系統(tǒng)門機驅(qū)動系統(tǒng)由電機及減速箱、傳動裝置組成。1、電機及減速箱門機采用無刷直流電機，電機軸與減速箱直聯(lián)，減速箱采用蝸輪蝸桿傳動，減速箱輸出軸裝有傳動齒輪。2、傳動裝置傳動裝置由驅(qū)動皮帶和門懸掛設(shè)備組成。皮帶傳動采用正向嚙合驅(qū)動，保證兩扇門運動同步、穩(wěn)定。7.1.5供電電源供電電源包括驅(qū)動電源UPS、控制電源UPS、驅(qū)動電源屏PDP、控制電源變壓器及門單元就地供電單元組成。1）驅(qū)動電源UPS由UPS和蓄電池組組成，能夠為60個門控單元提供30分鐘的靜止載荷，讓60個滑動門完成一次開／關(guān)門循環(huán)。2）控制電源UPS由UPS和蓄電池組組成，采用雙重在線式不間斷電源，監(jiān)視電源裝置的輸出電壓與電流及正常運行和故障狀態(tài)；對電池進行自動監(jiān)控和放電測試。7.1.6屏蔽門控制系統(tǒng)組成屏蔽門控制系統(tǒng)由中央接口盤(CIP)、單元控制器(PEDC)、門控單元(DCU)、就地控制盤(LCU)、站臺監(jiān)控亭遠方報警盤(PMP)等組成。1、屏蔽門控制子系統(tǒng)站臺每側(cè)屏蔽門配置完整的控制子系統(tǒng)(包括PEDC、DCU、LCU、PMP及連接其它系統(tǒng)的接口)，與上下行信號系統(tǒng)配合，分別控制各側(cè)屏蔽門。系統(tǒng)內(nèi)部采用現(xiàn)場總線和硬線兩種連接方法。2、中央接口盤(CIP)CIP由單元控制器(PEDC)、220V／50V的變壓器和外圍接口構(gòu)成。CIP是整個控制系統(tǒng)的核心單元，控制整個系統(tǒng)的工作過程，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部信息的收發(fā)、采集、匯總和分析；實現(xiàn)與系統(tǒng)內(nèi)部LCU、PMP、DCU各單元之間和系統(tǒng)外部EMCS(機電設(shè)備控制系統(tǒng))、SIG(信號系統(tǒng))之間的信息交換。通過CAN總線監(jiān)視所有DCU的工作運行狀況。每個CIP包含2個PEDC，PEDC分別控制相應的站臺屏蔽門。PEDC采用冗余的雙微處理器設(shè)計，分別作為控制和熱備用，具有存放數(shù)據(jù)和軟件的存貯單元，配備手提電腦接口；在PEDC控制板內(nèi)采用力導向繼電器，對信號系統(tǒng)或LCU發(fā)出的門控關(guān)鍵信號進行邏輯控制。3、門控單元(DCU)DCU是滑動門電機的電子控制裝置，每個滑動門都配置一個DCU，并安裝在頂箱內(nèi)。DCU內(nèi)有一個l6位控制微機，還有存放數(shù)據(jù)和軟件的存貯單元、自動／旁路／N試轉(zhuǎn)換開關(guān)控制輸入接口、手動開門／關(guān)門按鈕控制輸入接口、門狀態(tài)指示燈接口、兩路冗余現(xiàn)場總線接口、連接CIP的硬線接口及連接手提電腦的接口。DCU執(zhí)行PEDC和LCU發(fā)出的控制命令。

4、就地控制盤(LCU)LCU安裝在列車出站端，列車正常停車時與駕駛室的位置相對應。每側(cè)屏蔽門設(shè)置1個LCU，通過硬線接口與CIP連接。LCU盤面上包括LCU操作允許／禁止雙位開關(guān)、開門按鈕指示燈、關(guān)門按鈕指示燈、SD／EED互鎖解除鑰匙開關(guān)、SD／EED全關(guān)閉狀態(tài)指示燈及指示燈檢測按鈕。當信號系統(tǒng)對屏蔽門的控制發(fā)生故障或CIP故障時，由該LCU對DCU進行控制。通過LCU盤允許／禁止開關(guān)動作實現(xiàn)對門系統(tǒng)的控制(允許時，信號系統(tǒng)的指令失效；禁止時，LCU的指令失效)。5、站臺監(jiān)控亭遠方報警盤(PMP)站臺設(shè)置監(jiān)控亭(PSB)，PMP安裝在PSB內(nèi)，并監(jiān)視相應屏蔽門的運行。PMP是可編程的微機，具有存放數(shù)據(jù)和軟件的存貯單元、3．5英寸軟盤驅(qū)動器、彩色液晶顯示屏、鍵盤、打印設(shè)備并口及連接CIP的串行通信接口。盤面上設(shè)有開門狀態(tài)、LCU操作允許狀態(tài)、SD／EED手動操作狀態(tài)、SD／EED互鎖解除報警、SD／EED關(guān)門故障等。PMP具有遠程監(jiān)視工作站的所有功能。7.1.7屏蔽門系統(tǒng)的運行模式1、正常運行模式（1）開門操作（2）關(guān)門操作2、非正常運行模式當系統(tǒng)不能正常運行時，如在列車停位不正確、信號系統(tǒng)故障、信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)通信中斷、屏蔽門系統(tǒng)局部故障等非正常情況下，司機可通過站臺端頭控制盒(PSL)進行屏蔽門的開門、關(guān)門操作。7.1.7屏蔽門系統(tǒng)的運行模式1、正常運行模式（1）開門操作（2）關(guān)門操作2、非正常運行模式當系統(tǒng)不能正常運行時，如在列車停位不正確、信號系統(tǒng)故障、信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)通信中斷、屏蔽門系統(tǒng)局部故障等非正常情況下，司機可通過站臺端頭控制盒(PSL)進行屏蔽門的開門、關(guān)門操作。（3）屏蔽門關(guān)閉后無法發(fā)車當所有屏蔽門關(guān)閉，但信號系統(tǒng)仍然不能確認而無法發(fā)車時，由列車司機先打開PSL上的鑰匙開關(guān)，然后操作PSL上的PSD互鎖解除鑰匙開關(guān)，發(fā)出強制發(fā)車信號，允許列車離站。司機確認所有列車車門和屏蔽門關(guān)閉完好、無夾人夾物后，方可發(fā)車離站。3、緊急運行模式當正常運行模式(系統(tǒng)級控制)、非正常運行模式(站臺級控制)均不能操作屏蔽門時，在站臺側(cè)，由站臺工作人員用鑰匙打開屏蔽門的活動門；或在軌道側(cè)，由司機通過車內(nèi)廣播通知乘客使用PSD上的手動解鎖把手自行開啟屏蔽門。緊急運行模式下的具有最高優(yōu)先級，非正常運行模式下的控制優(yōu)先于正常運行模式下的控制。

7.1.8屏蔽門系統(tǒng)的整體功能（1）當站內(nèi)無列車時，滑動門關(guān)閉，此時整個系統(tǒng)作為車站站臺公共區(qū)與隧道行車區(qū)的屏障，具有屏蔽功能。列車到站停車時，滑動門打開，為乘客提供上、下列車的通道，也可作為在車站隧道區(qū)域發(fā)生火災或故障時乘客的疏散通道，滿足地鐵運營的要求。（2）屏蔽門系統(tǒng)可以實現(xiàn)對滑動門進行系統(tǒng)級、站臺級及手動操作的3級控制功能，并且按從前到后的順序優(yōu)先級別越來越高。（3）為了保證運營的可行性，屏蔽門系統(tǒng)必須有狀態(tài)監(jiān)視裝置，以方便系統(tǒng)故障時的即時維修。（4）屏蔽門系統(tǒng)的控制必須滿足地鐵車站防災模式時通風空調(diào)系統(tǒng)的運營要求。7.2門禁系統(tǒng)(ACS)

門禁系統(tǒng)（AccessControlSystem，簡稱ACS），又稱出入管理控制系統(tǒng)，能夠?qū)Τ鋈肟谶M行有效的安全防范管理，主要完成對控制中心(OCC)大樓各層辦公室門、通道門和全線各車站的辦公管理用房及設(shè)備房門等的開閉控制管理，進行安全防護。隨著人們對公共安全意識的不斷提升，作為安防系統(tǒng)重要組成部分的門禁系統(tǒng)也逐步在城市軌道交通中得以廣泛應用。目前，上海城市軌道交通新建線路中，各車站、控制中心大樓、主變電所、停車場、車輛段等建筑內(nèi)均設(shè)置門禁系統(tǒng)，對變電所、通信及信號機房、屏蔽門設(shè)備室、車站控制室、站長室、票務(wù)室等重要的設(shè)備機房和管理用房進行出入控制。7.2.1門禁系統(tǒng)構(gòu)成一般門禁系統(tǒng)采用“服務(wù)器客戶機”分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以O(shè)CC的門禁系統(tǒng)管理服務(wù)器為中心，采用集中管理、分散控制。門禁主要由門禁系統(tǒng)軟件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等相關(guān)軟件及運行以上軟件的服務(wù)器、工作站，以及有關(guān)控制器、前端設(shè)備及通信設(shè)備組成。門禁系統(tǒng)包括三層結(jié)構(gòu)：1、中央級門禁管理系統(tǒng)：中央ACS服務(wù)器（綜合監(jiān)控專業(yè)設(shè)置）、中央級ACS管理工作站；2、車站級門禁管理系統(tǒng)：車站級門禁工作站（綜合監(jiān)控專業(yè)設(shè)置）；3、就地級門禁設(shè)備：電控鎖、門磁開關(guān)、讀卡器、開門按鈕、緊急破玻按鈕、就地控制器、門禁網(wǎng)絡(luò)控制器等，采用以智能門禁控制器為核心的總線式結(jié)構(gòu)。1.中央級門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在OCC，根據(jù)地鐵建設(shè)和運營管理、維護的不同要求，綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)可以采用集成或互連的方案，建立與門禁系統(tǒng)的聯(lián)系。

中央級門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)門禁系統(tǒng)有集成或互連兩種構(gòu)成方案。（1）ISCS集成ACS當綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成門禁系統(tǒng)時，ACS不設(shè)置單獨的服務(wù)器，這時ISCS能夠完成ACS的管理和控制。ACS的控制管理功能，如開關(guān)門、權(quán)限管理、報警等，都必須通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件完成。該方案既節(jié)約了投資，又提高了管理效率，非常適合新建地鐵的自動化系統(tǒng)，廣州地鐵5號線就是采用這種方案。OCC綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（2）ISCS互連ACS當綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用互連方式接入門禁系統(tǒng)時，ACS仍作為一個獨立的監(jiān)控系統(tǒng)存在，擁有自己冗余的服務(wù)器，ISCS僅通過接口完成與ACS的交互，如讀取門狀態(tài)信息、刷卡信息、持卡者相關(guān)信息等。該方案比較適合已建地鐵自動化系統(tǒng)的升級改造。ISCS互連ACS

2、車站級門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)車站沒有ACS管理服務(wù)器，只有門禁管理客戶終端，一般直接接入通信專用網(wǎng)訪問控制中心的門禁系統(tǒng)管理服務(wù)器。7.2.2門禁系統(tǒng)聯(lián)動應用按照綜合監(jiān)控軟件執(zhí)行聯(lián)動的地理位置，聯(lián)動可以劃分為中心級聯(lián)動和車站級聯(lián)動。按照運營所需不同工況，聯(lián)動可以劃分為正常聯(lián)動和緊急聯(lián)動。

1、與自動火災報警聯(lián)動當火警發(fā)生并得以確認時，自動火災報警系統(tǒng)(FAS)向ISCS發(fā)出報警信ISCS根據(jù)傳送的火災信號，采取一系列措施，并聯(lián)動ACS自動釋放各相關(guān)通道的電控門鎖，以便人員逃生。

2、與防盜報警聯(lián)動如果在OCC或車站布置了防盜報警系統(tǒng)，就可以考慮設(shè)計其與門禁系統(tǒng)的聯(lián)動。當防盜報警發(fā)生時，門禁系統(tǒng)可自動鎖死所有的門或事先由管理員設(shè)定的門。3、與CCTV系統(tǒng)聯(lián)動操作員通過CCTV的視頻監(jiān)視，可以快捷、直觀地觀察地鐵現(xiàn)場情況。一旦ACS發(fā)生報警，通過聯(lián)動對CCTV的視頻矩陣進行控制，CCTV的監(jiān)視屏自動切換到相應的區(qū)域監(jiān)視報警點的情況，并發(fā)出報警信號提醒操作員處理事件。

7.3門禁系統(tǒng)主要技術(shù)標準7.3.1基本性能1、車站級門禁工作站接受就地級設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)的響應時間少于1秒。讀卡周期（從刷卡到門鎖響應）應小于1秒2、當電源供應中斷后，在恢復電源時，網(wǎng)絡(luò)控制器、就地控制器、讀卡器及網(wǎng)絡(luò)通訊等設(shè)備能自動重新啟動，并在30秒內(nèi)恢復正常運行3、系統(tǒng)的時鐘與全線其它系統(tǒng)保持一致。4、控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備具有一定的先進性、開放性。5、門禁系統(tǒng)的硬件、軟件具備故障診斷、在線修改的功能，離線編輯功能。7.3.2電磁兼容性1、ACS的所有設(shè)備，在外界電磁場和靜電干擾下，不會出現(xiàn)任何擾動。2、ACS的所有設(shè)備具有抗電磁干擾能力，其電磁干擾滿足相關(guān)的標準和規(guī)范要求。3、設(shè)備可抵抗無線電頻率干擾，滿足國家相關(guān)的標準和規(guī)范要求。4、設(shè)備通過EMC測試以及公安部安全防范報警系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心檢測。7.3.3可靠性、可維修性、可擴展性（1）平均無故障次數(shù)：MCBF≥100，000次（2）平均無故障運行時間：MTBF≥44，000小時（3）平均故障恢復維修時間：MTTR≤30分鐘

7.3.4適用標準《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB50157-2003《電子計算機房設(shè)計規(guī)范》GB50174-93ITU-T國際電信聯(lián)盟標準電氣與電子工程師協(xié)會標準（IEEE）《安全防范工程程序與要求》GA/T75-1994《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ／T16－927.3.5門禁系統(tǒng)功能1、系統(tǒng)設(shè)置通過感應讀卡器、密碼鍵盤，對出入門禁控制區(qū)域的人們進行身份識別2、門禁識別及響應通過中央級門禁管理工作站和車站級門禁工作站，分別都能對ACS設(shè)備進行配置并設(shè)定相關(guān)參數(shù)；建立有關(guān)消防、報警的聯(lián)動指令3、事件聯(lián)動控制4、監(jiān)視和控制5、記錄和報告7.4具體案例

以上海軌道交通門禁系統(tǒng)為例：上海城市軌道交通新建線路中，各車站、控制中心大樓、主變電所、停車場、車輛段等建筑內(nèi)均設(shè)置門禁系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)控制中心中央管理級和車站管理級分別共享機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（EMCS）在中央及車