基于紅外傳感器的地鐵屏蔽門異物檢測(cè)方案

陳子瑞　郭仁杰

摘要：當(dāng)前社會(huì)科技不斷發(fā)展，地鐵已經(jīng)成為人們出行的首選交通工具。但是地鐵屏蔽門與列車門之間缺少有效的防夾檢測(cè)，為防止乘客被夾，對(duì)現(xiàn)有的防夾系統(tǒng)進(jìn)行分析，針對(duì)地鐵屏蔽門的實(shí)際情況，提出了基于紅外傳感器的一種防夾檢測(cè)系統(tǒng)。有效地保證了乘客乘車安全，提高了列車運(yùn)行的效率。

[關(guān)鍵詞]屏蔽門傳感器異物檢測(cè)軌道交通系統(tǒng).

1研究背景

隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，城市擴(kuò)張?jiān)絹碓絿?yán)重，在公共交通方式中，雖然地鐵建設(shè)條件更為嚴(yán)苛、成本更高，地鐵網(wǎng)絡(luò)的覆蓋不如公交網(wǎng)絡(luò)的全面，但地鐵因其單獨(dú)的運(yùn)行空間帶來的更準(zhǔn)時(shí)、更快捷、更方便的特點(diǎn)在人們的通勤選擇中占據(jù)的比例越來越大。這也導(dǎo)致了現(xiàn)有地鐵的客流量越來越大，尤其到乘車高峰時(shí)期，車站嚴(yán)重?fù)頂D，如何在這樣擁擠的條件下保證乘客的安全也是現(xiàn)在一直在追尋的研究目標(biāo)。

如今的站臺(tái)運(yùn)營流程是：列車進(jìn)站停穩(wěn)、列車門和屏蔽門依次打開、乘客上下車、發(fā)出關(guān)門警鈴、列車門和屏蔽門依次關(guān)閉、確認(rèn)列車門與屏蔽門安全閉合無意外情況、列車啟動(dòng)。由于屏蔽門與列車門關(guān)閉不同步，通常情況下，列車門關(guān)閉幾秒鐘后，屏蔽門才會(huì)關(guān)閉。因此有的乘客在關(guān)門警鈴響起后，仍試圖沖入列車，卻被夾在列車門與屏蔽門之間。現(xiàn)有的檢測(cè)方式為在站臺(tái)的另一端設(shè)置尾燈，依靠司機(jī)人工確認(rèn)。這種方式在站臺(tái)為直線站臺(tái)時(shí)，效果較佳。當(dāng)站臺(tái)為曲線站臺(tái)的時(shí)候，該方式檢測(cè)效果較差。并且這種方式過于依靠司機(jī)目視，檢測(cè)效果較差。雖然屏蔽門設(shè)置了把手，緊急情況下可以使用該把手打開屏蔽門，但是大部分的乘客不知道該把手的位置，并且在緊急情況下，乘客沒有足夠的反應(yīng)時(shí)間來找到該把手。

由于地鐵客流量大，增加該裝之后，會(huì)導(dǎo)致列車運(yùn)行效率下降。如果增加了這一裝置，那么一旦有乘客在列車車門之前，那么屏蔽門將一直無法關(guān)閉，列車將無法啟動(dòng)。本方案考慮在列車車門與屏蔽門之間增加檢測(cè)裝置，并且該裝置只有在列車車門以及屏蔽門關(guān)閉后，才會(huì)開始檢測(cè)，在列車車門與屏蔽門都開啟的狀態(tài)下，該系統(tǒng)不會(huì)檢測(cè)。以保證列車能夠正常從車站開出。

2設(shè)計(jì)原理

本方案考慮使用傳感器來檢測(cè)地鐵列車車門與屏蔽門之間是否有異物的出現(xiàn)，由于地鐵客流量較大，該檢測(cè)系統(tǒng)在車門與屏蔽門開啟的狀態(tài)下，將不會(huì)檢測(cè)該區(qū)間，在列車車門正在關(guān)閉的過程中，列車車門系統(tǒng)帶有防夾檢測(cè)，當(dāng)車門關(guān)閉的過程中發(fā)現(xiàn)車門之間有異物時(shí)，將會(huì)發(fā)出報(bào)警，但是當(dāng)車門完全關(guān)閉后，該設(shè)備就會(huì)停止工作，此時(shí)我們?cè)O(shè)計(jì)的裝置會(huì)開始檢測(cè)車門與屏蔽門之間是否有異物，如果有異物，將會(huì)通過一定的方式使列車出站信號(hào)設(shè)置為禁止出站，并且在該屏蔽門附近會(huì)發(fā)出報(bào)警，提醒車站的工作人員來排除事故。

該系統(tǒng)的工作流程如圖1。

本方案考慮使用紅外線傳感器來改進(jìn)地鐵屏蔽門系統(tǒng)。在地鐵屏蔽門以及列車車門一端放置紅外線傳感器，另一端設(shè)置發(fā)射裝置。該區(qū)間無乘客被夾的情況下，接收端接收信號(hào)正常，列車可以正常啟動(dòng)。如果該區(qū)域有乘客或乘客的衣物被夾，則接收端的信號(hào)接收將被屏蔽，此時(shí)本裝置會(huì)給列車出站信號(hào)機(jī)發(fā)出禁止出站信號(hào)，并在該屏蔽門處發(fā)出警報(bào)聲，提醒車站工作人員來排查事故。

由于屏蔽門系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)置了防夾擋板，因此對(duì)于紅外傳感檢測(cè)來說，其主要的設(shè)置目的是補(bǔ)足防夾擋板對(duì)于上肢的探測(cè)盲區(qū)。所以在設(shè)置高度上則要高于防夾擋板。結(jié)合乘客身高以及市面上常見的光柵探測(cè)幅度與成本考慮，預(yù)期將紅外發(fā)射裝置設(shè)置在離地1.2m左右的高度，這樣能做到最大程度覆蓋檢測(cè)范圍。基于目前國內(nèi)外主要研究方向，本方案選擇的傳感器是紅外傳感器，選擇這一類傳感器因?yàn)槠涿舾行暂^強(qiáng)，能夠很好的檢測(cè)車門與屏蔽門之間是否空閑。

3創(chuàng)新特色

地鐵交通系統(tǒng)是目前大城市主要公共交通工具之一，其客流量一般較大，在其屏蔽門與列車車門之間，存在一定的安全隱患。本方案使用傳感器對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使其可以檢測(cè)這一區(qū)間是否安全，來確保乘客的安全。相較于目前的研究，同時(shí)，本方案中的系統(tǒng)在列車車門與屏蔽門未關(guān)閉的時(shí)候，不會(huì)檢測(cè)該區(qū)域，只有列車車門與屏蔽門關(guān)閉后，該系統(tǒng)才會(huì)開始工作，這樣在客流高峰期，列車不會(huì)因?yàn)樵摍z測(cè)系統(tǒng)無法正常啟動(dòng)。

屏蔽門與繼電器K1的線圈相連，當(dāng)屏蔽門打開的狀態(tài)下，繼電器K1線圈失電，紅外檢測(cè)系統(tǒng)供電回路斷開，此時(shí)不檢測(cè)屏蔽門與列車門之間是否有異物。當(dāng)屏蔽門關(guān)閉后，繼電器K1線圈勵(lì)磁，K1的常閉觸點(diǎn)閉合，紅外檢測(cè)系統(tǒng)開始檢測(cè)該區(qū)域情況。本文采用該設(shè)計(jì)方法，可以確保地鐵的運(yùn)行秩序，確保的列車運(yùn)行效率的同時(shí)保證乘客的人身安全。4結(jié)束語

本文通過分析現(xiàn)有的地鐵屏蔽門防夾方式，提出了一種基于紅外傳感器的屏蔽門防護(hù)系統(tǒng)。本文希望該系統(tǒng)能更大范圍的使用在軌道交通系統(tǒng)內(nèi)，來改善目前地鐵屏蔽門系統(tǒng)的缺陷，減少由于乘客試圖沖進(jìn)即將出發(fā)的列車時(shí)造成的傷害。同時(shí)可以在保證地鐵系統(tǒng)運(yùn)行秩序的同時(shí)盡可能保證乘客的乘車安全。本文使用的元器件成本均較低，并且實(shí)現(xiàn)較為容易，具有大范圍使用的條件。

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