地鐵自動扶梯在線監測及預警系統的設計探究

王磊

摘 要：本文首先分析了地鐵自動扶梯使用中的一些常見問題。主要包括梳齒板斷齒和圍裙板與梯級之間的間隙比較大等問題。而后對地鐵自動扶梯在線監測及預警系統的設計要點進行了分析探究。最后地鐵自動扶梯在線監測及預警系統的設計做了總結，希望能為以后的工作提供參考。

關鍵詞：地鐵自動扶梯;在線監測;預警系統;設計探究

1 地鐵自動扶梯使用中的一些常見問題

（1）梳齒板斷齒。梳齒板一般設置在自動扶梯和自動人行道兩端出入口處，與臺階、踏板或自動人行道膠帶相結合。末端被加工成圓角，圓角的形狀應確保臺階、踏板或膠帶之間夾腳的風險最小化。在對一些大型地鐵自動扶梯進行調查時，發現有兩起斷齒和梳板變形的情況，這大大增加了乘客夾腳的風險。近年來，發現梯級卡死事故占60%以上，事故的主要原因是梳板斷齒和梳板保護裝置失效。一旦梳齒板的齒不同程度地斷裂或變形，在梳齒板和臺階的上表面之間將形成2-4毫米的間隙。在這種情況下，很容易夾住柔軟細小的物品，如柔軟寬松的褲子[1]。即使梳齒板保護裝置在異物被夾住后運行且自動扶梯停止運行，但在此期間已經對乘客的腳造成了一些傷害。雖然這類事故發生的概率不高，但一旦發生，后果是非常嚴重的，所以我們必須高度重視，采取措施加以制止。

（2）圍裙板與梯級之間的間隙比較大。自動扶梯運行時，兩側的擋板靜止不動，擋板與梯級之間的間隙過大，容易造成乘客衣服或其他異物卷入，造成一定的人身傷害。扶梯運行一段時間后，由于零件的磨損和疲勞以及外力變形的影響，裙板與臺階的間隙超過規定的間隙標準。一旦乘客的鞋子或異物卡在這個間隙中，來自圍裙板的正壓力將增加，產生的摩擦力也將增加并被拖得更深。這時，被拖進間隙的鞋面與圍裙板之間的接觸面積的增加將對產生的摩擦力形成正反饋，這將增加摩擦力直到鞋面不再被拖進，這將會傷害乘客。雖然所有現有的自動扶梯都裝有裙板防夾裝置，但防夾裝置位于臺階上方25-50毫米處，不能將乘客的腳或其他異物與裙板完全隔離。間隙太大后，乘客在接近時仍可能被擠壓。

2 地鐵自動扶梯在線監測及預警系統的設計要點

（1）監測裝置。地鐵自動扶梯是一個復雜的整體系統，長期運行在持續的大客流和復雜的溫濕度環境下。其傳動部件如梯級鏈和主傳動鏈由于長期的張力和磨損會產生不可逆的伸長。主機中的軸承、齒輪等主要旋轉部件會因磨損和點蝕而失效。在惡劣的工作條件下，主機、變頻器和扶手帶會有不同程度的溫升。長期工作的制動器可能會性能失效，這不僅會影響設備的使用壽命，情況嚴重的話，還會威脅自動扶梯的安全運營。

主機是自動扶梯最重要的驅動部件。主機由電機和減速器組成。長期運營經驗表明，電機主軸軸承、減速器輸出軸軸承和減速器齒輪傳動副是故障頻繁的環節。在發生異常的初始階段，很難直觀地區分這些部件是否好壞，通常只有在運行情況不良后，如斷齒或軸承嚴重磨損時，才會注意到這些部件。另外，旋轉部件如主傳動軸軸承、傳動部件如自動扶梯梯級鏈和主傳動鏈、扶手帶、制動器、自動扶梯桁架、潤滑系統和電氣部件都是故障頻繁的重要部件，用傳統方法難以預測故障。利用智能傳感和多模塊分析技術對上述部件的狀態特征參數進行在線監測和預警，是消除驅動部件安全隱患、保障乘客安全的重要解決方案。圖1為某地鐵自動扶梯鏈條檢測系統圖。

根據自動扶梯關鍵部件的特點，結合長期運行維護過程中總結的經驗，系統通過傳感器和智能分析技術在線監測自動扶梯主機、梯級鏈、主傳動鏈、扶手帶、制動器、桁架、潤滑系統和控制柜的主要特征參數。將自動扶梯關鍵部件的主要特征參數及其對應的自動扶梯代碼信息上傳至車站自動扶梯前端預警系統進行處理。當前端預警系統分析到相應部件的運行狀態信息異常時，系統會自動生成預警信息，并將部件風險預警信息及其對應的扶梯代碼發送到站內預警顯示終端。預警顯示終端將對異常部位進行風險預警或報警，通知車站值班員到現場確認自動扶梯的安全，必要時在確保安全的前提下控制自動扶梯停止運行[2]。同時，前端預警系統會將該自動扶梯的預警信息和運行狀態參數上傳至綜合監控中心，由綜合監控中心系統進行分析處理。圖2為某地鐵預警系統流程圖。

（2）圍裙板防夾裝置。一般來說，在自動的人行道上不需要設置防夾裝置，其對乘客安全的影響幾乎可以忽略不計，在保持平行移動，可以避免自動扶梯出現裂縫的問題。在檢查自動扶梯系統的安全性時，檢查人員應該更加注意防夾裝置，它對整個電梯系統的安全性有著非常重要的影響。在扶梯正常運行過程中，如果乘客的任何部位受到擠壓，肯定會造成嚴重傷害，安全風險較高。因此，有必要定期檢查和維護圍裙板的防夾裝置，以減少其安全隱患。

3 結語

隨著城市的發展和人民生活水平的提高，地鐵自動扶梯將面臨越來越多的挑戰。建立一套地鐵自動扶梯在線監測及預警系統是實現地鐵自動扶梯運營安全、智能、高效的重要措施，也是智能地鐵工程的重要組成部分。過去，為了確保安全，每部自動扶梯都必須有人值守，以確保高峰客流期間的安全。然而，隨著無人值守車站的設計理念和地鐵自動扶梯數量的增加，傳統方式顯然已經不適合時代發展。使用地鐵自動扶梯在線監測系統來監控自動扶梯的狀況，地鐵自動扶梯預警系統進行問題預警，大大降低了人工成本并提高了精確度。

參考文獻：

[1]饒美婉.地鐵設計中的公共交通型重載自動扶梯[J].都市快軌交通，2008（05）：74-78.

[2]何東山，饒美婉，農碧林.地鐵自動扶梯在線監測及預警系統的設計[J].中國電梯，2019，30（21）：12-14.