屏蔽门系统在地铁的应用前景
【摘 要]】 地铁屏蔽门系统具有保护乘客安全、节约环控系统运营能耗、改善站台乘客候车环境的功能，同时它也为以后地铁无人驾驶技术的实现创造了条件。随着社会不断前进，屏蔽门系统在地铁的应用近几年在世界各地得到迅猛发展。本文结合香港地铁、广州地铁屏蔽门系统的设计实际，着重阐述了屏蔽门系统在地铁中所具有的功能以及给地铁带来社会效益、经济效益，并指出屏蔽门系统在以后地铁新线建设及旧线改造中的应用前景。
【关键词】 屏蔽门系统 环控系统 安全 节能 客流 效益
1 概述
1981年在日本地铁Portdown线路中采用了半封闭式的安全门系统，主要用来保证在站台上乘客
的候车安全。在1988年，新加坡NEL线首次采用了屏蔽门系统(Platform Screen Door System)。除保证了乘客的安全以外，也取得了明显的节能效果。在国内，香港新机场快线屏蔽门系统是比较成功的一例，其采用的全封闭式屏蔽门系统不仅起到了应该有的各方面功能，更成功的是屏蔽门系统与整个地铁车站相结合而形成的美妙的装修效果也令人赞叹。
地铁作为城市交通的工具，其主要功能是减轻地面交通工具的压力，具有方便、快捷、准时的特点，有一定的客流吸引力。屏蔽门在保护乘客安全、节省环控系统运营能耗、改善站台候车环境方面都具有明显效果。
2 建设屏蔽门系统的必要性
2.1国内地铁站台事故分析
2001年12月4日，上海地铁一号线人民广场站发生由于站台人流拥挤而发生了乘客掉下站台丧生事故，致使列车停止运营约1个小时。
2002年1月20日，北京地铁车公庄车站，一轻生乘客迎着车头突然跳下站台丧生，导致运营中断40多分钟。广州地铁自正式运营以来，也出现过乘客掉下站台的事故，由于运营人员的及时救援，才避免严重事故的发生。据广州地铁运营部门统计：广州市地铁一号线运营后2000年全年发生的乘客掉下站台或跳轨事件共有19例；2001年类似事件共10例。上海地铁自正式运营以来，共发生乘客掉下站台的事故约20起，2001年共发生4起乘客掉下站台而丧生的事故。北京地铁相类似的事故也已经发生过50多起。
事故的出现，不仅导致运营的中断，最重要的是地铁乘客的安全得不到有效的保证。站台拥挤、盲人乘客、精神错乱乘朗口是事故的隐患，我们作为地铁的建设者，有必要为所有搭乘地铁乘客的安全考虑，为他们提供一个安全、文明的乘车环境。
2．2 加装屏蔽门系统前后能耗分析
广州地铁一号线2001年运营总用电量9927．89万千瓦时，其中生产用电约占94．5％，照明用电量占5．5％。生产用电中，行车电耗2 815．75万千瓦时，占运营能耗的28．36％；环控用电5 526．46万千瓦时，占运营能耗的55．76％。与其他气候较为凉爽的城市相比，环控系统耗电量增加太大，需要考虑减少环控系统的电能消耗。
站台与车站隧道隔断的屏蔽门系统有利于节能。根据广州地铁二、三号线建设过程的研究，新线屏蔽门系统与全封闭系统初投资、年运行费用、年自耗比较见表1。
表1 屏蔽门系统与全封闭系统比较
由于加装屏蔽门系统后用环控系统电负荷将减小至约占全封闭系统用电负荷的30％～50％，运行费用将减小。但对已经运营的地铁线路加装屏蔽门系统，应具体分析女口装后所达到的水平和预计节约能耗的能力。
2．3 车站运营人员的对比状况
屏蔽门的设置可以在地铁车站实现站台层无人值班，站台内少人值班，达到减员增效的效果。广州地铁一号线为例，现在一号线运营中各车站站台所配置的值班人员情况如下：
(1)黄沙站、陈家祠站、农讲所站、杨箕站站台中峰期1人，高峰期2人
(2)坑口站中峰期2人，高峰期3人。
(3)其他车站站台均为2人。
(4)节假日、大客流以及有参观团时还要根据情况适当增加。
在不包括节假日的情况下，所有车站高峰期值班人员共33人在加装屏蔽门系统后，正常运营情况下，每个车站站台上可以不设值班人员，最多仅设1人，来实现对屏蔽门系统运营故障的应急处理，大约需要16人，全线相对现运营状况而言每班共减少17人如果以后要在地铁—号线实现车辆的无人驾驶，屏蔽门系统更是必不可少的车站设备。
2．4 加装屏蔽门系统的优越性
地铁中加装屏蔽门系统具有如下优点：
(1)屏蔽门系统安装在站台边缴将站台公共区与隧道轨行区完全屏蔽冷热气流的交换，降低了环控系统的运营能耗；
(2)屏蔽门系统的设置防止乘客因特殊情况掉下站台；减少站台区与轨行区之间
(3)减小了噪声及活塞风对站台候车乘客的影响，改善乘客候车环境的舒适度；
(4)屏蔽门系统为轨道交通实现无人驾驶创造了条件；
(5)加装屏蔽门系统后使地铁的正常运营得到了保证，不再因车站站台事故而延误运营。
在我国各条没有装设屏蔽门的地铁线路上，都有数量不等的不安全事故发生，并随着客流量的增长，运营时间的推移，不安全事故的隐患会越来越多。为减少能耗、降低运营费用、保证乘客候车安全、提高地铁服务水平和环境质量，在地铁线路上加装屏蔽门系统是非常必要的。
3 屏蔽门系统在地铁的发展趋势
在现代以人为本的社会中，地铁服务水平要不断地提高。对乘客安全、车站环境、节能等方面的要求屏蔽门系统在地铁中的应用也日趋广泛。屏蔽门系统正是应地铁系统节能与安全的需求而产生的一个地铁设备系统，在国内外地铁系统的应用，给各国乘客留下了深刻的美好印象。站台屏蔽门降低了由于列车行驶引起的活塞风，改善了站台环境，给乘客创造了一个明亮、舒适、现代的候车环境。屏蔽门系统还提高了整个地铁系统的服务水平，为地铁系统的无人驾驶创造了条件，它在以后的新建地铁或旧地铁线路改造中应用的会越来越广泛。以下是部分已经运营的地铁线路上的屏蔽门状况如表2。
表2 部分运营的地铁线路上的屏蔽门
在当今世界中，约有8个国家的二十几条地铁或轻轨线路在应用或规划中使用了屏蔽门系统。有关屏蔽门的供货商也在逐渐发展起来，Wesfioehouse、Faiveley、Nabco、瑞士KABA四家司已经承担过一些地铁线路的屏蔽门工程，国内广州奥的斯也正在向这方面发展。所以屏蔽门系统无论是从地铁技术，还是工程实例及经验上都具备了发展及普遍的条件，随着经济的快速发展，这项基于安全及节能的设备一定会有广阔的市场。
4 投资估算
4.1根据广州地铁二号线屏蔽门系统招标合同，工程初期投资总额约为1．4亿元，技术经济指标约为875广州地铁二线工程规模：全线共16座车站，34侧站台，共1 020套门机单元。
4．2 投资计划及项目计算期
本项目实施期4年，投资计划见表3。
表3 投资计划
本项目建设期4年，运营期30年，项目计算期总计34年。
表4 财务现金流量表
4．3 财务盈利能力分析
根据财务现金流量表(见下表)测算得到：投资回收期为9．39a。
5 社会经济评价
地铁线路进行屏蔽门系统的建设，车站各项经营成本将会有不同程度的变化，经粗略估算，其投资回收期比较长，但由于改造后提升了整个地铁一号线的服务水平，加上西朗站、坑口站为地面站，增加的投资主要为提高乘客乘车的安全性出发，其改造对降低环控运营成本并无贡献，但其带来的社会效益却大大提高。
(1)屏蔽门可以避免乘客由于各种意外事故掉下站台而受到伤害，保证了乘客的人身安全。北京、上海地铁发生的乘客掉下站台丧生事件，不仅会造成其他乘客极大的恐惧，而且会导致运营中断。现进行以下简单分析：每次出现乘客掉下站台发生重大事故一般会导致运营中断40～60min，按照广州地铁运营时刻表，高峰期发车间隔6min，会使地铁列车运七班次，广州地铁—号线列车为六节编组，
每班次乘客按设计的1 860人计，七班次总共损失13020人次的客流，一号线地铁票价波幅为2—6元，平均出现一次事故票价损失为52080元；还有，现代社会以人为中心的地铡盼系统中，引起乘客伤亡属最重大的事故，会引起社会、媒体、乘客的更大关注，不仅是简单的经济赔偿，还会带来地铁形象上、客流上的重大损失，使地铁在竞争上处于不利的地位。
(2)现一号线运营中发生了多起关于乘客与列车接触而引起的伤害，导致乘客向地铁公司进行事故索赔的现象，屏蔽门的安装则可以避免这类现象，不仅为国家节省了资金，而且提高了城市轨道交通的形象，为地铁吸引客流提供了条件。
(3)屏蔽门系统的设置可以为以后实现无人驾驶创造条件。
(4)它还可以对地铁运营部门的减员增效带来成果。
(5)改善了乘客在站台的候车环境，在环境质量、噪声及舒适度的水平上都有所提高。
(6)屏蔽门系统给乘客提供了易于识别的导向图例，其良好的装修效果也会增加车站现代、文明的气氛。
随着屏蔽门系统设备技术的日益成熟，它在地铁系统及别的系统的节能等各方面的优越性日渐明显。目前为止世界上已有8个国家共21条地铁、轻轨及铁路系统中正在运营或规划的新线、改造旧线的过程中使用了屏蔽门系统。屏蔽门系统带来明显的节能效果以及站内良好的候车环境及空气质量，给乘客留下了深刻的印象。像近年来香港进行的旧线改造工程、广州地铁二号线、潮I地铁一号线工程等。我们相信：屏蔽门系统给我们带来的不仅仅是安全、节能、环保，还有门¨地铁不断增长的客流及经济效益。
6 结 论
(1)在地铁线路建设屏蔽门系统符合地铁系统发展的长远要求，建设此工程也是必要的和迫切的。
(2)在工程方案的设计及施工上均不存在重大的技术难题，无论屏蔽门系统、信号系统还是其他
土建工程，均有条件进行工程实施，此工程在技术上是可行的。
(3)建设屏蔽门系统的地铁工程，相对环控系统采用闭式系统宋比较，采用屏蔽门系统可以节省
30％ 50％的环控运营能耗，如果按广州地铁一号线现在的运营状况来计算，每年可以节约接近4 000万kW．h电力资源。
(4)工程的一次性投资较大，但回收期接近10a，属于可以接受的范围，并且屏蔽门系统的建设可以明显提升地铁的服务档次及服务水平，可以获得很好的社会效益。
