對城市軌道交通站臺(tái)站臺(tái)門與列車間隙安全探測系統(tǒng)的探討

呂長樂

摘? ? 要：軌道交通是城市化發(fā)展的標(biāo)志之一，能滿足人們不斷增長的交通出行需求，運(yùn)行期間如何保證安全性，成為從業(yè)人員的關(guān)注重點(diǎn)。本文首先指出軌道交通站臺(tái)站臺(tái)門的限界，然后介紹了站臺(tái)站臺(tái)門與列車間隙安全探測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝，最后結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：軌道交通;站臺(tái)門;列車間隙;安全;探測系統(tǒng)

1? 前言

城市軌道交通是公共交通系統(tǒng)的重要組成部分，優(yōu)點(diǎn)是速度快、運(yùn)量大、能耗低、舒適性強(qiáng);缺點(diǎn)是運(yùn)維成本高，容易出現(xiàn)安全問題[1]。以乘客落軌事故為例，單純加強(qiáng)管理是不夠的，利用站臺(tái)站臺(tái)門，可以隔離乘客和軌道。但是，站臺(tái)門關(guān)閉后，和列車之間存在一定間隙，一旦人員進(jìn)入該間隙，就可能發(fā)生嚴(yán)重傷亡事故。以下針對站臺(tái)站臺(tái)門與列車間隙安全探測系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

2? 城市軌道交通站臺(tái)站臺(tái)門的限界

依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我國成年人身體的最大厚度約為160mm[2]。站臺(tái)站臺(tái)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(shù)值會(huì)更小。以常見的軌道交通為例，采用直線站臺(tái)、B型列車、塞拉門，站臺(tái)門關(guān)閉后，和列車之間的距離為130mm，見下圖1。然而在實(shí)際施工中，受氣候、環(huán)境、工藝、材料的影響，這一距離可能大于130mm，乘客夾在站臺(tái)門和列車之間的風(fēng)險(xiǎn)加大。對此，采用安全探測系統(tǒng)可以避免發(fā)生意外事故。

3? 站臺(tái)站臺(tái)門與列車間隙安全探測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝

3.1? 系統(tǒng)構(gòu)架

該安全探測系統(tǒng)的核心是光束探測裝置，乘客進(jìn)入站臺(tái)門和列車的間隙時(shí)，具有檢測、預(yù)防功能，系統(tǒng)構(gòu)架如下：①控制主機(jī)。設(shè)置在站臺(tái)端部，可以輸出探測信號(hào)、聯(lián)鎖旁路，對探測信息進(jìn)行存儲(chǔ);也能故障報(bào)警、觸發(fā)啟動(dòng)延時(shí)停止。②光束發(fā)射器。設(shè)置在站臺(tái)門、站臺(tái)邊緣之間，根據(jù)系統(tǒng)劃分的防護(hù)分區(qū)，可以發(fā)射出探測光源。③光束接收器。和光束發(fā)射器的設(shè)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(bào)警、系統(tǒng)故障報(bào)警等，既能聲光顯示、又能發(fā)出警報(bào)。⑤電源系統(tǒng)。為整個(gè)探測系統(tǒng)提供電力資源，和站臺(tái)門的供電回路相連接。

3.2? 系統(tǒng)功能

該安全探測系統(tǒng)的功能如下：①障礙探測。一旦有障礙物阻擋探測光線，此時(shí)光束接收器不能接收到發(fā)射光，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。②旁路功能。探測系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能從安全回路中旁路;如果存在多個(gè)防護(hù)分區(qū)，應(yīng)對單個(gè)、多個(gè)故障防護(hù)分區(qū)的旁路進(jìn)行控制，而其他正常的防護(hù)分區(qū)依然和安全回路連接在一起。③聲光報(bào)警提示，可以顯示系統(tǒng)的運(yùn)行工況，有無報(bào)警信息等。④手動(dòng)、自動(dòng)切換。自動(dòng)模式時(shí)，站臺(tái)門關(guān)閉，探測系統(tǒng)運(yùn)行;手動(dòng)模式時(shí)，不論站臺(tái)門啟閉，探測系統(tǒng)均運(yùn)行。⑤延時(shí)調(diào)節(jié)，設(shè)定參數(shù)后，可以延遲探測時(shí)間。⑥開機(jī)自檢，自動(dòng)記錄故障信息、報(bào)警信息以供查詢，且存儲(chǔ)時(shí)間不低于30天[3]。

3.3? 工作原理

安全探測系統(tǒng)的工作原理是：實(shí)時(shí)監(jiān)測站臺(tái)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(tǒng)發(fā)出警報(bào)，切斷站臺(tái)門的安全回路，此時(shí)列車不能啟動(dòng)運(yùn)行;同時(shí)向司機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警，提示司機(jī)不要發(fā)車。當(dāng)障礙物清除后，此時(shí)報(bào)警停止，站臺(tái)門的安全回路恢復(fù)，此時(shí)列車可以啟動(dòng)運(yùn)行。

3.4? 技術(shù)要求

要想實(shí)現(xiàn)安全探測系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)提出了高要求，具體如下：①監(jiān)測時(shí)，要求能識(shí)別出站臺(tái)門和列車之間的不透明物體，識(shí)別物體的高度、厚度在100mm、30mm以上。②光束發(fā)射器發(fā)出的光束至少3束，并且，直線段安裝位置，應(yīng)安裝位置在站臺(tái)設(shè)備限界以外;曲線段安裝位置，應(yīng)結(jié)合站臺(tái)限界加寬量進(jìn)行相應(yīng)加寬。③光束的發(fā)散角度過大，就可能照射到站臺(tái)門、列車車體上，導(dǎo)致接收器將漫反射誤以為安全探測光源而不報(bào)警。對此，探測光束可以選擇激光、紅外光，前者發(fā)散角度在3以內(nèi)，最大探測距離宜為410m;后者發(fā)散角度在2°以內(nèi)，最大探測距離宜為1200m。④該系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)該滿足機(jī)電設(shè)備的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn);主機(jī)防護(hù)等級(jí)在IP55以上，光束發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的防護(hù)等級(jí)在IP65以上。⑤站臺(tái)、支架的絕緣值在0.5MΩ以上，系統(tǒng)整體的使用壽命在20年以上。

3.5? 安裝要點(diǎn)

第一，安裝前的準(zhǔn)備工作。首先是功能測試，乘客滯留在間隙時(shí)，光束發(fā)射器能發(fā)出警報(bào)信號(hào);處于手動(dòng)模式或自動(dòng)模式時(shí)，裝置可以正常運(yùn)行或切換，且主機(jī)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(bào)警系統(tǒng)的信號(hào)，從誤報(bào)率、漏報(bào)率等指標(biāo)評(píng)估裝置的穩(wěn)定性。最后是模擬列車在不同時(shí)速下進(jìn)站時(shí)，光束發(fā)射器和接收器的位移情況，看是否處于設(shè)計(jì)范圍以內(nèi)。第二，安裝過程中，技術(shù)要點(diǎn)如下：①光束發(fā)射器、接收器，利用支架安裝在固定門、玻璃前外側(cè)的站臺(tái)板上。②控制箱、報(bào)警裝置安裝在站臺(tái)司機(jī)活動(dòng)平臺(tái)的側(cè)面墻上，有利于司機(jī)觀察，且監(jiān)控能看到司機(jī)進(jìn)出車門的畫面。③光速發(fā)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(diào)整[5]。

4? 工程實(shí)例分析

以國內(nèi)某城市的軌道交通為例，安全探測系統(tǒng)以激光探測裝置為核心，主要包括激光發(fā)射機(jī)、激光接收機(jī)、激光探測器、聲光報(bào)警器、電源等;在站臺(tái)出站端、控制室內(nèi)，均安裝了報(bào)警裝置。站臺(tái)內(nèi)沒有列車，此時(shí)站臺(tái)門關(guān)閉，探測系統(tǒng)正常運(yùn)行，接收機(jī)會(huì)接收到發(fā)射機(jī)發(fā)出的激光，形成完整回路。站臺(tái)門和列車之間有障礙物，此時(shí)激光被阻斷，接收機(jī)接收不到信號(hào)，聲光報(bào)警器就會(huì)發(fā)出警報(bào)，列車無法運(yùn)行。當(dāng)障礙物清理之后，警報(bào)停止，司機(jī)會(huì)接收到安全信號(hào)，列車能夠運(yùn)行。

分析認(rèn)為，激光探測裝置的工作優(yōu)點(diǎn)如下：①激光束的發(fā)散角度小，發(fā)散頻率能調(diào)節(jié)，避免光束照射到站臺(tái)門、列車上形成漫反射，提高探測系統(tǒng)的精準(zhǔn)度;②激光束的波長單一，具有較強(qiáng)的抗干擾性，可以避免其他燈光的影響，從而降低誤報(bào)率。③探測系統(tǒng)的環(huán)境、溫度適應(yīng)性良好，在-40℃～70℃之間，可以正常運(yùn)行工作。結(jié)合工程實(shí)踐，該探測系統(tǒng)應(yīng)用期間，沒有發(fā)生乘客落軌事故，有效保證了人員安全。

參考文獻(xiàn)：

[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(tái)站臺(tái)門系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].硅谷，2014（17）：80+89.

[2]楊磊.基于紅外的軌道交通站臺(tái)門安全防護(hù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西南交通大學(xué)，2016.