地铁上的“黑科技”

智能的计数系统

智能化是交通系统发展的重要方向，而自动乘客计数系统则是智能交通系统的重要组成部分。要想准确记录地铁乘客人数，就离不开每节地铁车厢上的标配产品：乘客计数器。

这个仪器安装在地铁车厢里面，并不显眼，却是提升地铁运营效率的关键。乘客计数器主要采用红外系统和热成像技术对进出车门的人数进行统计，它可以自动不间断地实时获取列车车辆在任何时间、任何地点上下车乘客的数量，并将统计数据和统计分析软件相结合，自动产生列车车辆运营管理所需要的客流统计、超载警报和车辆及运营线路等各种功能报表。我们都知道，收集和分析乘客信息对于轨道交通运营公司来说至关重要，这些信息数据在实时场景和后期管理中有着配合票务系统进行财务核算、合理分配车厢人员配比、通过超载预警提升地铁安全性、辅助做出合理的发车调图、提升地铁的通勤效率等作用。

以往，这项统计工作都是通过人工来进行，乘客计数器的诞生和自动化，帮助地铁公司节省了人力资源，并减少了数据采集费用。此外，乘客计数器通过非常高的准确率，确保地铁运营公司制定合理的运营计划，是提升运营效率的关键。

地铁空调通风的“秘密”

地铁作为轨道交通的重要组成部分，在地下隧道中运行是其最主要的特点。为了保证舒适的乘车环境，需要保持车内合适的温度、湿度、空气流动速度和清洁度，地铁空调及其通风系统不可或缺。众所周知，地下环境通风不畅，而整列地铁空调的功率是巨大的，这就需要设计出良好的空调通风系统。地铁空调通风系统一般分为开式系统、闭式系统和屏蔽门式系统，下面我们就了解一下这些“高明”的设计。

开式系统

开式系统是应用机械或活塞效应的方法使地铁内部与外界交换空气的通风系统，这种系统多用于当地最热月的平均温度低于25 ℃且运量较少的地铁系统。

活塞效应通风 当列车的正面与隧道断面面积之比（阻塞比）大于0.4时，由于列车在隧道中高速行驶，如同活塞作用，使列车正面的空气受压，形成正压；列车后面的空气稀薄，形成负压，由此便产生空气流动。利用这种原理通风，则称之为活塞效应通风。活塞风量的大小与列车在隧道内的阻塞比、列车行驶速度、列车行驶空气阻力系数、空气流经隧道的阻力等因素有关，因此在整个地铁系统建设之前，便要做好相应的设计计算。为了排放地铁隧道内地铁空调产生的废热空气，同时引入外界的冷却空气，还需要在隧道上设计活塞风井，因此对于全部应用活塞风来冷却隧道的系统来说，还应计算活塞风井的间距、断面尺寸等参数，使有效换气量达到设计要求。

機械通风 当活塞通风不能满足地铁除余热与余湿的要求时，要设置机械通风系统。机械通风就是利用通风机的运转给空气提供能量，造成通风压力使地面空气不断地进入地下并沿着预定的线路流动，同时再将废热空气排出地下的通风方法。根据地铁系统的实际情况，设计师会在车站与区间隧道分别设置独立的机械通风系统。车站通风一般为横向的送排风系统，区间隧道通风一般为纵向的送排风系统。当区间隧道较长时，区间隧道中部还会设中间风井。对于当地气温不高、运量不大的地铁系统，可设置车站与区间连通的纵向通风系统，总之，具体的设计都要通过实际情况计算确定。

闭式系统

闭式系统就是指地铁内部基本上与外界大气隔断，仅供给满足乘客所需的新鲜空气量的通风系统。这种系统多用于当地最热月的平均温度高于25 ℃且运量较大的地铁系统。采用闭式系统的地铁车站一般都有大负荷空调来制造新鲜的冷风，区间隧道的冷却则是借助于列车运行的活塞效应携带一部分车站空调冷风来实现的。

屏蔽门式系统

屏蔽门式系统是在车站的站台与行车隧道间安装屏蔽门，将两者分隔开，其中车站安装空调系统来实现通风，隧道则采用机械通风、活塞通风或两者兼用。当隧道的通风系统不能将区间隧道的温度控制在允许值以内时，则需要采用其他有效的降温方法。安装屏蔽门的最大作用，就是使车站成为单一的建筑物，令它不受区间隧道行车时活塞风的影响，这就大大降低了车站空调的冷负荷。据计算，采用屏蔽门式系统的车站，空调冷负荷仅为闭式系统的22%～28%，节能效果非常明显。由此可见，小小的一扇门，却能产生巨大效益。

屏蔽门的“幕后帮手”

地铁屏蔽门是一项集建筑、机械、材料、电子和信息等学科于一体的高科技产品。屏蔽门将车站与行车隧道隔开，可以大幅度地减少司机瞭望次数，减轻司机的思想负担，同时也减少了列车运行和噪声对车站的干扰，这不仅使车站环境安静、舒适，也使旅客进出站更为安全。

我们在乘坐地铁前可以发现，当列车停稳的第一时间，屏蔽门就会自动打开，那屏蔽门究竟是由谁操控的呢？原来，为了保证地铁及乘客的绝对安全性，地铁屏蔽门具有完善的控制系统。该控制系统的控制功能主要包括：系统级控制、站台级控制、手动操作控制以及火灾模式（IBP）。其中，系统级控制的优先级最低，手动操作控制的优先级最高。下面我们就具体说说这几种控制模式的应用情形。

在正常运行模式下，屏蔽门接受列车司机或ATC（列车自动控制）发出的指令，自动执行开、关门操作，这个操作就是系统级控制。当列车司机无法将列车停在规定的范围内且偏离量不多而乘客仍能从滑动门中进出时，或者屏蔽门控制系统与ATC之间发生通信故障等情况时，则由站台工作人员操作就地控制盒，令滑动门实现开或关，这个就是站台级控制。如果滑动门在关闭过程中检测到有人或物被夹，则该道滑动门将立刻停止关闭并自动打开，然后重新关闭，若重复3次仍不能完全关闭并锁紧，则该道滑动门自动打开，开始执行故障处理程序，这个时候只能从轨道侧通过把手、在站台侧用“通用”钥匙开关滑动门，这个就是手动操作控制。

最后就是火灾模式（IBP）：当列车发生火灾时，可以在IBP盘上操作紧急开门按钮，打开火灾线路单侧的所有滑动门，最大限度地配合乘客疏散；当站台发生火灾时，可以在IBP盘上操作打开边门配合通风空调排烟（岛式站台打开两侧屏蔽门的边门，侧式站台打开火灾侧屏蔽门边门），同时边门声光报警装置会发出强声光报警，从而避免乘客跌落轨道。可以说， 屏蔽门控制系统已经将各种紧急情况考虑周全，也让乘客吃了一颗“定心丸”。

减振降噪有讲究

随着轨道交通的快速发展，其产生的振动和噪声问题不容忽视。地铁轨道必然会穿越人口密集区和重要的建筑物下，列车行驶产生的振动和噪声会严重影响人们的生活和工作。因此，对地铁进行减振降噪的设计就显得尤为重要。

为了减少地铁噪声对周围环境与居民的不利影响，需要从三个方面采取措施——噪声源的控制、改善噪声传播路径、加强对受者的保护，和地铁建造相关的是前两项控制措施。从噪声源的控制上讲，由于地铁的噪声主要是由车轮和轨道的相互作用产生，因此可以对车轮或轨道采取减振和加大阻尼的一些措施，例如采用弹性车轮、阻尼车轮、减少轮轨撞击的特殊踏面车轮，并对车轮踏面进行整修以消除缺陷，保持踏面圓顺等方式；从改善噪声传播路径上讲，可采取一些隔声措施来控制铁路噪声的辐射，例如在车体两侧下部设置活动隔声裙、设置机车风笛的隔声罩、在线路两侧设置声屏障等方式。

地铁高速运行产生振动不仅影响到驾乘人员的舒适及健康，也使地铁沿线地面建筑物发生受迫振动，可能带来意想不到的损害。减小地铁振动的解决方案主要分为主动减振和被动减振两种。主动减振主要是通过减少制作误差、改进轨道结构、定期保养维修线路的方法来实现，例如采用重型钢轨，可减少列车的冲击振动，从而抑制钢轨的垂向振动；又如采用无缝钢轨，最大限度减小钢轨接头，从而有效减少轮轨之间的冲击力，减小振动；还有就是对轮轨进行定期打磨，减少轮轨作用面的凹凸，使轮轨的接触面更加平滑，减小振动和噪声。但是，这些主动减振的手段只能降低振动能量，而不能避免振动，因此被动减振应运而生。被动减振就是采用必要的隔振和吸振措施，来降低振动的不良影响。

也许你没有想到，我们每天上下班乘坐的地铁背后竟然有如此多的“黑科技”，无论是智能的乘客计数器、完善的空调系统、安全的屏蔽门系统还是先进的减振降噪设计，其彰显的正是新时代中国轨道交通建设领域的那份底气与自信。如今，我们的轨道交通相关技术能力已经处于领先地位，相信在不久的未来，中国的地铁技术必将在世界上大放异彩。