安全探測裝置在屏蔽門系統(tǒng)中的應(yīng)用

曲澤超 王 璐 李兆君

(鄭州市軌道交通有限公司運(yùn)營分公司 鄭州450015)

隨著城市化進(jìn)程的加塊，城區(qū)面積越來越大，城市軌道交通發(fā)展將也越來越快。地鐵在給人們出行帶來便捷的同時(shí)，也給帶來了一些不安全的因素。屏蔽門系統(tǒng)是現(xiàn)代化地鐵的必備設(shè)施，沿地鐵站臺邊緣設(shè)置，將列車與地鐵站臺候車區(qū)隔離，避免了人或物落入軌道和非法進(jìn)入軌道，杜絕安全事故的發(fā)生，保證列車的正常運(yùn)行。因此，屏蔽門工作的安全性是該系統(tǒng)的控制關(guān)鍵所在。然而，在人流高峰期間，容易出現(xiàn)推擠并造成人或衣物等被夾在列車與屏蔽門之間的空隙內(nèi)。一旦發(fā)生這樣的意外情況，倘若列車司機(jī)并不知情，執(zhí)行發(fā)車命令，勢必會造成人身事故。安全探測技術(shù)的采用，有效避免了此類事故的發(fā)生，確保了乘客乘車安全。

1 安全探測裝置

1.1 構(gòu)成與功能

安全探測裝置對地鐵屏蔽門和列車車體之間的空隙進(jìn)行紅外探測，一旦發(fā)現(xiàn)有乘客或障礙物就立即發(fā)出信號，并進(jìn)行聲光報(bào)警。

安全探測裝置由紅外保護(hù)傳感器、探測控制器和聲光報(bào)警裝置三部分構(gòu)成。紅外保護(hù)傳感器安裝在屏蔽門和列車門之間，每套滑動門單元安裝一套紅外保護(hù)傳感器，分別由發(fā)射側(cè)和接收側(cè)組成。探測控制器和聲光報(bào)警裝置分別安裝在站臺的頂端、機(jī)車頭部一側(cè)。安全探測裝置具有以下功能:能夠探測屏蔽門和列車門之間的障礙物，具有待機(jī)模式、實(shí)時(shí)模式、隔離模式和旁路模式4種工作狀態(tài)，能偵測出探測控制器內(nèi)程序的死機(jī)狀態(tài)并及時(shí)喚醒。

1.2 工作原理

安全探測裝置的工作流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)上電后，光幕進(jìn)行自檢，收到自檢成功信號后進(jìn)入待機(jī)模式;待收到屏蔽門“關(guān)閉且鎖緊”信號后，探測裝置進(jìn)入實(shí)時(shí)模式，同時(shí)報(bào)警器綠燈被點(diǎn)亮。如期間某套傳感器持續(xù)0～10 s(可設(shè)置)探測到障礙物，則該傳感器就將輸出信號通知探測控制器，同時(shí)報(bào)警器綠燈熄滅、紅燈閃爍，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音;如期間沒有探測到障礙物，則系統(tǒng)在0～40 s(可設(shè)置)后再次進(jìn)入待機(jī)模式，系統(tǒng)輸出繼電器吸合，安全回路閉合，提醒司機(jī)可以考慮發(fā)車。當(dāng)傳感器自身出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)立即將輸出繼電器觸點(diǎn)斷開，并發(fā)出聲音和紅色光報(bào)警信號。待工作人員將系統(tǒng)切到旁路模式時(shí)，系統(tǒng)輸出繼電器觸點(diǎn)再次吸合，做到不影響列車正常運(yùn)行，并發(fā)出黃燈信號，提醒工作人員更換紅外保護(hù)傳感器，此時(shí)其他紅外傳感器仍然投入工作狀態(tài)。

系統(tǒng)具有待機(jī)、實(shí)時(shí)、隔離和旁路4種工作模式。

1)待機(jī)模式:控制器的控制輸出總是接通，控制器的監(jiān)控輸出指示出該狀態(tài)。

2)實(shí)時(shí)模式:控制器的控制輸出在持續(xù)探測到障礙物后斷開，障礙物離開后恢復(fù)，其監(jiān)視輸出反映探測物及紅外保護(hù)傳感器故障的實(shí)際狀態(tài)。

3)隔離模式:某個(gè)信號的輸出被開關(guān)隔離，其余信號仍然保持正常的工作狀態(tài)。

4)旁路模式:控制器的控制輸出被鑰匙開關(guān)旁路，持續(xù)有效輸出;其監(jiān)視輸出指示出該狀態(tài)，安全紅外保護(hù)傳感器仍然可以正常投入工作。

探測控制器的顯示界面具備以下功能，系統(tǒng)可以顯示時(shí)鐘、紅外保護(hù)傳感器的檢測結(jié)果、報(bào)警、旁路指示等。另外，系統(tǒng)具備信號隔離功能且可以達(dá)到信號1～信號6的隔離控制及指示功能，顯示界面見圖2。

圖2 探測控制及報(bào)警系統(tǒng)界面

2 紅外保護(hù)傳感器

紅外保護(hù)傳感器的基本參數(shù)如表1所示。對24道屏蔽門采取“一門一保護(hù)”的安裝方式，在每道站臺屏蔽門上都安裝一套紅外保護(hù)傳感器，安裝在滑動門的兩側(cè)，具體如圖3所示。

表1 傳感器參數(shù)

圖3 傳感器安裝在屏蔽門上

紅外保護(hù)傳感器尺寸為12 mm×16 mm×400 mm，傳感器安裝支架采用不銹鋼材質(zhì)，圖4為支架安裝。

圖4 傳感器支架安裝

3 安全探測裝置接口

安全探測裝置與屏蔽門中央接口盤接口共3部分:供電接口、電氣控制接口和通信接口。中央接口盤提供DC110V電源及兩路屏蔽門全關(guān)且鎖緊信號給安全探測裝置，安全探測裝置反饋兩路閉合信號和一路系統(tǒng)狀態(tài)信號，兩系統(tǒng)之間通信采用RS485專用串口通信協(xié)議。

在安全探測系統(tǒng)處設(shè)置無源干節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)正常工作時(shí)干節(jié)點(diǎn)常閉合，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)干節(jié)點(diǎn)打開，屏蔽門系統(tǒng)負(fù)責(zé)干節(jié)點(diǎn)供電和檢測。

3.1 電源接口

屏蔽門中央接口盤提供一路DC110V電源給安全探測控制箱，具體接線形式如圖5所示。

圖5 供電接口

3.2 電氣控制接口

以下是電氣控制接口，送出信號見圖6，接收信號見圖7。

圖6 屏蔽門中央接口盤送出信號

圖7 屏蔽門中央接口盤接收信號

3.3 通信接口

采用RS485串口專用通信協(xié)議，通信內(nèi)容包括安全探測傳感器自檢成功與否、實(shí)時(shí)模式下有無障礙物遮擋和旁路模式、隔離狀態(tài)監(jiān)控。

4 結(jié)語

安全探測裝置成功地解決了地鐵站臺屏蔽門和列車間軌道側(cè)間隙安全檢測的技術(shù)難題，確保了乘客的人身安全。隨著國家對軌道交通基礎(chǔ)建設(shè)的高度重視，安全探測裝置在屏蔽門行業(yè)的應(yīng)用也會越來越廣泛。

［1］李蓓，王紅衛(wèi).溫度采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2009，17(11):37-39.

［2］王清正.光電探測技術(shù)［M］.北京:電子工業(yè)出版社，1994:20-25.

［3］涂時(shí)亮.單片微機(jī)軟件技術(shù)設(shè)計(jì)［M］.重慶:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1998:31-36.

［4］邵式平.熱釋電效應(yīng)及其應(yīng)用［M］.北京:兵器工業(yè)出版社，1994:30-32.

［5］孫承永.紅外防撞裝置在起重機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.設(shè)備管理與維修，2003(10):10-12.

［6］李佳.被動紅外探測技術(shù)在報(bào)警領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.中國安防，2009(7):8-10.

［7］任尚坤，楊耀.紅外探測技術(shù)及其系統(tǒng)的無熱化設(shè)計(jì)研究［J］.周口師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(2):12-13.

［8］王東波.地下車站屏蔽門系統(tǒng)［J］.城市軌道交通研究，2009(3):12-15.

［9］徐新玉.屏蔽門系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代交通技術(shù)，2011(3):5-10.

［10］王珩.淺談地鐵屏蔽門電氣控制系統(tǒng)［J］.地鐵與輕軌，2003(5):8-10.

［11］程衛(wèi)東，董永貴.利用熱釋電紅外傳感器探測人體運(yùn)動特征［J］.儀器儀表學(xué)報(bào)，2008(5):1020-1023.