地鐵司機(jī)輔助觀察燈帶技術(shù)淺析

王承

摘要：地鐵列車與站臺(tái)門間隙輔助觀察燈帶是幫助列車司機(jī)確認(rèn)是否有人員或物品卡夾在停站列車與站臺(tái)門之間的一種光學(xué)輔助安全裝置。因其使用環(huán)境位置比較特殊，即不能影響行車安全，又要保證準(zhǔn)確可靠的觀察效果，在設(shè)計(jì)和安裝上應(yīng)做全面協(xié)調(diào)考量，本文的目的就在于此。

關(guān)鍵詞：站臺(tái)門、間隙、安全裝置

一、背景和意義

站臺(tái)門是新建地鐵車站必建的機(jī)電設(shè)備，用于保障乘客乘車乘車安全和列車行車安全。站臺(tái)門安裝后，站臺(tái)門與列車間隙（以下簡(jiǎn)稱站列間隙）較大，存在夾人夾物的安全隱患。如有乘客或隨身物品卡夾在站列間隙內(nèi)，司機(jī)未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，貿(mào)然動(dòng)車，會(huì)造成財(cái)產(chǎn)受損甚至乘客傷亡事故。

如何消除站列間隙的安全隱患，成為行業(yè)思考解決的問(wèn)題。直接減小站列間隙，使間隙無(wú)法放下乘客和大件物品，徹底消除安全隱患，需將站列間隙縮小至15cm以內(nèi)，與《GB50157-2013地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中行車限界的要求沖突。那么，只能通過(guò)加裝安全輔助措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)間隙內(nèi)的異物，啟動(dòng)防夾程序，消除險(xiǎn)情。常見(jiàn)的輔助措施有：一是在站臺(tái)門滑動(dòng)門下部安裝物理放夾擋板，增加檢測(cè)面積，盡量做到有乘客在間隙位置時(shí)滑動(dòng)門無(wú)法關(guān)閉。因列車門與站臺(tái)門不能完全同步關(guān)閉、乘客違規(guī)強(qiáng)行沖門、車廂太擠乘客被擠出車廂等因素的存在，無(wú)法完全避免乘客被卡夾在間隙中。另一種做法是在滑動(dòng)門處設(shè)置激光、紅外、圖像對(duì)比識(shí)別等電氣檢測(cè)裝置，對(duì)站列間隙安全進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警。但電氣檢測(cè)裝置加裝后，電氣系統(tǒng)的故障點(diǎn)增多，其穩(wěn)定性和可靠度受外部環(huán)境影響較大。

本文提供另一種物理輔助觀察裝置，輔助司機(jī)觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情并采取應(yīng)對(duì)措施。站臺(tái)輔助觀察裝置為高約2米，寬約20mm的LED光帶，加裝在車尾的站臺(tái)門立柱上。司機(jī)發(fā)車前從車頭位置向車尾瞭望，當(dāng)看到完整的LED光帶，表明無(wú)人員和物品遮擋，可正常發(fā)車。

二、技術(shù)需求

司機(jī)輔助觀察燈帶的設(shè)置，需解決以下技術(shù)問(wèn)題：首先光帶安裝位置超出站臺(tái)門設(shè)備限界（即站臺(tái)門滑動(dòng)門外邊緣）才能方便司機(jī)觀察，須分析如何合理解決規(guī)范中各限界值的約束;其次要結(jié)合地鐵照明環(huán)境和規(guī)范要求進(jìn)行光帶選型，結(jié)合地鐵車站照明設(shè)備節(jié)能要求制定取電接電方案;第三為確定安裝方式，充分考慮防撞、絕緣等特性功能設(shè)置，同時(shí)需考慮長(zhǎng)期使用的效果及后期維護(hù)的簡(jiǎn)便。

1、限界與光帶安裝位置

以A型車輛為例，車輛行車限界最大值1642mm，為車輛在彎道、高速以及車輛轉(zhuǎn)向架空氣彈簧損壞等極限條件下計(jì)算得出的車輛外輪廓與軌道中心線的距離。另外，列車在接近站臺(tái)位置時(shí)，基本已進(jìn)入直線導(dǎo)軌且已經(jīng)減速行駛（45km/h），其通過(guò)燈帶安裝位置時(shí)實(shí)際外輪廓到軌道中心線的距離將遠(yuǎn)小于1642mm。據(jù)此判斷燈帶只要不侵入行車限界，將不會(huì)影響行車安全。

因此，燈帶的安裝位置介于站臺(tái)門限界與行車限界之間，并不與列車停站時(shí)開(kāi)啟的車門發(fā)生沖突，即可保證列車行車安全和燈帶的觀察效果。同時(shí)，考慮站臺(tái)門立柱活塞風(fēng)作用下的形變量，預(yù)留8mm的安全空間，即燈帶的安裝區(qū)域定在距離軌道中心線1650mm到1680之間。

2光源選擇

燈帶安裝位置受邊界條件限制，加裝的燈帶必須體積小，寬度不能超過(guò)3cm，所以選用LED光源非常合適。

（1）光源選用

LED燈帶可選用柔性LED燈帶，光源采用進(jìn)口高亮LED貼片燈珠，采用鋁型材外殼，鋁基板，采用防眩光設(shè)計(jì)，不刺眼，具有較好的散熱性能，全部零部件應(yīng)不燃或難燃，參考參數(shù)如下：

額定電壓：DC24V，降低電流減少損耗

光源壽命：10萬(wàn)小時(shí)

維護(hù)系統(tǒng)不小于0.7

功率因素：0.9以上

顯色指數(shù)：Ra≥80

色溫：2500K～4000K，選用暖色光，與車臺(tái)照明區(qū)分，便于司機(jī)觀察

燈具尺寸：燈具外觀尺寸寬度1600mm×小于200mm×100mm，安裝位置高于地面200mm，便于司機(jī)觀察。也可分成2組800mm的燈帶，以便維修時(shí)節(jié)約備件成本。

可適當(dāng)增加光帶燈珠的密度，單顆LED燈珠損壞時(shí)，司機(jī)不會(huì)觀察到，不影響光帶的整體觀察效果。配置LED調(diào)光器，亮度可調(diào)，按司機(jī)最舒適的亮度調(diào)光，考慮光衰補(bǔ)償。

（2）取電布線

燈帶控制箱安裝在站臺(tái)門設(shè)備房?jī)?nèi)，由斷路器，定時(shí)器、24V開(kāi)關(guān)電源、LED調(diào)光器組成。具備電源保護(hù)功能、定時(shí)功能、LED亮度調(diào)節(jié)功能。燈帶取電自雙電源切換箱輸出的單相電源，經(jīng)24V開(kāi)關(guān)電源變?yōu)?4V直流電流，為站臺(tái)司機(jī)觀察燈帶供電。具體示意圖如下：

如后期加裝司機(jī)觀察燈帶，燈帶電源取自站臺(tái)門設(shè)備房或站臺(tái)照明配電室，布線距離較長(zhǎng)，施工不便，可就近在屏蔽門附近的應(yīng)急照明取電，將燈帶控制箱安裝在端門頂箱內(nèi)。不用長(zhǎng)距離布線，方便施工，節(jié)約成本，同時(shí)應(yīng)急照明配有UPS或EPS，受外部電源斷電影響較小。

布線和電源等電氣輔助部件隱蔽安裝，布線可隱蔽在站臺(tái)門頂箱及立柱內(nèi)，在站臺(tái)側(cè)非明顯可見(jiàn)，外露的線纜采用塑料保護(hù)套管做好防護(hù)。

3、安裝方式及防護(hù)設(shè)置

燈帶安裝在站臺(tái)門立柱上，且取電電源與站臺(tái)門供電系統(tǒng)不共地，須做好燈帶與門體的絕緣保護(hù)，燈帶對(duì)站臺(tái)門門體與站臺(tái)的實(shí)測(cè)絕緣值不低于0.5MΩ，避免軌道電流與其他地形成回流，導(dǎo)致打火事故的發(fā)生。

固定支架選用彈性材質(zhì)或具備彈簧結(jié)構(gòu)的柔性機(jī)構(gòu)，以防萬(wàn)一車輛出現(xiàn)異常傾斜時(shí)被燈帶刮擦。支架安裝牢靠，不會(huì)因列車和站臺(tái)門運(yùn)行而抖動(dòng)。燈帶設(shè)置不得影響列車進(jìn)出站和正常開(kāi)關(guān)門及司機(jī)正常上下車。支架和燈帶的設(shè)計(jì)上考慮安裝、調(diào)節(jié)、拆卸和維修簡(jiǎn)單方便，互換性強(qiáng)。

結(jié)束語(yǔ)：

站列間隙涉及乘客乘車安全，運(yùn)用行之有效的手段加以解決，避免安全事故的發(fā)生。本文探討的加裝司機(jī)觀察燈帶，能幫助司機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情并有效應(yīng)對(duì)。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用方便，但輔助觀察燈帶依賴司機(jī)肉眼確認(rèn)，不能滿足列車無(wú)人駕駛模式的要求。相信不遠(yuǎn)的將來(lái)，隨著無(wú)人駕駛革命的推進(jìn)，智能、可靠、穩(wěn)定的防夾裝置會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。

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