對城市軌道交通站臺站臺門與列車間隙安全探測系統的探討

呂長樂

摘? ? 要：軌道交通是城市化發展的標志之一，能滿足人們不斷增長的交通出行需求，運行期間如何保證安全性，成為從業人員的關注重點。本文首先指出軌道交通站臺站臺門的限界，然后介紹了站臺站臺門與列車間隙安全探測系統的設計和安裝，最后結合工程實例進行分析，以供參考。

關鍵詞：軌道交通;站臺門;列車間隙;安全;探測系統

1? 前言

城市軌道交通是公共交通系統的重要組成部分，優點是速度快、運量大、能耗低、舒適性強;缺點是運維成本高，容易出現安全問題[1]。以乘客落軌事故為例，單純加強管理是不夠的，利用站臺站臺門，可以隔離乘客和軌道。但是，站臺門關閉后，和列車之間存在一定間隙，一旦人員進入該間隙，就可能發生嚴重傷亡事故。以下針對站臺站臺門與列車間隙安全探測系統的應用進行探討。

2? 城市軌道交通站臺站臺門的限界

依據相關標準，我國成年人身體的最大厚度約為160mm[2]。站臺站臺門和列車之間的間隙如果超過160mm，說明成年人可能夾在兩者中間;如果是未成年人，這一數值會更小。以常見的軌道交通為例，采用直線站臺、B型列車、塞拉門，站臺門關閉后，和列車之間的距離為130mm，見下圖1。然而在實際施工中，受氣候、環境、工藝、材料的影響，這一距離可能大于130mm，乘客夾在站臺門和列車之間的風險加大。對此，采用安全探測系統可以避免發生意外事故。

3? 站臺站臺門與列車間隙安全探測系統的設計和安裝

3.1? 系統構架

該安全探測系統的核心是光束探測裝置，乘客進入站臺門和列車的間隙時，具有檢測、預防功能，系統構架如下：①控制主機。設置在站臺端部，可以輸出探測信號、聯鎖旁路，對探測信息進行存儲;也能故障報警、觸發啟動延時停止。②光束發射器。設置在站臺門、站臺邊緣之間，根據系統劃分的防護分區，可以發射出探測光源。③光束接收器。和光束發射器的設置位置相同，兩者相對安裝，用來接收探測光源。④聲光顯示裝置。針對光束探測信息、旁路報警、系統故障報警等，既能聲光顯示、又能發出警報。⑤電源系統。為整個探測系統提供電力資源，和站臺門的供電回路相連接。

3.2? 系統功能

該安全探測系統的功能如下：①障礙探測。一旦有障礙物阻擋探測光線，此時光束接收器不能接收到發射光，就會發出警報。②旁路功能。探測系統發生故障時，能從安全回路中旁路;如果存在多個防護分區，應對單個、多個故障防護分區的旁路進行控制，而其他正常的防護分區依然和安全回路連接在一起。③聲光報警提示，可以顯示系統的運行工況，有無報警信息等。④手動、自動切換。自動模式時，站臺門關閉，探測系統運行;手動模式時，不論站臺門啟閉，探測系統均運行。⑤延時調節，設定參數后，可以延遲探測時間。⑥開機自檢，自動記錄故障信息、報警信息以供查詢，且存儲時間不低于30天[3]。

3.3? 工作原理

安全探測系統的工作原理是：實時監測站臺門和列車之間的間隙大小，如果有人或物滯留在兩者之間，系統發出警報，切斷站臺門的安全回路，此時列車不能啟動運行;同時向司機發出聲光報警，提示司機不要發車。當障礙物清除后，此時報警停止，站臺門的安全回路恢復，此時列車可以啟動運行。

3.4? 技術要求

要想實現安全探測系統的穩定運行，對系統研發技術提出了高要求，具體如下：①監測時，要求能識別出站臺門和列車之間的不透明物體，識別物體的高度、厚度在100mm、30mm以上。②光束發射器發出的光束至少3束，并且，直線段安裝位置，應安裝位置在站臺設備限界以外;曲線段安裝位置，應結合站臺限界加寬量進行相應加寬。③光束的發散角度過大，就可能照射到站臺門、列車車體上，導致接收器將漫反射誤以為安全探測光源而不報警。對此，探測光束可以選擇激光、紅外光，前者發散角度在3以內，最大探測距離宜為410m;后者發散角度在2°以內，最大探測距離宜為1200m。④該系統的應用，應該滿足機電設備的電磁兼容性標準;主機防護等級在IP55以上，光束發射機和接收機的防護等級在IP65以上。⑤站臺、支架的絕緣值在0.5MΩ以上，系統整體的使用壽命在20年以上。

3.5? 安裝要點

第一，安裝前的準備工作。首先是功能測試，乘客滯留在間隙時，光束發射器能發出警報信號;處于手動模式或自動模式時，裝置可以正常運行或切換，且主機面板指示燈能正常顯示切換。其次是可靠性測試，模擬用戶遮擋光束100次，觀察報警系統的信號，從誤報率、漏報率等指標評估裝置的穩定性。最后是模擬列車在不同時速下進站時，光束發射器和接收器的位移情況，看是否處于設計范圍以內。第二，安裝過程中，技術要點如下：①光束發射器、接收器，利用支架安裝在固定門、玻璃前外側的站臺板上。②控制箱、報警裝置安裝在站臺司機活動平臺的側面墻上，有利于司機觀察，且監控能看到司機進出車門的畫面。③光速發射器、接收器的安裝高度：底部控制在100mm，中部控制在450mm，頂部控制在900mm，且水平位置、高度位置可以調整[5]。

4? 工程實例分析

以國內某城市的軌道交通為例，安全探測系統以激光探測裝置為核心，主要包括激光發射機、激光接收機、激光探測器、聲光報警器、電源等;在站臺出站端、控制室內，均安裝了報警裝置。站臺內沒有列車，此時站臺門關閉，探測系統正常運行，接收機會接收到發射機發出的激光，形成完整回路。站臺門和列車之間有障礙物，此時激光被阻斷，接收機接收不到信號，聲光報警器就會發出警報，列車無法運行。當障礙物清理之后，警報停止，司機會接收到安全信號，列車能夠運行。

分析認為，激光探測裝置的工作優點如下：①激光束的發散角度小，發散頻率能調節，避免光束照射到站臺門、列車上形成漫反射，提高探測系統的精準度;②激光束的波長單一，具有較強的抗干擾性，可以避免其他燈光的影響，從而降低誤報率。③探測系統的環境、溫度適應性良好，在-40℃～70℃之間，可以正常運行工作。結合工程實踐，該探測系統應用期間，沒有發生乘客落軌事故，有效保證了人員安全。

參考文獻：

[1] 李英杰，翟瑞占，王勝滔.激光探測裝置在智能化軌道交通站臺站臺門系統中的應用[J].硅谷，2014（17）：80+89.

[2]楊磊.基于紅外的軌道交通站臺門安全防護的設計與實現[D].西南交通大學，2016.