地鐵出入口防盜卷簾門遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

唐艷英， 郭 勇

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司， 廣東 廣州 510700）

0 引言

目前地鐵車站出入口均設(shè)置防盜卷簾門， 車站人員通過現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作進(jìn)行卷簾門的升降， 關(guān)站時(shí)還需要人工在全站進(jìn)行巡檢，確認(rèn)無(wú)人滯留后，方可到出入口關(guān)卷簾門，部分車站站內(nèi)空間較大、且出入口離車控室較遠(yuǎn)，人工去到場(chǎng)開關(guān)卷簾門費(fèi)時(shí)費(fèi)力，造成了人力浪費(fèi)。

經(jīng)調(diào)研， 已完成建設(shè)的地鐵站設(shè)計(jì)均未設(shè)置出入口卷簾門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，出入口卷簾門暫未實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升降。

1 設(shè)計(jì)思路

如何設(shè)計(jì)卷簾門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，在保證卷簾門附近環(huán)境安全的前提下，實(shí)現(xiàn)卷簾門的遠(yuǎn)程控制，提升車站開關(guān)站效率，降低人力成本。 在這一背景下，本文提出設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)，在測(cè)距傳感器和視頻分析系統(tǒng)輔助對(duì)環(huán)境進(jìn)行判斷后，由車控室遠(yuǎn)程控制卷簾門開關(guān)，實(shí)現(xiàn)不出車控室遠(yuǎn)程開關(guān)各出入口卷簾門，極大的提升開關(guān)站效率。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)防盜卷簾門半自動(dòng)控制系統(tǒng)[1]，通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將卷簾門電機(jī)上升、下降、停止信號(hào)傳送至已有的車控室BAS 系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)，并在卷簾門上安裝測(cè)距傳感器，當(dāng)檢測(cè)到有物體或人員靠近時(shí)，發(fā)出報(bào)警，當(dāng)有物體或人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)自動(dòng)閉鎖停止卷簾門下降，同時(shí)在開、關(guān)卷簾門時(shí)通過人體檢測(cè)攝像頭監(jiān)視卷簾門附近環(huán)境、避免卷簾門誤傷人，輔助工作人員遠(yuǎn)程操控卷簾門，實(shí)現(xiàn)一鍵開、關(guān)站。

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，見圖1，系統(tǒng)由卷簾門控制模塊、測(cè)距傳感器、語(yǔ)音播放器、BAS 系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)控制；卷簾門控制模塊上升、下降、停止及測(cè)距傳感器信號(hào)點(diǎn)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接入BAS 系 統(tǒng)，BAS 系 統(tǒng)經(jīng)過PLC 邏輯編程處理后， 實(shí)現(xiàn)對(duì)卷簾門遠(yuǎn)程控制， 同時(shí)BAS 將卷簾門上升、下降、 停止及測(cè)距傳感器信號(hào)點(diǎn)傳輸至車控室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)卷簾門的遠(yuǎn)程控制；智能攝像頭數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線將數(shù)據(jù)傳輸至視頻服務(wù)器， 視頻服務(wù)器經(jīng)過特定算法計(jì)算后，將視頻分析結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給車控室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)車站、出入口畫面視及自動(dòng)巡站功能，最終實(shí)現(xiàn)車控室遠(yuǎn)程控制卷簾門升降。

圖1 卷簾門自動(dòng)控制總體框圖

2.1 卷簾門遠(yuǎn)程控制模塊設(shè)計(jì)

如圖2 所示， 本設(shè)計(jì)在原就地防盜卷簾門的電機(jī)按鈕引線圖中的公共端，新增防盜卷簾門就地控制/車控室遠(yuǎn)程控制[2]切換回路，實(shí)現(xiàn)卷簾門就地的遠(yuǎn)程控制切換。

新增防盜卷簾門遠(yuǎn)程I/O 控制箱， 防盜卷簾門車控室遠(yuǎn)程控制回路接入該遠(yuǎn)程I/O 控制箱的遠(yuǎn)程I/O 模塊，箱內(nèi)交換機(jī)將遠(yuǎn)程I/O 模塊接入BAS系統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)，經(jīng)BAS 接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

圖2 卷簾門遠(yuǎn)程控制切換回路

2.2 安全距離檢測(cè)

本項(xiàng)目在卷簾門前、后、下方分別安裝測(cè)距傳感器，檢測(cè)到卷簾門附近150cm（可調(diào)整）有人或物品時(shí)，在綜合監(jiān)控系統(tǒng)彈出報(bào)警信息，提示操作人員有人靠近；當(dāng)檢測(cè)到卷簾門附近50cm（可調(diào)整）有人或物品時(shí)，在綜合監(jiān)控系統(tǒng)彈出報(bào)警信息， 同時(shí)傳感器動(dòng)作控制卷簾門 “停止”上升或下降動(dòng)作，人工通過攝像頭確認(rèn)安全后，點(diǎn)擊繼續(xù)按鈕，卷簾門繼續(xù)上升、下降，直至動(dòng)作完成。

2.3 遠(yuǎn)程軟件控制

BAS 系統(tǒng)采集車控室遠(yuǎn)程控制I/O 點(diǎn)， 通過PLC 將卷簾門按開關(guān)控制流程進(jìn)行編程處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，同時(shí)更新與綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口I/O 點(diǎn)表， 將卷簾門遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)上傳綜合監(jiān)控系統(tǒng)。 綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)組態(tài)聯(lián)動(dòng)界面，設(shè)置卷簾門軟件控制按鈕并與遠(yuǎn)程控制點(diǎn)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)軟件遠(yuǎn)程操控出入口卷簾門。

2.4 視頻分析模塊

綜合監(jiān)控系統(tǒng)已集成視頻分析功能，通過利用集成視頻分析功能，調(diào)取車站各攝像頭視頻進(jìn)行分析檢測(cè)，指定巡檢路徑后，無(wú)需到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)即可準(zhǔn)確完成全站巡檢，減少巡檢人員工作量，巡檢效果見圖3。

巡檢結(jié)束未發(fā)現(xiàn)有人員滯留等異常情況時(shí)[3]，自動(dòng)停留在出入口卷簾門的攝像頭界面，視頻分析功能根據(jù)軟件設(shè)計(jì)邏輯自動(dòng)彈出卷簾門對(duì)應(yīng)攝像頭畫面，同時(shí)彈出“確認(rèn)”操作框，供車站人員判斷卷簾門附近環(huán)境，車站人員確認(rèn)無(wú)異常后，點(diǎn)擊操作框“確認(rèn)”按鈕，執(zhí)行卷簾門動(dòng)作；如自動(dòng)巡站發(fā)現(xiàn)有人員滯留在車站時(shí)， 彈出人員滯留畫面， 同時(shí)發(fā)出報(bào)警，提醒車站人員處理。

圖3 攝像頭巡檢畫面

2.5 廣播模塊

在卷簾門附近增加語(yǔ)音播放器，并將卷簾門開、關(guān)信號(hào)作為播放器的觸發(fā)開關(guān)， 分別觸發(fā)播放器播放不同廣播，提醒乘客注意安全。

3 系統(tǒng)控制原理

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)一鍵開關(guān)各出入口卷簾門， 也可實(shí)現(xiàn)單個(gè)控制各出入口卷簾門，執(zhí)行關(guān)卷簾門指令后，對(duì)應(yīng)出入口卷簾門處自動(dòng)觸發(fā)關(guān)站廣播， 提醒乘客客運(yùn)時(shí)間已結(jié)束，正進(jìn)行關(guān)門操作，請(qǐng)不要進(jìn)站，同時(shí)視頻分析系統(tǒng)按設(shè)置路徑依次自動(dòng)調(diào)用攝像頭視頻進(jìn)行全站巡檢，巡檢無(wú)異常后，畫面自動(dòng)停留在要關(guān)門的攝像頭處，等待人工確認(rèn)安全后， 在綜合監(jiān)控軟件界面點(diǎn)擊確認(rèn)關(guān)門按鈕，卷簾門開始執(zhí)行下降關(guān)門動(dòng)作，過程中由測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是否有人、物接近卷簾門，有人或物接近警戒距離時(shí)實(shí)現(xiàn)軟件報(bào)警提醒，超過安全距離時(shí)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)卷簾門停止下降， 待人工確認(rèn)安全或處理后，在軟件上點(diǎn)擊繼續(xù)關(guān)門按鈕后，卷簾門繼續(xù)下降，完成關(guān)門動(dòng)作。

圖4 卷簾門半自動(dòng)控制流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目已在智慧地鐵示范站投入使用，實(shí)踐證明，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)卷簾門遠(yuǎn)程控制模塊、 測(cè)距傳感器、 語(yǔ)音播放器、智能攝像頭，利用BAS 系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)控制邏輯，視頻分析功能圖像分析處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)站停運(yùn)前全站自動(dòng)視頻巡檢， 實(shí)現(xiàn)車控室遠(yuǎn)程對(duì)出入口防盜卷簾門的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)利用測(cè)距傳感器、攝像頭實(shí)現(xiàn)開關(guān)門過程安全檢測(cè)， 最終實(shí)現(xiàn)車控室遠(yuǎn)程一鍵控制卷簾門安全動(dòng)作，極大的提升了開關(guān)站的效率，也為后續(xù)智慧地鐵設(shè)計(jì)和使用提供實(shí)踐依據(jù)。