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地铁车站安全系统门系统分析报告

毕业设计〔论文〕

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地铁车站安全门系统分析

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中文摘要

随着现代化都市的普与，以与城市普遍生活条件的提高，节奏的加快，地铁作为我国的根底设施建设已经开展的较为成熟，轨道交通的迅猛开展的同时，地铁已经成了大家出行的必备交通工具。

在越来越多的人选择地铁出行的同时，安全成了一个大家共同关注的话题。

为了保证地铁的行车安全以与针对环境因素以与节约能源方面等方面考虑，安全门的出现无疑大大解决了这一方面的问题。

本文针对安全门系统的开展与应用以与安全门在实际使用时的优缺点和有待改善等方面做了一次汇报。

当前，世界现代城市交通正进入以信息化为目标的新时期，一个包括道路建设、客货运体系和交通控制管理组成的快速、便捷、舒适、高效的城市交通系统，是衡量当前城市现代化水平的重要标志。

提高现代化水平，既是城市交通开展的客观趋势，也是现代化建设的必由之路。

随着我国国民经济的快速开展和城市化进程的加快，如何解决城市交通问题已经成为城市可持续开展的一个重要课题，城市道路交通管理工作也面临着严峻的挑战。

为了保证城市交通合理、有序的可持续性开展，就必须从城市交通系统的在系统的协同运作方面做深入的研究与讨论，为乘客营造一个安全舒适的候车环境。

关键词：

安全门；行车安全；节约能源

第1章绪论

随着人口的增长和经济的飞速开展，给城市带来了交通拥挤，环境污染和能源危机等问题。

而传统的地面交通无法适应城市客运开展的新需求。

城市地下铁道应运而生，它能有效降低地面噪声，减少城市污染，改善地面交通状况，改善显著的社会效益和经济效益。

1863年1月10日在英国伦敦开通了第一条地铁“大都会号〞〔MetropolitanRailway〕，虽然列车由蒸汽机驱动，冒烟的发动机在地铁运行，造成环境很不舒适，但他标志着城市地下快速轨道交通的诞生。

随后，美国、匈牙利、英国、法国也相继建成了自己的地铁线路。

当今世界的大城市和特大城市中，轨道交通已在公共交通系统中处于主体地位，到上个世纪末，世界上已有近100座城市拥有地下铁道。

其中规模最大和最豪华的是莫斯科地铁，其年运量达24.3亿次。

法国里尔地铁〔VAL〕是最现代化的地铁，它采用无人驾驶的全自动化轻型地铁，并设置车站屏蔽门系统。

速度最快的是美国旧金山地铁，行驶速度高达每小时128公里。

到2000年，世界上共有106条地铁线路，总里程近7000KM。

兴旺国家的主要大城市，如纽约、华盛顿、芝加哥、伦敦、巴黎、柏林、东京、莫斯科等根本上完成了城市轨道交通的建设。

其中，美国是世界上拥有轻轨和地铁最多的国家，现有1230KM，占世界的20%。

但后起的中等兴旺国家，特别是开展中国家地铁建设方兴未艾，亚洲共有日本、中国、国、新加坡、马来西亚、印度、泰国、朝鲜、菲律宾、伊朗、土耳其等国家的26个城市有地下铁道，非洲国家埃与、突尼斯也拥有了自己的地铁线路。

进入21世纪，中国将是世界上开展轨道交通的最大市场。

我国地铁开展起步较晚，1969年地铁通车，标志着我国第一条地铁的诞生。

相继于1984年在建成了我国第二条地铁，1995年地铁一号线开通运营，1997年地铁一号线首段建成通车。

2015年我国已有、、、、等25个城市建成地铁。

 截至2014年12月28日，地铁共有18条运营线路〔包括17条地铁线路和1条机场轨道〕，组成覆盖市11个市辖区，拥有318座运营车站〔换乘车站重复计算，不重复计算换乘车站如此为268座车站〕、总长527千米运营线路的轨道交通系统。

屏蔽门系统是20世纪80年代出现的一种先进装置,它设置于地铁站台边缘,将列车与地铁站台候车室（厅） 隔离开来,在列车到达和出发时可自动开启和关闭。

地铁屏蔽门的安装能为乘客营造一个安全、舒适的候车环境。

我国地铁和地铁即将安装屏蔽门系统,市也将在个别车站进展试点安装。

站台屏蔽门作为一种新事物出现, 必然有其优点;但屏蔽门系统能否在我国城市轨道交通系统行业推广应用,还需根据具体情况做深入研究。

早在20世纪60年代，在彼得格勒〔现俄罗斯圣彼得堡〕的地铁系统已采用类似安全门的钢门来保证乘客的安全。

随后与1983年，法国自动捷运系统VAL的里尔地铁〔LilleMetro〕生产商马特拉公司〔Matra〕向瑞士的玻璃门生产商KabaGilgenAG为列车月台特别订造自动滑门，成为世界上最早安装玻璃安全门的铁路系统。

其后，欧洲与亚洲多个地区的铁路系统相继采用安全门，成为当时铁路系统的安全标准之一。

我国地最早安装安全门系统的是地铁2号线，随后、、、等城市的地铁也安装了地铁安全门。

随着地铁屏蔽门的普与，国多家安全门生产企业也逐渐打破了其核心技术被国外几家企业垄断的局面，方大集团于2006年4月率先研发出了具有自主知识产权的国产化屏蔽门系统，通过了国家评审，并且于2007年3月与地铁签订了一号线续建工程地铁安全门系统的总承包合同，标志着我国的地安全门产业已经进入世界先进展列！

安全门从封闭形式上可分为半封闭式安全门和封闭式屏蔽门。

前者通常被叫做“安全门〞，只起到安全和美观的作用，适合没有安装空调系统的站台，一般为地面站台或高架站台。

后者通常被人们叫做“屏蔽门〞，适合安装空调系统的站台，一般为地下站台，是最常用的一种。

（1）封闭型

封闭型安全门是一道自上而下的玻璃隔墙的活动门，沿着车站站台边缘和两端头设置，把站台候车区与列车进站停靠区分隔开，是具有密封性能的安全门，如图1-1所示。

这种类型的安全门主要用于地下站台，除具有保证乘客安全的作用外，还具有隔断区间隧道气流与车站空调环境之间的冷热气流交换的功能，所以要求屏蔽门的气密性良好，这样才能使车站与区间的热交换减小到最低程度，达到节能的目的。

门体高度一般为2800-3200mm，这种结构多用于设有空调系统的站台。

（2）半封闭

半高型安全门是一道不封顶的玻璃隔墙和活动门，有全高和半高两种形式。

①全高安全门的门体高度超过人体高度，门体顶部距离站厅顶部之间有一段不封闭空间，不具有密封性能，一般用于地下车站，如图1-2所示。

与封闭型系统相比，两者的结构形式根本一样，只是全高安全门的上部不封闭。

图1-1封闭型安全门图1-2半封闭型安全门

②半高安全门的门体高度不超过人体高度，不具有密封性能，由于它不能完全隔绝风和噪声对乘客的影响，一般用于地面车站和高架车站。

图1-3为地铁迪斯尼线的半高型安全门，为了不遮挡米老鼠车窗，迪斯尼线安全门高1.1m，安全门亦退后安装了30cm。

图1-3迪士尼线半高安全门

1.2.1安全门安装方式

屏蔽门门体的安装方式有两种：

顶部悬挂和底部支撑安装方式。

两种方式比拟如下：

①顶部悬挂 

顶部悬挂方式是指整个屏蔽门的重量和水平载荷均由上部连接结构承当，滑动门、固定门、应急门、门机系统以与除门槛外的所有其它构件的重量荷载均通过上部悬挂传递到站台顶板结构上，屏蔽门整个结构对站台板没有垂直载荷或垂直载荷较小。

故此种方式主要适合于改造项目。

其主要特点如下：

〔1〕门结构无承重立柱，结构相对简单，在站台上通透性更好； 

〔2〕运行维修重点工作面在顶部，门结构的变形检查、调节均需在顶箱进展。

安装、维护相对不太方便。

②底部支撑 

底部支撑方式是指屏蔽门系统所有重量和水平载荷都由安装在站台底板上的屏蔽门立柱、底部支撑座所承当，由立柱与底部支承座将门体结构的重力载荷转移到站台板上的支承方式。

其主要特点是：

〔1〕门体结构的主要承重部件为立柱和底部支座，屏蔽门在站台的通透性相对上部悬挂方案差； 

〔2〕土建结构沉降量的调节，可在门立柱顶部轴套伸缩结构上预留一定间隙的沉降量。

门底部与站台板的安装间隙可控制在较小的围，相对美观； 

〔3〕运行中结构变形检查、调节均可在底部进展。

安装维护较为方便。

安全门作为站台公共区域与轨道列车之间的可控通道，能够在列车进站时配合列车车门动作打开和关闭，为乘客提供上、下车的通道。

其主要作用包括：

（1）乘客或物品因车站客流拥挤或其他原因落入轨道，从而杜绝因此引发的事故、延迟运营与额外本钱，保证列车的正常运营，为城市轨道交通实现无人驾驶创造条件。

（2）减少列车噪声与活塞风对站台候车乘客的影像，改善乘客候车环境。

（3）更好的管理乘客，防止非工作人员进入隧道。

（4）减少站台区与轨道区之间气流的交换，降低空调系统的运营能耗。

（5）对车站整体空间布置进展简化，减少设备容量、数量、土建工程量等投资建设本钱，产生了良好的社会效益和经济效益。

第二章地铁巴沟站安全门组成结构与其特点

地铁巴沟站是地铁10号线和地铁西郊线的一座车站，位于市海淀区巴沟路。

该站工程名曾为“万柳站〞，通车前正式更名为“巴沟站〞。

巴沟站曾是地铁10号线一期的起点站，10号线二期工程终止于巴沟站西侧折返线。

亦是建设中的有轨电车西郊线的起点站。

该站东北临近10号线万柳车辆段所在。

10号线巴沟站为地下二层车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层，双岛式站台设计，采用明挖施工，车站主体长度为230m。

 站台层设置有4条股道，其中设两条出入线连接车辆段。

站厅通往站台出入口都有表现大小不一的五彩圆圈图案的装饰墙。

10号线车站有效站台中心里程K0+379。

车站中心线处轨顶高程36.80m。

四线总长229.4m，宽17.2m，总建筑面积18021㎡。

地铁十号线采用B型车〔DKZ15、DKZ34〕，采用6节编组形式〔三动三拖〕，车门4对/辆车。

最高运行速度为80km/h。

对应车站巴沟站门体总高度2550mm，每侧站台设置24道滑动门，与列车车门一一对应，同步开启。

开门方式为“双扇中分式〞。

每侧站台端门数量为2套。

巴沟站安全门系统由机械局部和电气局部构成。

机械局部主要包括门体结构和门机系统，电气局部包括控制系统和电源系统，如图2-1所示。

图2-1门体结构

〔1〕门体结构

门体结构主要由灯箱、门状态指示灯、立柱、踢脚板、门槛、门本体等局部组成。

①顶箱。

顶箱上一般会设置一些导向标志，但其主要功能是对部零件进展密封保护，并采取防电磁干扰措施。

从材料选择和密封设计上来讲，顶箱既能减震，又能有效地屏蔽外界的电磁干扰。

②门状态指示灯。

门状态指示灯是通过显示颜色、显示方式〔常亮、闪烁等〕来表示安全门所处的状态。

③立柱。

立柱与其下面的底座是主要承重结构，底部通过绝缘件与站台板进展螺栓连接，既保证结实可靠，又可以保证安全系统与站台板地面绝缘隔离。

④踢脚板。

踢脚板采用的是不锈钢材料，主要是用来防止乘客有意或无意地踢脏或踢碎门体玻璃。

⑤门槛。

门槛一般采用铝合金材料，并在外表上用一种凸凹结构作防滑处理。

门槛位于所有滑动门的下端，因为这些地方是乘客最有可能踏过的区域，其主要作用是保护乘客经过时不发生摔倒，同时防止乘客触电。

〔2〕门本体结构

门本体结构是机械结构中最重要的局部，一般可分为四类：

滑动门、端门、固定门和应急门。

1　滑动门。

滑动门是指在列车进站时可以和车门同时开/关的门。

其数量应与列车客室车门数量一致，并具有障碍物探测功能。

正常情况下，滑动门的开/关应由门机驱动机构操作，由门控单元DCU〔DoorControlUnit〕控制。

滑动门上设有手动开门扳手，紧急情况下，轨道侧的乘客可从轨道侧手动开门，工作人员可从站台侧使用专门要是解锁开门。

2　应急门。

应急门是在紧急情况下供乘客逃生的门。

一般来说，每节列车车厢都对应有一道应急门，在紧急情况下乘客能在轨道侧手动打开逃生。

应急门上设置推杆可以将门扇推向站台方向旋转90°平开。

3　端门。

端门位于站台的两个端头，将乘客区与设备区分开。

正常情况下由列车司机或车站工作人员手动开门。

端门在轨道侧设有手动开门推杆，在站台侧设有门锁和隐蔽的开门机构。

4　固定门。

固定门设在双扇滑动门之间。

根据滑动门的间距，在满足门本体结构强度、刚度的前提下，一般采用整体固定门。

2.3安全门的特点

〔1〕安全性

地铁列车在隧道运行时产生强烈的活塞效应,这样当列车进入站台时将会给站台候车的乘客带来被活塞风吹吸的危险。

装设屏蔽门后,由于站台与隧道空间有屏蔽门隔离开来,只有当列车停靠站台,并且列车门与屏蔽门完全对正时,屏蔽门才同时打开,以便乘客上下车,从而防止了乘客探头望和随车奔跑的现象,也防止了候车人员与物品跌落站台轨道的危险。

另外,屏蔽门上还安装了探测各种障碍物的传感器,一旦有障碍物存在,传感器发出的信息将使屏蔽门再开闭机构动作,这样可有效地减少车门挟人、挟物的事故。

〔2〕节能

由于地下车站和区间隧道是长条形的地下建筑,除车站的出入口、通风亭和隧道洞口与室外沟通外,根本上与大气隔离,因此需要环控系统来保证乘客安全、舒适和确保设备使用寿命。

〔3〕降低人工本钱 

在有些乘客不多的车站,安装屏蔽门后,可以减少甚至不需要站台接车人员,这将减少地铁的日常运营管理费用。

〔4 环保 

列车行驶时会有噪声产生。

安装屏蔽门系统之后,站台屏蔽门在站台和轨道之间形成一个物理屏障,可以大大降低地铁候车站厅中的噪声。

在那些利用活塞风通风的车站,活塞风经常把轨道上的垃圾和灰尘带至站台,设置屏蔽门后可将垃圾和灰尘拒之于屏蔽门外,使站台能保持一定的舒适度和清洁度。

（5）城市形象

采用屏蔽门后,乘客们能够舒适、安全地候车, 直接感受到政府对市民的关心,增加市民对政府工作的信任与支持。

此外,屏蔽门系统是一种新型装置,自动化程度高,能够增加乘客的安全感,对于塑造国际化大都市的形象也很有帮助。

第三章巴沟站站台安全门的主要控制模式与系统

3.1门机系统

门机系统是屏蔽门滑动门的操作机构，主要由电机、传动装置、导轨与滑块总成、锁紧与解锁装置、行程开关和位置检测装置等组成。

需满足以下技术要求：

〔1〕采用国外成熟的直流永磁电机，电机调速性能和输出转矩均应满足门扇运动曲线和动力曲线的要求。

〔2〕传动装置可采用皮带传动或螺杆传动。

〔3〕电机应采用减振安装方式，应拆卸方便，便于维修。

 〔4〕锁紧与解锁装置应具有自动和手动两种功能。

〔5〕轨侧手动解锁装置的设置应便于在轨道侧开启且不利于在站台侧开启，尤其是半高屏蔽门。

为防止乘客在站台侧伸手越过屏蔽门开启轨侧手动解锁装置，半高屏蔽门的解锁装置〔尤其是滑动门〕均应采取相应安全措施，包括设置高度和设置型式。

〔6〕对于半高屏蔽门，推荐采用一控制两驱动方式，即每道滑动门由一套门控单元〔DCU〕控制两套驱动电机，分别驱动左右门扇。

3〕供电电源 

屏蔽门系统的供电电源为一类负荷，输入电源应为两路独立的三相AC380V，50Hz。

为屏蔽门系统供电的电源自动切换箱应设置在各站屏蔽门设备室。

屏蔽门系统电源包括门机驱动电源和控制电源两种，两种电源分开配备。

为提高车站美观性，地下车站全高封闭式屏蔽门门体顶箱上设置照明灯带，配备照明灯带电源设备，与屏蔽门系统用电分开配备。

对应每节车厢的四道滑动门至少分四路进展交叉配电，以保证其中一路电源故障时，其它三道滑动门能可靠供电。

屏蔽门系统应配有UPS和蓄电池组作为备用电源。

正常情况下，由交流配电箱供电。

当事故停电时，由UPS和蓄电池组对屏蔽门系统供电。

备用电源的容量暂定应保证在事故停电时，能使屏蔽门控制系统在30min对每侧滑动门开关操作至少3次。

屏蔽门控制系统的主要作用是与信号系统进展信息交换，对屏蔽门的开门、关门进展控制，保证屏蔽门的开门、关门与列车车门动作同步。

关门过程具备障碍物探测功能。

控制系统包括中央控制盘〔PSC〕、就地控制盘〔PSL〕、门控单元〔DCU〕和就地控制盒〔LCB〕以与控制局域网、软件、监视报警装置和网间通讯协议转换器、安全继电器回路设备、通讯介质与通讯接口模块等。

〔1〕中央控制盘〔PSC〕 

PSC设置在站台一端的屏蔽门设备室，包括至少两个单元控制器，分别控制两侧站台的屏蔽门。

〔2〕就地控制盘〔PSL〕 

PSL设置于每侧站台的列车始发端站台上，方便列车司机和站台工作人员操作的位置。

在系统级控制失效时，供列车司机或站台上的工作人员向各DCU发出开、关门指令，实现站台级控制。

〔3〕门控单元〔DCU〕 

DCU设置在全高封闭式屏蔽门滑动门上方的顶箱和半高屏蔽门的固定侧盒。

每道滑动门设1套，能够接收信号系统、IBP、PSL各控制点发来的开/关门控制命令，控制门的运动，并采集和发送门状态信息与各种故障信息。

〔4〕就地控制盒〔LCB〕 

LCB包括自动/手动/隔离三位开关以与相应控制按钮〔也可采用自动/手动关/手动开/隔离四位开关〕。

每个门单元设置一套，位于DCU附近或与DCU结合设置。

〔5〕控制局域网与通讯接口等 

PSC与控制系统的各局部以与与其它相关专业之间的连接方式可分别采用数据线连接、硬线方式、继电器方式。

3.3控制模式

屏蔽门系统原如此上在驾驶室操作，信号系统为屏蔽门系统提供开门、关门控制信号。

如果信号系统发生故障如此由司机通过PSL进展操作。

在控制系统故障的情况下，站务人员可在站台侧用钥匙或由乘客在轨道侧手动将门打开。

列车无法定点停车时，乘客可推开应急门。

区间疏散时乘客可从端门通过。

屏蔽门系统应可实现系统级控制、站台级控制、手动操作三级控制方式。

三种控制方式以手动操作优先级最高，系统级最低。

1〕系统级控制 

系统级控制是在正常运行模式下，由信号系统对屏蔽门进展开／关门的控制方式。

列车进站停在信号系统允许误差围后，信号系统自动打开列车门，同时将“到站列车编组信息〞和“开门信号〞送至屏蔽门系统，屏蔽门控制系统把上述命令下达至与到站列车对应的每一个门控单元〔DCU〕，控制相应的滑动门打开。

在列车司机按下关门按钮时，列车门关闭，该命令通过与开门一样的途径送到DCU，滑动门关闭。

屏蔽门系统确认对应相应编组列车的所有的ASD/EED关闭且锁紧后，通知信号系统可以发车。

紧急状态下值班员可通过设置在车站控制室综合后备盘〔IBP〕对屏蔽门进展操作，打开屏蔽门。

2〕站台级控制 

站台级控制是在非正常情况下，即系统级控制故障情况下，由列车司机或站务人员在站台PSL上进展屏蔽门开／关的控制方式，以与在信号系统开/关门信号发出后，滑动门没有动作的情况下，列车司机可对站台侧的PSL进展操作，打开/关闭所有的滑动门。

如果某一个滑动门不能关闭而影响发车，司机/站台值班员在确认没有危险的前提下，可在PSL上手动解除屏蔽门系统与信号系统的联锁，发车离站。

所有屏蔽门系统出现的非正常情况，均能在车站综合控制室进展显示和报警。

站台级控制也具备对应不同编组列车的开门功能。

3〕手动操作 

手动操作是当控制系统故障或个别控制回路故障或某些屏蔽门的传动装置等发生故障时，站务人员在站台侧用钥匙进展屏蔽门的开／关门操作，或由列车通过广播，指导乘客在轨道侧打开屏蔽门。

当运营期间个别滑动门故障不能参与正常开关门时，可操作设置在滑动门上方的就地控制盒〔LCB〕，使该道门于整个控制系统隔离，保证正常运营。

待停运后再进展维护。

第四章巴沟站安全门的安全措施

（1）防站人斜块。

滑动门轨道侧的下部设置斜面防站人斜块，减少乘客在安全门与列车之间的缝隙停留时造成的危险。

（2）防踏空胶条。

防踏空胶条安装在展台边缘，有效的缩短了站台和车厢之间的距离，可以防止乘客上、下车时出现踏空或所携带行卡在空隙当中的现象，如图4-1所示。

（3）防夹人挡板。

防夹人挡板安装在滑动门侧的门框上，可缩小滑动门与车门之间的缝隙，以防止乘客被夹在列车与滑动门之间的缝隙中，如图4-2所示。

4-1防夹人挡板4-2防踏空胶条

〔4〕LED灯柱。

LED灯柱的主要功能是：

一旦有物体被夹在列车与安全门之间的空隙，司机观望时会看到LED灯柱的灯光被阻挡，能够与时发现异常情况并快速处理，保证乘客与运营安全。

第五章巴沟站安全门系统的使用情况与常见故障

在信号系统正常工作时，由于安全门和信号系统的联动性，如果安全门意外打开，如此列车无法进站，如果安全门无法关闭，如此列车也无法出站。

因此,作为车站工作人员必须与时处理安全门故障，保障列车的安全运行。

地铁运营公司的有关安全门故障处理的总体原如此是在保障安全的前提下，优先保证行车。

常见的安全门故障有以下几种。

（1）单对滑动门无常关闭

根据信号系统的工作过程，只有所有的安全门关闭且锁紧后，PSC才会发送门全关闭信号到信号系统，信号系统才能允许列车离站。

因此，当单对滑动门无常关闭时，列车将无法出站，此时工作人员必须与时到现场查看原因，如果不能立即解决，应将该对滑动门断电后再送电，如还未成功，如此需要切断该对滑动门与信号系统的联动性，保证列车出站并留守提醒乘客不要靠近故障屏蔽门，从而保证乘客安全和减少列车延误。

（2）多对滑动门无常关闭

当多对滑动门无常关闭时，可以先采用PSL关闭该侧所有滑动门，如未关闭成功，如此需要通过就地控制盘PSL上的互锁解除来发出强制发车信号。

（3）单对滑动门无常开启

单对滑动门无常开启时，会影响乘客的上下车，给乘客带来不便，此外该故障门有可能会出现意外打开的情况，存在一定的安全隐患。

（4）多对滑动门无常开启

多对滑动门无常开启时，对乘客下车速度有很大影响，容易造成上、下车时间过长，站台乘客秩序混乱等突发状况。

（5）站台安全门玻璃破碎或破裂

当安全门发生破碎或破裂现象时，首先要保证乘客的安全，防止乘客或物品掉入轨道，还要防止列车进站时的活塞风造成安全门的爆裂。

具体处理要点如下:

①指派工作人员在故障站台站岗监护，以防止乘客或物品掉入轨道。

②设置故障指示牌，提醒乘客远离故障安全门，防止乘客受伤。

③将破碎玻璃用封箱胶纸粘贴，防止突然爆裂，如已破碎应马上进展处理，同时防止玻璃碎片掉入轨行区。

④上报运营控制中心并要求列车进出站时进展相应的限速。

⑤通知故障报警中心。

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致

大学三年学习时光已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的教师和同学们表达我由衷的意。

感我的家人对我大学三年学习的默默支持；感我的母校给了我在大学三年深造的机会，让我能继续学习和提高；感教师们和同学们三年来的关心和鼓励。

教师们课堂上的激情洋溢，课堂下的谆谆教导；同学们在学习中的认真热情，生活上的热心主动，所有这些都让我的三年充满了感动。

这次毕业论文设计我得到了很多教师和同学的帮助，其