B型地铁列车车门等间距布置方案

■ 任天浩

0 引言

在某些新建地铁项目的B型地铁车辆招标书中，可以见到“鼓励采用全列车客室车门等间距布置”的用户需求，说明用户在车门等间距布置方面存在一定的客观需求，因此有必要对B型地铁列车车门等间距布置的可行性进行研究，寻求满足这种实际需求的可行性方案。

考察我国在线运用的B型地铁列车目前还没有采用全列车等间距车门布置的先例，所能了解到的国外地铁列车也暂未发现有采用客室车门等间距布置的情况。对地铁列车采用全列车客室车门等间距布置的可行性进行具体分析和研究，得出B型地铁车辆采用全列车客室车门等间距布置时，在车门形式选择及车站站台长度等方面都将受到相应的条件限制；各车辆的载客量会发生相应变化，即车门间距方案的选择将会影响载客量的大小。

1 B型地铁列车车门布置方式

目前我国在线运用的B型地铁车辆中，客室车门的布置方式一般为单节车的客室车门等间距布置，全列车客室车门不等间距布置，即每辆车的4个车门按照相同的间隔距离布置，而相邻两车之间的车门间距不同。以沈阳地铁2号线列车为例，无论是头车还是中间车，各车的客室车门均按照4 580 mm的间距布置，而1号车与2号车之间相邻2个车门的间距为4 880 mm，相对称的另一端6号车与5号车之间相邻2个车门的间距为4 880 mm，其余各中间车之间相邻2个车门的间距均为5 780 mm（见图1，图中仅以1～3号车为例，4～6号车与此对称布置）。

由南车青岛四方机车车辆股份有限公司生产的B型地铁车辆大多采用上述车门布置方式。1号车前端的第一个客室车门已接近司机室后端墙，其定位前提一般是要确保在门机构安装和检修时不受司机室后端墙的影响，即在揭开客室侧顶罩时能使门机构完全露出，以便进行安装和检修操作。由于1号车与6号车是对称布置的，因此6号车的情况也完全一样。

2 采用全列车客室车门等间距布置带来的问题

若保持图1中1号车（6号车）前端第一个客室车门位置与前端墙相对位置不变，采用全列车客室车门等间距布置时，相邻两车的车门间距应缩小，各车本身的车门间距应放大，按照均分法求出车门间距等分值如下：

（4 580×3×6+4 880×2+5 780×3）÷（3×6+1×2+1×3）=4 762.6 mm。

由此得出的全列车客室车门布置情况见图2。按照上述方法实现的车门等间距布置使1号车（6号车）后端的车门距离车体后端墙很近，只有约492 mm。根据已有经验，这种情况下车门机构的安装空间明显不足；而且已无法在1号车（6号车）二位端布置电器柜，这会导致客室电气柜与其他各车不一致，电气系统的设计会出现较多的不一致性，这对设计、制造、使用及维护等都十分不利。另外，按照上述布置方法，还导致2号车（5号车）、3号车（4号车）4个中间车的侧墙结构出现差异，各车的车门和车窗位置均不相同，不仅车体侧墙结构不同，还必然导致中间车客室内部的设备布置出现较大差异，使得中间车的品种和部件种类大量增加，不符合模块化、通用化的设计思想要求，因此不推荐采用这种布置方案。

3 建议采用的客室车门等间距布置方案

3.1 布置方案

为了满足模块化、通用化的设计思想要求，4个中间车的结构应尽量相同，因此应优先考虑中间车的4个车门采用前后对称布置，车门间距应按照中间车的长度均分得出。

图1 沈阳地铁2号线列车车门布置

图2 端部车门位置不变时的车门等间距布置

仍以沈阳地铁2号线为例，各中间车两端车钩连接线间距为19 520 mm，其4个客室车门的间距值应为19 520÷4=4 880 mm，按照这种车门布置方案，各中间车的车钩连接线距离第1个客室车门的距离为2 440 mm，为了实现全列车客室车门等间距，则1号车（6号车）的第4个客室门距离车尾端车钩连接线也应为2 440 mm，再以此为基础布置完1号车（6号车）的各车门后即可满足全列车客室车门的等间距布置。但此时会发现1号车（6号车）的第1个客室车门已被推移到司机室的空间内，在1号车（6号车）长度不变的前提下，司机室侧门将与第1个客室门发生重叠。以沈阳地铁2号线列车为例，将客室车门改为4 880 mm等间距布置时，各车门中心线所处位置见图3。按照4 880 mm等间距布置客室车门时，1号车（6号车）的所有客室车门都要在原有基础上前移，且第1个客室侧门已与司机室侧门发生重叠。解决该问题的一种办法是：将1号车（6号车）前端加长，考虑到车辆结构的协调性及车辆在通过曲线时的安全性，加长量应尽量小，为此在这里尝试给出一种最小加长量的方案，以探讨其可行性。

首先司机室侧门必须采用与客室侧门不同类型的结构，若客室侧门采用内藏门，则司机室侧门应采用塞拉门或折页门，这样可避免在开门状态下司机室门与客室门发生干涉；其次要保证客室门在打开状态下不会遮挡司机室门，基于这两个条件并考虑车门结构的基本需求，给出的加长量约为700 mm，由此所得出的车门布置见图4。该方案中1号车（6号车）前端加长后，列车两端车钩连接线间距增加到119 660 mm，第一转向架销外车体长度达到4 400 mm，这会使列车端部在通过曲线路段时比原来更加接近建筑限界，但这种情况可以通过车头两侧的合理修形来满足列车通过最小曲线时的限界要求，因此，按照这种思路，只要站台长度足够，全列车车门等间距布置应该是可行的。此前我国多数B型地铁线路的站台有效长度都定为118 m，按照上述分析，如果要实现全列车车门等间距布置，那就必须在车站站台设计时考虑增加站台长度，使站台的有效长度至少达到120 m。根据估算，只要站台足够长，将车头端的长度进一步加长，使司机室车门与客室车门的间距能达到满足全部采用内藏门时所需的距离，该方案是可以实现的。

3.2 载客量的变化

按照上述客室车门等间距布置方案，由于每2个车门之间的间距加大，使客室座椅的布置情况发生相应变化，各车厢中部的6人座椅可改为7人座椅，1号车（6号车）的座席数量可由36席增加到42席，其他车的座席数量在设置一处轮椅靠座的情况下，可由43席增加为46席，客室座椅平面布置见图5。

3.3 可能存在的问题

图3 客室车门按4880mm等间距布置时的位置变化趋势

图4 客室车门等间距布置方案（车体加长）

上述给出的车体加长方案是一种最小加长量的方案，其中并未考虑到第1个客室车门与司机室后端墙的位置关系，而实际上这样会给第1个客室车门机构的安装和维修带来困难，这一问题可以通过特殊的司机室后端墙结构设计来弥补，或进一步将1号车（6号车）的车体向前加长，以改善第一个车门的安装条件，这些问题都可在具体项目中进行讨论解决。另外，由于1号车（6号车）为拖车，其质量一般要比动车轻约4 t，因此车体加长后所导致的质量增加也不会导致车辆轴重限制方面出现问题。不利的情况是：一旦选定车体向前加长，就必须考虑到站台也应相应加长，会导致整个地铁工程建设的费用增加；同时，车头部太长会导致车头两侧修形量加大，车辆外形可能会给人一种不协调的感觉。

4 设想与建议

在不改变地铁车站站台有效长度的前提下，对车门等间距布置方案提出另外一些设想，供相关技术人员讨论。

（1）由图3可以看出，当按照4 880 mm等间距布置客室车门时，1号车（6号车）的所有客室车门都要在原有基础上前移，且第1个客室侧门已与司机室侧门发生重叠，为了不改变原有的列车长度，如果将这个与司机室侧门发生重叠的车门取消，1号车（6号车）的每侧都会变成3对客室侧门（见图6）。1号车（6号车）每侧减少1对车门后，车厢前端的2个客室座椅可由原来的7人座椅改为9人座椅，1号车（6号车）坐席数量由42人进一步提升到48人。这种方案所带来的问题是：1号车（6号车）的最前端会形成一个距离车门较远的区域，在这一区域内的乘客上下车相对困难；但在一般情况下，列车两端的客流量会比列车中部小，路程较远的乘客在这个区域乘坐时受到中途乘客上下车的影响也要少一些，所以对远途乘客来说这个区域应该是个不错的选择；至于紧急情况下的逃生问题，由于该区域紧靠司机室，可以通过司机室后端门进行逃生，这方面并不会存在问题。

图5 座椅布置情况

图6 1号车（6号车）每侧设3对侧门

（2）还有一种方案是将司机室侧门取消，即1号车（6号车）的客室门数量仍为每侧4对门，但不设司机室侧门，司机通过司机室后端门进出司机室，这种方案在美国的地铁车辆中采用较多，司机在到站停车时并不下车，而是通过司机室侧窗探出头来观察列车后部情况，但在车站设置了全高型屏蔽门的情况下，这种瞭望的效果会受到影响，该方案更适合于车站不设屏蔽门的线路或车站全部采用半高型屏蔽门的线路。

总之，从以上分析来看，我国B型地铁列车实现全列车客室车门等间距布置主要受到车站站台有效长度的制约。如果保持站台有效长度不变，车辆制造厂也可通过其他方式改变车辆的传统结构来实现客室车门布置方面的创新。尤为重要的是，只有生产方与用户之间开展更加深入的沟通和探讨，才能使这些创新方案更好地满足地铁车辆运用方面的实际需求。