屏蔽門(mén)激光誤報(bào)警原因分析與解決方案

摘要：為確保行車和旅客人身安全，避免有乘客或大件物品被夾在屏蔽門(mén)與列車車輛之間造成危險(xiǎn)，深圳地鐵環(huán)中線在屏蔽門(mén)與車輛的間隙處設(shè)置障礙物激光探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。為了激光束能正確探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況，需要保證激光探測(cè)器發(fā)射和接收的穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵詞：屏蔽門(mén)；激光；誤報(bào)警；發(fā)射機(jī)；障礙物；激光探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P624 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）01-0075-03

深圳地鐵環(huán)中線屏蔽門(mén)障礙物激光探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)主要用于對(duì)地鐵車輛與屏蔽門(mén)的間隙進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)間隙內(nèi)有障礙物（人體或較大物體）滯留時(shí)實(shí)時(shí)向屏蔽門(mén)控制室發(fā)出報(bào)警，提示暫緩啟動(dòng)列車；障礙物清除時(shí)即可停止報(bào)警允許啟動(dòng)列車，以保證旅客和車輛運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

每側(cè)站臺(tái)各設(shè)一套障礙物激光探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，主要包括：控制主機(jī)、激光探測(cè)器組以及供電和信號(hào)傳輸線路等輔助設(shè)備。其中，每對(duì)激光探測(cè)器包含一臺(tái)發(fā)射機(jī)盒和一臺(tái)接收機(jī)盒，上探測(cè)器盒和下探測(cè)器盒并列安裝在屏蔽門(mén)端門(mén)靠軌道側(cè)的立柱上。兩激光束距地面高度分別為250mm、550mm，任何一條激光警戒線被遮斷時(shí)，該防區(qū)即時(shí)向控制主機(jī)輸出報(bào)警信號(hào)。

1激光誤報(bào)警故障情況

激光探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)在投入使用后車站經(jīng)常發(fā)生聲光報(bào)警，可詳細(xì)檢查探測(cè)區(qū)域卻沒(méi)發(fā)現(xiàn)有障礙物或人員存在。多次出現(xiàn)的誤報(bào)警現(xiàn)象，探測(cè)情況跟現(xiàn)場(chǎng)情況不一致，防護(hù)功能失效。錯(cuò)誤的聲光報(bào)警給車站人員一個(gè)錯(cuò)誤的信息，不但增加了較多不必要的工作量，還影響了地鐵列車的運(yùn)行質(zhì)量。

2激光誤報(bào)警故障原因分析

經(jīng)過(guò)模擬測(cè)試，激光系統(tǒng)電氣線路傳輸信號(hào)正常。控制主機(jī)內(nèi)部元器件完好，能正確顯示外部輸入的狀態(tài)。防護(hù)區(qū)中區(qū)間的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)安裝在地表面上，激光探測(cè)穩(wěn)定無(wú)偏差。誤報(bào)警時(shí)，安裝在端門(mén)立柱上的接收機(jī)的微小偏移不影響接收效果，而發(fā)射機(jī)上下兩束激光出現(xiàn)不確定的上下偏移，經(jīng)過(guò)一個(gè)站臺(tái)的傳輸量放大即會(huì)影響到接收機(jī)的接收。通過(guò)發(fā)射機(jī)內(nèi)部調(diào)整螺絲調(diào)正后誤報(bào)警消除，可經(jīng)過(guò)一兩天時(shí)間，光束又有偏移。因此，可判斷誤報(bào)警原因?yàn)榘l(fā)射機(jī)安裝固定方式不夠穩(wěn)定。

屏蔽門(mén)作為活動(dòng)機(jī)構(gòu)，其安裝穩(wěn)定性和門(mén)加工間隙有自身的標(biāo)準(zhǔn)和要求，且會(huì)受到地鐵隧道風(fēng)壓和列車振動(dòng)的影響，安裝到屏蔽門(mén)端柱上的發(fā)射機(jī)方向穩(wěn)定性即會(huì)受到屏蔽門(mén)穩(wěn)定程度的影響。屏蔽門(mén)絕緣測(cè)試或其他檢修作業(yè)時(shí)，端柱的調(diào)整松動(dòng)，以至于少數(shù)時(shí)候拆動(dòng)激光發(fā)射機(jī)，由此會(huì)影響激光發(fā)射機(jī)的偏移，導(dǎo)致經(jīng)常增加重復(fù)維護(hù)調(diào)試工作量。

因此，現(xiàn)有發(fā)射機(jī)安裝到屏蔽門(mén)端柱上是引起誤報(bào)警的主要原因。

3激光誤報(bào)警解決方案

根據(jù)激光產(chǎn)品的多年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合上海地鐵和杭州地鐵等其他單位激光防護(hù)使用情況證實(shí)，激光束的發(fā)散角小、適于遠(yuǎn)距離傳輸、維護(hù)工作量少等優(yōu)越性得以充分發(fā)揮的關(guān)鍵要素除設(shè)備性能外，就是安裝基礎(chǔ)的可靠性和穩(wěn)定性。2011年7月以來(lái)，對(duì)深圳地鐵環(huán)中線安裝在屏蔽門(mén)邊緣的地面上的區(qū)間發(fā)射機(jī)進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，各區(qū)間單設(shè)立柱的發(fā)射機(jī)光束方向都顯示穩(wěn)定，說(shuō)明地面單設(shè)立柱具有較好的穩(wěn)定性和可靠性。安裝到屏蔽門(mén)端柱上的發(fā)射機(jī)則容易受屏蔽門(mén)端柱穩(wěn)定性的影響產(chǎn)生偏移，從而產(chǎn)生誤報(bào)警現(xiàn)象。

由于不能阻礙列車司機(jī)上下車，且屏蔽門(mén)端門(mén)處地面有凹槽，不容易固定，故選取離端門(mén)1m、離站臺(tái)邊緣0.15m處的地面進(jìn)行車尾端發(fā)射機(jī)盒落地安裝。激光發(fā)射機(jī)單設(shè)立柱直接安裝到站臺(tái)地面，可減少激光裝置受振動(dòng)影響，有利于長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。

3.1在車尾安裝發(fā)射機(jī)的可行性

車頭接收機(jī)盒的微小偏移不會(huì)誤報(bào)探測(cè)故障，可繼續(xù)留在端門(mén)立柱上不需改動(dòng)，只需要進(jìn)行車尾地面就近安裝發(fā)射機(jī)。單設(shè)立柱不會(huì)發(fā)生列車侵界，又不會(huì)影響行車人員活動(dòng)。立柱的形狀加工成L型結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)可采用化學(xué)錨栓將地板的地面固定到地面上，立面固定發(fā)射機(jī)，高度和孔位與原尺寸相同。固定好地板后可直接和方便地移設(shè)，須重新調(diào)試，但工作量增加不太大。

3.2L型結(jié)構(gòu)鐵支架的加工與緊固

在列車運(yùn)行過(guò)程中，屏蔽門(mén)門(mén)體與軌道等電位連接，約有90V的對(duì)地電壓。為避免司機(jī)或其他車站人員觸電，在車尾端地面同樣設(shè)置有環(huán)氧樹(shù)脂絕緣層。在安裝地腳固定螺桿時(shí)需要考慮增加絕緣裝置。針對(duì)支架與車站地面的絕緣，分別使用絕緣管和結(jié)緣墊圈與固定螺桿及螺母間隙配合來(lái)處理，并且在間隙中加注植筋膠。

要確保有足夠的牢固性，使支架與地面有較大接觸面并采用4個(gè)相距不少于120mm的螺絲進(jìn)行緊固。在立面，支架需要有足夠的剛度和強(qiáng)度。塑料強(qiáng)度不夠且容易老化，不可?。徊讳P鋼成本太高，也不可取；普通鑄鐵焊接性能良好容易焊接成L型，表面噴漆防銹即可達(dá)到使用要求。

安裝地面表層是較脆的瓷磚層，次層是較軟的絕緣層，底層才是較硬的混凝土。上面兩層材質(zhì)容易造成固定螺桿孔的較大誤差，因此固定螺桿必須深入到混凝土層約20mm處。固定螺桿總長(zhǎng)110～120mm，直徑不少于M10。

3.4激光探測(cè)調(diào)試

不能影響白天地鐵的正常運(yùn)營(yíng)，只能利用晚上地鐵停運(yùn)后的屏蔽門(mén)作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行激光安裝調(diào)試工作。安裝支架后，加長(zhǎng)發(fā)射機(jī)信號(hào)連接線使其能裝在支架立面上。發(fā)射盒與車站頭端接收盒直線對(duì)應(yīng)后，用扎帶緊固發(fā)射機(jī)。調(diào)節(jié)水平和垂直方向調(diào)整螺絲，使兩束激光束準(zhǔn)確落到接收盒上。當(dāng)屏蔽門(mén)門(mén)關(guān)閉時(shí)，在屏蔽門(mén)與車輛的間隙處放置滯留物體遮擋激光束，觀察控制主機(jī)是否發(fā)出聲光報(bào)警。如果沒(méi)有，則檢查通電情況、激光頭是否有灰層、控制柜的安全回路等。通過(guò)調(diào)整控制柜線路保證清除障礙物時(shí)，可停止報(bào)警。

4整改效果

經(jīng)過(guò)整改后，激光光束發(fā)射穩(wěn)定，激光光束偏移造成的誤報(bào)警現(xiàn)象已基本消除。偶爾發(fā)生的誤報(bào)警大多數(shù)是后期人為碰撞或發(fā)射頭有灰層所致。激光探測(cè)系統(tǒng)能真實(shí)有效地探測(cè)屏蔽門(mén)與列車間隙的障礙物情況。

5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析激光誤報(bào)警故障的原因，在不影響地鐵站臺(tái)其他設(shè)備功能的前提下，避免對(duì)列車的侵界，克服安裝支架對(duì)地面的絕緣問(wèn)題，對(duì)發(fā)射機(jī)的緊固方式進(jìn)行改造，從而保證了激光探測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性，使列車運(yùn)行和人身安全的監(jiān)控真實(shí)可靠，提高了地鐵運(yùn)營(yíng)安全系數(shù)。

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作者簡(jiǎn)介：黎競(jìng)（1985-），男，廣東高州人，深圳市地鐵集團(tuán)有限公司助理工程師，研究方向：機(jī)械工程及自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：周瓊）