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摘要：地铁出行作为大多数人的出行方式，站台门开闭故障严重影响地铁运行效率。针对地铁运行过程中最常出现的站台门的开闭故障进行分析、实测，总结影响站台门开闭的影响因素，提出缓解隧道风压的措施。
关键词：地铁车站；站台门；风压；测试；缓解
随着轨道交通行业的发展，地铁出行已经成为城市居民最主要的出行方式。而在地铁运行过程中，经常出行站台门无法关闭的情况，严重影响地铁运行效率。尤其是为提高地铁的的运力，行车间隔越来越短，行车速度也越来越大，势必造成隧道内活塞风风压增加，对站台的的开闭产生不利影响。目前国内好多城市包括上海、广州、北京、成都等城市均出现站台系统故障频发现象。
1、影响站台门开闭的因素
站台门设置在地铁站台边缘，在地铁列车到达和出发时可自动开启和关闭。对站台门开闭有影响的荷载主要有：一、永久荷载，即门体的结构和重力；二：偶然荷载，包括人群荷载或冲击荷载、地震荷载等；三、风压荷载，即隧道内的活塞风压。本文在保持另外两个风压不变的基础上，针对隧道内的风压荷载进行研究。
2、隧道风压对站台门的影响
列车在隧道内行驶时会产生活塞效应，对列车前方的空气进行压缩，产生特定的压力变化。活塞风压随着行车运行速度的提高而增大。且加大行车密度后，当前方列车在车站内停靠上下客时，此时如有后续列车靠近，由于活塞运动的效果，隧道风压将进一步加剧。后续列车产生的活塞风一部分经过活塞风机泄压，另一部分经过站台门缝隙泄压。站台门在关门过程中，由于站台门的泄压面积减小导致站台门承受的风压逐渐增大，当风压超过一定值后，就会造成站台门关门故障。
本文针对站台门此种工况下的站台门的承压问题进行实际风压测试，研究不同状态下的风压变化及泄压方案。
3、测试方案确定
选取某城市某线路地铁站进行实际风压测试。选取该线路一段六个车站五个区间，车站编号为①~⑥，区间编号为a~e，其中车站①至车站②为区间a，车站②至车站③为区间b，依次排序，车站⑤至车站⑥为区间e。车站的隧道通风原理图见图1。其中，车站①、⑥为单活塞车站，车站②~⑤为双活塞车站。区间隧道断面面积为20m2，列车断面面积10.5m2，阻塞比为0.5。车站有效站台长度140m，列车为6A编组，测试时列车最大行车速度100km/h。
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图一车站单双、活塞系统隧道通风原理图
测量仪器选用智能风速风压风量YZ2000，每个车站布置5个测压点分别布置在站台门的1号、7号、15号，23号滑动门及进站端门处，离站台地面垂直高度1.5m，布置图见图二：
经分析比较并结合已知影响隧道风压大小的的因素，分别测试以下几种工况下站台门各测点处的风压：
1）、调整各站隧道通风设备为正常运行状态，进行以下四种工况测试：
工况一：列车正常进站停靠时的风压
区间内仅一辆列车正常行驶，由车站①开往车站⑥，每站均正常进站停靠，分别测试停靠车站的风压。
工况二：列车越站运行时的风压
区间内仅一辆列车正常行驶，由车站①开往车站⑥，每站均越站运行不停靠，分别测试列车经过本站时的个测点的最大风压。（仅记录②~⑤站的过站风压。）
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图二 车站测点布置示意图
工况三：风险工况时的风压
地铁远期运行时，列车最小行车间隔发车，此时有可能会出现前方车站列车站内停靠上下客时，后方车站的列车已发车。为测试站台门在极端工况下所承受的隧道风压，定义风险工况为列车在站内停靠，后方列车开车车进站并在隧道内紧急迫停，测量此工况下站台门承受的最大风压。如图所示：A车停在车站内不动，B车开车进站并在隧道内紧急迫停。
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图三 风险工况列车运行流程图
2）、针对站台门承压过大的情况，现研究以下几种措施能否有效泄压，缓解站台门承压状态：
a、机械风阀泄压方案
工况四：调整各站设备为正常运行状态，并开启双活塞车站的互为备用阀及单活塞车站的机械风阀，进行风险工况下的站台门风压测试。
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图四 工况六列车运行流程图
工况五：调整各站设备为正常运行状态，并开启双活塞车站的互为备用阀及单活塞车站的机械风阀，进行风险工况下的站台门风压测试，并增设另一侧列车进站条件。如图所示：A车停在车站内，B车、C成同时发车进站，B车迫停在隧道内，C车正常进站停车。
b、排热风机泄压。
工况六：测试开始时，调整各站设备为正常运行状态，并开启排热风机为运行状态，排热风机风量为35m3/s，进行风险工况下的站台门风压测试。
4、典型测试结果分析
1）测试结果
因测试数据较多，本文对多次测量结果取平均值记录数据。最终结果如下。
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图一 工况一数据统计 图二 工况二数据统计
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图三 工况三数据统计 图四 工况四数据统计
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图五 工况五数据统计 图六 工况六数据统计
2）数据分析
a、由工况一的数据，车站⑥的风压值明显高于前面车站的数值，即单活塞车站的风压高于双活塞车站。风压最大值均出现在站台门端门处的测点1位置。双活塞车站最大风压值为112Pa，单活塞车站为184Pa。
b、对比工况二与工况一，列车过站运行时，站台门个测点的最大风压相差不大，且相对停车工况风压有所降低。单活塞车站风压值为80Pa到100Pa之间，双活塞车站位于60到80Pa之间。
c、对比工况三和工况一：列车在风险工况下运行时，站台门风压将大幅度增加，风压值约为正常工况的2倍。双活塞车站的最大风压值由112Pa增加至247Pa，单活塞车站由184增加至413Pa，且单活塞车站在实验时出现个别站台门无法正常关闭的情况。因此，地铁在远期运行时应加强行车组织管理，避免风险工况的出现。否则容易出现站台门无法关闭的情况。
d、将工况四、五和工况三，站台门的承压有所降低。即远期高密度行车时，打开机械风阀联通左右两侧的隧道，可以缓解站台门承受的风压。当另一区间有车时，单活塞车站风压降低P83Pa，无车时降低96Pa；双活塞车站，对侧有车时降低55Pa，无车时降低68Pa。且站台门均可正常关闭。
e、对比工况六和工况三，站台门的承压亦所降低。单活塞车站风压降低115Pa，；双活塞车站降低92Pa。且站台门均可正常关闭。即远期高密度行车时，开启排热风机排风，也可以缓解站台门承受的风压。
5、结论
1）、单活塞车站站台们承压大于双活塞车站，在设计工程中在外部条件允许的情况的下应尽量采用双活塞通风方式，减少隧道风压对站台门开闭的影响。
2）、随着列出发车对数的增加，当出现风险工况时，站台门承压明显升高。
3）、单、双活塞车站在高密度行车时，打开机械风阀泄压可以有效降低站台的风压，且单活塞车站泄压效果更明显。
4）、开启排热风机也能有效缓解隧道风压，但会增加车站能耗，高密度行车时可作为辅助泄压措施。
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