地鐵站臺(tái)門安全問題的設(shè)計(jì)優(yōu)化與改進(jìn)方案思考

孫秀芹

（南京市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究院，江蘇 南京 210000）

近年來，隨著科技的發(fā)展，地鐵輕軌成為解決各大城市交通擁擠的重要舉措。人民在享受地鐵為其提供的出行便利，但同時(shí)，實(shí)際使用期間在地鐵站臺(tái)處也發(fā)生了相關(guān)的安全問題，也有對(duì)地鐵安全隱患發(fā)生的相關(guān)事件進(jìn)行的報(bào)道。

1 站臺(tái)門簡介

1．1 站臺(tái)門的系統(tǒng)組成

站臺(tái)門系統(tǒng)是電氣（門機(jī)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、控制與監(jiān)視系統(tǒng)）及機(jī)械(門機(jī)系統(tǒng)、門體結(jié)構(gòu))兩部分組成；其中門機(jī)系統(tǒng)在電氣部分是指驅(qū)動(dòng)部分，機(jī)械部分是指傳動(dòng)部分和鎖緊裝置；電源系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)和控制電源兩個(gè)部分，而控制系統(tǒng)則包含監(jiān)視系統(tǒng)、緊急控制臺(tái)以及站臺(tái)控制臺(tái)等部分；門體結(jié)構(gòu)是控制門的開、關(guān)由端頭門、應(yīng)急門、滑動(dòng)門、司機(jī)門、固定門組成。

1．2 站臺(tái)門的優(yōu)點(diǎn)

站臺(tái)門主要有四大優(yōu)點(diǎn)：（1）提高乘客的安全性，防止各類人物進(jìn)入隧道發(fā)生事故；（2）改善候車環(huán)境，可以使站臺(tái)上乘客與列車之間保持一定安全距離；（3）控制能源消耗，提升站內(nèi)溫度調(diào)節(jié)設(shè)施和廣播的使用效率，站臺(tái)門將人們候車處和軌道隔離起來，使二者處于相對(duì)獨(dú)立的狀態(tài)，由此控制兩個(gè)空間內(nèi)的氣流互換，有效增加了整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的利用效率；（4）有效擴(kuò)展候車范圍，因?yàn)榘惭b站臺(tái)門的系統(tǒng)只需要25～30cm寬度的安全線而沒有安裝站臺(tái)門則為100cm。

2 站臺(tái)門存在的“夾人”問題

地鐵站臺(tái)門應(yīng)有優(yōu)勢(shì)較為顯著，提高地鐵應(yīng)用的安全系數(shù)，站臺(tái)門對(duì)原有的安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)有效規(guī)避，但又會(huì)引起新的安全問題。地鐵工作期間，可能會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)步入隧道的人員，此種情況下，極易引發(fā)地鐵暫停運(yùn)行，甚至出現(xiàn)人員傷亡，其中，站臺(tái)門“夾人”事件尤為突出。

為何增設(shè)站臺(tái)門后，依舊會(huì)出現(xiàn)“夾人”事件呢？根據(jù)相關(guān)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國成年女性及男的平均胸圍厚是0.2及0.215m，而站臺(tái)門和地鐵車輛車門之間存在0.15～0.34m不等的寬度間隙，車站在設(shè)置安全門裝設(shè)尺寸時(shí)，既要關(guān)注站臺(tái)門可能會(huì)出現(xiàn)變形的問題，又需保證最外突出點(diǎn)和地鐵之間保持安全距離。根據(jù)地鐵運(yùn)行期間的實(shí)際情況，一旦站臺(tái)門與地鐵車體表面未能留有安全距離，地鐵在移動(dòng)過程中，形成的流動(dòng)極易導(dǎo)致站臺(tái)門和車體相撞，因而，留有一定的間隙可以提高地鐵運(yùn)行的安全系數(shù)。站臺(tái)的設(shè)計(jì)受到所處地點(diǎn)環(huán)境的限制，鋼軌磨損系數(shù)及具體設(shè)計(jì)會(huì)有所差異，由此對(duì)應(yīng)的間隙也各不相同。一方面，部分乘客不文明乘車，在車門、站臺(tái)門將關(guān)閑時(shí)強(qiáng)行上車；另一方面，在乘車高峰時(shí)段經(jīng)常會(huì)發(fā)生客流擁擠現(xiàn)象，而以上兩種情況下，身材瘦小的成年人和兒童被擠壓在站臺(tái)門和車門之間發(fā)生事故的概率會(huì)大大增加。

圖1 地鐵夾人的時(shí)間軸

3 目前解決方法

針對(duì)車輛及站臺(tái)門的安全距離產(chǎn)生的問題，截至目前，實(shí)踐中有以下幾種方式給予解決。

3．1 物理方式

本方案是基于門體的機(jī)械結(jié)構(gòu)上加裝安全擋板（即在滑動(dòng)門底部設(shè)置傾斜的全覆蓋于站臺(tái)門門檻表面）及橡膠擋板（即在滑動(dòng)門靠近軌道側(cè)邊緣設(shè)置高約0.5m）,原理是通過增加站臺(tái)門障礙物探測的范圍來防止乘客夾于列車與站臺(tái)門之間，缺點(diǎn)是只能阻止站臺(tái)門閉合不能自動(dòng)報(bào)警。

3．2 激光方式

本方案是在站臺(tái)的每一側(cè)各設(shè)一套障礙物激光探測報(bào)警系統(tǒng)，原理是每對(duì)激光探測器包含一臺(tái)發(fā)射及接收機(jī)盒，上探測器盒距地面高度0.25m及下探測器盒距地面0.55m都并列安裝在端門靠軌道側(cè)的立柱上，任何一條激光警戒線被遮斷都可以即時(shí)向控制主機(jī)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

3．3 紅外方式

本方案是車體停穩(wěn)后，借助三套紅外探測裝置對(duì)間隙展開測量，該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)站臺(tái)門與地鐵門關(guān)閉后的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，一旦探測到此間隙空間內(nèi)有超過30厘米的物體，便會(huì)發(fā)動(dòng)警報(bào)，以起到提醒的作用。

3．4 軟燈管方式

本方案是在站臺(tái)尾部的站臺(tái)門立柱外側(cè)加裝軟燈管，司機(jī)只需在車頭位置觀察一下這支燈管發(fā)出的黃色光芒是否完整，就可以判斷站臺(tái)門與車門之間是否有不明物體。目前，該方式廣州地鐵有應(yīng)用，整體應(yīng)用較少。

以上四種方案的原理各有特點(diǎn)，在地鐵上雖都有應(yīng)用但是占據(jù)的份額卻有差異，這四種方案都有其不足。因而，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步對(duì)其展開分析，旨在改良應(yīng)用技術(shù)及設(shè)施。

4 新的方案探索

基于地鐵站臺(tái)門基本框架構(gòu)成和引發(fā)“夾人”事故的因素。筆者現(xiàn)從兩個(gè)方面提出自己思索的幾個(gè)觀點(diǎn)與方案:

4．1 原有基礎(chǔ)上的優(yōu)化

（1）根據(jù)系統(tǒng)的改進(jìn)在中心控制系統(tǒng)加設(shè)圖像監(jiān)控，以更清楚地掌握現(xiàn)場的情況，通過像素較高的攝像裝置對(duì)各站臺(tái)門附近進(jìn)行監(jiān)控。采集的圖像信息會(huì)實(shí)時(shí)傳給駕駛?cè)藛T，以便司機(jī)了解站臺(tái)門處的具體情況。

（2）雖然車內(nèi)及站臺(tái)門上都有緊急按鈕，但是，不同的廠家和不同的項(xiàng)目導(dǎo)致緊急按鈕所在的位置不同，大部分乘客對(duì)這些按鈕是不知道的。根據(jù)此實(shí)際情況可基于相關(guān)規(guī)定擬制站臺(tái)門的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，任何廠家站臺(tái)門均需在特定位置安裝警報(bào)裝置或應(yīng)急裝置，并對(duì)此裝置做好明顯的識(shí)別，在車站入口給予宣傳，當(dāng)有乘客被“夾”時(shí)可方便快速地找到該按鈕按下報(bào)警，有效地防止事故的發(fā)生。例如，在軌道一側(cè)高度合適的位置上安裝警報(bào)裝置，一旦出現(xiàn)“夾人”事故，可及時(shí)報(bào)警，信號(hào)會(huì)同時(shí)發(fā)送至控制中心和對(duì)應(yīng)地鐵的司機(jī)，以免造成更嚴(yán)重的事故。

4．2 新的設(shè)計(jì)理念改進(jìn)

（1）在鐵路列車的各門下設(shè)置踏板，根據(jù)車門的實(shí)際活動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)。此種設(shè)計(jì)可以規(guī)避踏空的問題，地鐵列車尚未有相關(guān)的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

地鐵列車安裝自動(dòng)踏板筆者設(shè)想了兩種方案：一種是改良現(xiàn)有的車體安裝踏板，但建設(shè)的投入量相對(duì)偏高，在施工期間還可能對(duì)車輛本身造成傷害；另一種便是在站臺(tái)裝上踏板，相較而言，此種建設(shè)方式的成本投入相對(duì)較少，且操作更為簡單。自動(dòng)伸縮踏板是借助驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伸縮，同時(shí)，基于控制器的信號(hào)，使得滑動(dòng)門和踏板能同步移動(dòng)，實(shí)際的移動(dòng)范圍可結(jié)合站臺(tái)及車體的實(shí)際情況調(diào)整，確保二者之間的縫隙不大于兩厘米，避免踏空。

（2）加裝傳感裝置于后踏板之下：若傳感裝置收集到踏板上的壓力，一旦數(shù)據(jù)超過“正常值”，相連的回路系統(tǒng)便會(huì)控制門。對(duì)于這個(gè)設(shè)想，目前為止，筆者想到需要解決兩個(gè)關(guān)鍵問題：一是后踏步板壓力傳感器的感應(yīng)距離的范圍，如果控制距離過大，由于站臺(tái)乘客依靠等原因可能會(huì)經(jīng)常發(fā)生誤報(bào)，如果控制距離存在過小可能感應(yīng)不靈敏也可能達(dá)不到安全保護(hù)的目的；還有一個(gè)是壓力的感應(yīng)范圍，如果壓力感應(yīng)控制下限過小，雨雪天由于腳上泥土的粘可能會(huì)經(jīng)常誤報(bào)，如果壓力感應(yīng)控制下限過大，對(duì)于體重較輕者的保護(hù)不利。

（3）加入圖像識(shí)別技術(shù)：5G時(shí)代的到來，使無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)邁向新的階梯，若將此有效應(yīng)用在站臺(tái)門上，會(huì)提高實(shí)時(shí)監(jiān)控的現(xiàn)代化程度；根據(jù)機(jī)器視覺，借助站臺(tái)門的信號(hào)采集設(shè)備可得到此空間的圖像信息，并對(duì)其進(jìn)行處理分析或者基于AR技術(shù)使其能夠運(yùn)用自適應(yīng)算法實(shí)時(shí)處理視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警處置。本方案應(yīng)用新一代信息技術(shù)可構(gòu)建精確的站臺(tái)門防夾系統(tǒng)，基于5G技術(shù)可確保向上傳輸產(chǎn)生正確的動(dòng)作信號(hào)，只是成本相對(duì)較高，能有效避免夾人夾物事故的發(fā)生。

5 結(jié)語

站臺(tái)門是地鐵交通中必不可少的構(gòu)件，其提高此項(xiàng)交通方式運(yùn)行的安全性及環(huán)保性等。一方面，站臺(tái)門系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮設(shè)置防夾檢測、自動(dòng)伸縮踏板、圖像識(shí)別技術(shù)等，完善站臺(tái)門防夾措施；另一方面，需從自身管理和乘客思想意識(shí)方面進(jìn)行探究，引導(dǎo)乘客文明乘車，相信經(jīng)過多方的協(xié)調(diào)配合，可以徹底消除安全風(fēng)險(xiǎn)，為城市居民提供便利安全的生活工作環(huán)境。