基于紅外傳感器的地鐵屏蔽門異物檢測方案

陳子瑞　郭仁杰

摘要：當前社會科技不斷發展，地鐵已經成為人們出行的首選交通工具。但是地鐵屏蔽門與列車門之間缺少有效的防夾檢測，為防止乘客被夾，對現有的防夾系統進行分析，針對地鐵屏蔽門的實際情況，提出了基于紅外傳感器的一種防夾檢測系統。有效地保證了乘客乘車安全，提高了列車運行的效率。

[關鍵詞]屏蔽門傳感器異物檢測軌道交通系統.

1研究背景

隨著城市化進程的不斷發展，城市擴張越來越嚴重，在公共交通方式中，雖然地鐵建設條件更為嚴苛、成本更高，地鐵網絡的覆蓋不如公交網絡的全面，但地鐵因其單獨的運行空間帶來的更準時、更快捷、更方便的特點在人們的通勤選擇中占據的比例越來越大。這也導致了現有地鐵的客流量越來越大，尤其到乘車高峰時期，車站嚴重擁擠，如何在這樣擁擠的條件下保證乘客的安全也是現在一直在追尋的研究目標。

如今的站臺運營流程是：列車進站停穩、列車門和屏蔽門依次打開、乘客上下車、發出關門警鈴、列車門和屏蔽門依次關閉、確認列車門與屏蔽門安全閉合無意外情況、列車啟動。由于屏蔽門與列車門關閉不同步，通常情況下，列車門關閉幾秒鐘后，屏蔽門才會關閉。因此有的乘客在關門警鈴響起后，仍試圖沖入列車，卻被夾在列車門與屏蔽門之間。現有的檢測方式為在站臺的另一端設置尾燈，依靠司機人工確認。這種方式在站臺為直線站臺時，效果較佳。當站臺為曲線站臺的時候，該方式檢測效果較差。并且這種方式過于依靠司機目視，檢測效果較差。雖然屏蔽門設置了把手，緊急情況下可以使用該把手打開屏蔽門，但是大部分的乘客不知道該把手的位置，并且在緊急情況下，乘客沒有足夠的反應時間來找到該把手。

由于地鐵客流量大，增加該裝之后，會導致列車運行效率下降。如果增加了這一裝置，那么一旦有乘客在列車車門之前，那么屏蔽門將一直無法關閉，列車將無法啟動。本方案考慮在列車車門與屏蔽門之間增加檢測裝置，并且該裝置只有在列車車門以及屏蔽門關閉后，才會開始檢測，在列車車門與屏蔽門都開啟的狀態下，該系統不會檢測。以保證列車能夠正常從車站開出。

2設計原理

本方案考慮使用傳感器來檢測地鐵列車車門與屏蔽門之間是否有異物的出現，由于地鐵客流量較大，該檢測系統在車門與屏蔽門開啟的狀態下，將不會檢測該區間，在列車車門正在關閉的過程中，列車車門系統帶有防夾檢測，當車門關閉的過程中發現車門之間有異物時，將會發出報警，但是當車門完全關閉后，該設備就會停止工作，此時我們設計的裝置會開始檢測車門與屏蔽門之間是否有異物，如果有異物，將會通過一定的方式使列車出站信號設置為禁止出站，并且在該屏蔽門附近會發出報警，提醒車站的工作人員來排除事故。

該系統的工作流程如圖1。

本方案考慮使用紅外線傳感器來改進地鐵屏蔽門系統。在地鐵屏蔽門以及列車車門一端放置紅外線傳感器，另一端設置發射裝置。該區間無乘客被夾的情況下，接收端接收信號正常，列車可以正常啟動。如果該區域有乘客或乘客的衣物被夾，則接收端的信號接收將被屏蔽，此時本裝置會給列車出站信號機發出禁止出站信號，并在該屏蔽門處發出警報聲，提醒車站工作人員來排查事故。

由于屏蔽門系統已經設置了防夾擋板，因此對于紅外傳感檢測來說，其主要的設置目的是補足防夾擋板對于上肢的探測盲區。所以在設置高度上則要高于防夾擋板。結合乘客身高以及市面上常見的光柵探測幅度與成本考慮，預期將紅外發射裝置設置在離地1.2m左右的高度，這樣能做到最大程度覆蓋檢測范圍。基于目前國內外主要研究方向，本方案選擇的傳感器是紅外傳感器，選擇這一類傳感器因為其敏感性較強，能夠很好的檢測車門與屏蔽門之間是否空閑。

3創新特色

地鐵交通系統是目前大城市主要公共交通工具之一，其客流量一般較大，在其屏蔽門與列車車門之間，存在一定的安全隱患。本方案使用傳感器對這一系統進行改進，使其可以檢測這一區間是否安全，來確保乘客的安全。相較于目前的研究，同時，本方案中的系統在列車車門與屏蔽門未關閉的時候，不會檢測該區域，只有列車車門與屏蔽門關閉后，該系統才會開始工作，這樣在客流高峰期，列車不會因為該檢測系統無法正常啟動。

屏蔽門與繼電器K1的線圈相連，當屏蔽門打開的狀態下，繼電器K1線圈失電，紅外檢測系統供電回路斷開，此時不檢測屏蔽門與列車門之間是否有異物。當屏蔽門關閉后，繼電器K1線圈勵磁，K1的常閉觸點閉合，紅外檢測系統開始檢測該區域情況。本文采用該設計方法，可以確保地鐵的運行秩序，確保的列車運行效率的同時保證乘客的人身安全。4結束語

本文通過分析現有的地鐵屏蔽門防夾方式，提出了一種基于紅外傳感器的屏蔽門防護系統。本文希望該系統能更大范圍的使用在軌道交通系統內，來改善目前地鐵屏蔽門系統的缺陷，減少由于乘客試圖沖進即將出發的列車時造成的傷害。同時可以在保證地鐵系統運行秩序的同時盡可能保證乘客的乘車安全。本文使用的元器件成本均較低，并且實現較為容易，具有大范圍使用的條件。

參考文獻

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