地鐵客廂門系統(tǒng)障礙物檢測的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

楊彩霞 楊偉

摘要：文中簡單介紹了地鐵客廂門系統(tǒng)現(xiàn)有的障礙物探測方法，根據(jù)既有線路上客廂門系統(tǒng)障礙物探測功能的實(shí)際應(yīng)用情況，分析了傳統(tǒng)探測方案的優(yōu)劣，針對目前探測方案的不足提出了一種紅外光幕地鐵客廂門保護(hù)系統(tǒng)，并進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)探索，為進(jìn)一步對客廂門系統(tǒng)故障探測方法的研究提供一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：地鐵客廂門；障礙物探測；紅外光幕

中圖分類號：U279.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095—6487（2018）02—0027—02

0引言

目前，地鐵已經(jīng)逐漸成為軌道交通中重要的交通方式，其安全性與可靠性歷來是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。而地鐵客廂門安全性作為地鐵安全的重要一環(huán)，在地鐵客廂門禁系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其控制系統(tǒng)往往進(jìn)行了防夾探測設(shè)計(jì)，但仍會(huì)有檢測不到、出現(xiàn)物品過小或者存在檢測死角等安全問題的出現(xiàn)，從而無法啟動(dòng)防夾程序，為了更好的解決這一問題，減少安全事故的發(fā)生，有必要對地鐵客廂門系統(tǒng)的安全性作進(jìn)一步研究探析。

1傳統(tǒng)的障礙物探測方式原理分析

我國現(xiàn)采用的障礙物探測方式，主要是通過比較預(yù)期的門速度的電動(dòng)機(jī)電流和測量的電動(dòng)機(jī)的電流進(jìn)行對比的方式來實(shí)現(xiàn)障礙物的檢測。如果測量出電動(dòng)機(jī)的電流大于預(yù)期的電動(dòng)機(jī)的最大電流，那么門控制單元就會(huì)啟動(dòng)防夾程序，以保證乘客的安全。而這個(gè)過程中，門控制單元將采用控制電壓的方式來調(diào)整實(shí)際速度曲線，依靠這種方法，門禁控制單元能夠?qū)?shí)際速度曲線與理論速度曲線調(diào)成正常水平。但若遇到客廂門的速度低于正常預(yù)定速度或者客廂門出現(xiàn)突然減速的情況，門控制單元就會(huì)發(fā)出信號，反向操作電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)門的移動(dòng)。

2傳統(tǒng)的障礙物探測方案的實(shí)現(xiàn)

如圖1所示，傳統(tǒng)障礙物探測主要依據(jù)以下流程。

為實(shí)現(xiàn)上述分析的過程，必須要求在客廂門上安裝微處理器，采用監(jiān)控電機(jī)的電流來確定是否激活障礙物檢測。在客廂門運(yùn)行過程中，若出現(xiàn)障礙物，則客廂門會(huì)打開指定距離，并在指定位置延時(shí)一段時(shí)間，然后恢復(fù)正常繼續(xù)關(guān)門，若還存有障礙物，客廂門會(huì)遵循上述流程循環(huán)執(zhí)行三次，若三次之后，障礙物還沒清除，那么客廂門的控制單元就會(huì)將門完全打開，直到障礙物清除后手動(dòng)解鎖。

傳統(tǒng)障礙物檢測憑借可靠性、維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)一直沿用至今，但傳統(tǒng)障礙物檢測還是有許多不足之處，總的來說，從以下兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。

2.1檢測精度不夠

傳統(tǒng)障礙物檢測是通過微處理器來檢測電機(jī)的電流，當(dāng)實(shí)際測量的電機(jī)電流大于預(yù)定的正常電機(jī)電流，那么就會(huì)啟動(dòng)障礙物檢測，從而門控制單元反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，但是微處理器最小可檢測的物品為30x60 m，所以對于較小的障礙物則無法啟動(dòng)障礙物的檢測。

2.2障礙物質(zhì)地較軟

障礙物的檢測是通過障礙物對客廂門兩邊的膠條的壓力，來判斷障礙物是否存在，而對于這一部分進(jìn)行檢測的時(shí)候，是利用鋼條進(jìn)行檢測，而利用鋼條得出的檢測結(jié)果，就會(huì)導(dǎo)致一些質(zhì)地較軟的材料可能無法檢測出來，如衣服、頭發(fā)等。

3優(yōu)化改進(jìn)探索分析

3.1紅外光幕探測

目前，紅外光幕探測可廣泛應(yīng)用在物體外形尺寸、跳遠(yuǎn)測量、車輛分離、物體體積測量、物流分揀、噴涂、孔洞檢測、工業(yè)物體定位、單雙邊糾偏等領(lǐng)域，最小精度可達(dá)2.5mm，精度高，性能穩(wěn)定。

針對地鐵客廂門系統(tǒng)傳統(tǒng)障礙物檢測的以上兩方面的不足，文中結(jié)合紅外光幕原理提出一種紅外光幕地鐵客廂門保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)探索。

3.2紅外光幕地鐵客廂門保護(hù)系統(tǒng)原理分析

紅外光幕地鐵客廂門保護(hù)系統(tǒng)由紅外發(fā)射器與紅外接收器組成，分別裝在地鐵客廂門的兩側(cè)。一側(cè)等間距安裝有多個(gè)紅外發(fā)射管，另一側(cè)相應(yīng)的有與之一樣數(shù)量和排列的紅外接收管，每一個(gè)紅外發(fā)射管都有一個(gè)相應(yīng)的紅外接收管與之相對應(yīng)，且裝置于同一條直線上。紅外發(fā)射器可依次發(fā)射紅外探測光束，紅外接收器可依次循環(huán)探測這些光束，從而在地鐵客廂門平面形成幾十至上百束的紅外保護(hù)光幕。當(dāng)乘客或物體進(jìn)出地鐵客廂門平面，阻擋了紅外光幕掃描過程中的任何一束，光幕控制系統(tǒng)就會(huì)探知，并通過信號傳輸線將結(jié)果傳送到地鐵客廂門保護(hù)系統(tǒng)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使正在關(guān)閉的客廂門反轉(zhuǎn)打開，從而起到保護(hù)乘客的目的。

紅外光幕地鐵客廂門保護(hù)系統(tǒng)接線示意圖見圖2。

4結(jié)束語

為了提高以地鐵為代表的城市軌道交通出行的安全性、可靠性，穩(wěn)定性，在此次設(shè)計(jì)中專門針對地鐵客廂門安全部分進(jìn)行分析，提出了紅外光幕地鐵客廂門保護(hù)系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)如下。

紅外光幕地鐵客廂門保護(hù)系統(tǒng)是一種非接觸式保護(hù)，既能對進(jìn)出地鐵的乘客或物體無撞擊，又保護(hù)了客廂門不會(huì)因?yàn)殚L期沖撞被損壞。

紅外光幕地鐵客廂門保護(hù)系統(tǒng)還能形成閉環(huán)保護(hù)形式，閉環(huán)回路從控制系統(tǒng)到紅外發(fā)射器途經(jīng)紅外接收器，最后再將探測信號返回控制器，形成一個(gè)保護(hù)回路。如果該回路內(nèi)部出現(xiàn)中斷，比如紅外發(fā)射管或接收管損壞，紅外光幕也能發(fā)出報(bào)警。因而紅外光幕地鐵客廂門保護(hù)系統(tǒng)同時(shí)也是一種能實(shí)現(xiàn)自我安全的保護(hù)裝置。