摘要:廣州地鐵尚無(wú)使用激光探測(cè)裝置防止屏蔽門(mén)與列車(chē)間隙夾人的經(jīng)驗(yàn),文章就激光探測(cè)項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容提出探測(cè)裝置安裝方案,并對(duì)該方案的幾個(gè)注意事項(xiàng)進(jìn)行探討,確保在不影響地鐵正常運(yùn)營(yíng)的前提下獲取準(zhǔn)確的測(cè)試數(shù)據(jù),為該項(xiàng)目作進(jìn)一步的研究做準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞:廣州地鐵;屏蔽門(mén);激光探測(cè);安全防護(hù);工程施工計(jì)劃

中圖分類(lèi)號(hào):U231

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-2374(2009)19-0046-02

一、項(xiàng)目概況

為了確保行車(chē)安全,地鐵屏蔽門(mén)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須滿足地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于設(shè)備設(shè)計(jì)和安裝不能超出限界的要求。因此,關(guān)閉后的屏蔽門(mén)與關(guān)閉后的車(chē)門(mén)之間必定存在250mm左右(曲線站臺(tái)300mm左右)的間隙,該間隙可以容下瘦小者或孩童,當(dāng)屏蔽門(mén)和車(chē)門(mén)關(guān)閉后如果有人進(jìn)入該間隙,列車(chē)和信號(hào)不能察覺(jué)并繼續(xù)啟動(dòng)行車(chē)時(shí)必定出現(xiàn)重大傷人事故。

目前,國(guó)內(nèi)地鐵對(duì)屏蔽門(mén)與列車(chē)門(mén)之間的間隙安全處理,采用了屏蔽門(mén)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置,即障礙物探測(cè)功能,該功能對(duì)乘客進(jìn)入該間隙有較強(qiáng)的預(yù)防功能,但沒(méi)有進(jìn)一步的措施和研究。國(guó)際上有采用紅外線探測(cè)技術(shù)進(jìn)一步解決間隙安全問(wèn)題,主要有日本地鐵半高安全門(mén)、香港地鐵迪斯尼線的半高安全門(mén)、新加坡地鐵等少量應(yīng)用,未能夠推廣使用,其可靠性及是否適合國(guó)內(nèi)國(guó)情有待研究。

因此,通過(guò)激光探測(cè)項(xiàng)目的研制開(kāi)發(fā),可以獲得對(duì)屏蔽門(mén)與列車(chē)門(mén)間隙安全處理的措施,并預(yù)防和防止由于列車(chē)和屏蔽門(mén)之間間隙產(chǎn)生的夾人危險(xiǎn)事故的發(fā)生,確保行車(chē)安全,為國(guó)家規(guī)范屏蔽門(mén)技術(shù)的安全應(yīng)用提供良好素材和依據(jù)。

二、研究?jī)?nèi)容

激光探測(cè)裝置在解決地鐵屏蔽門(mén)與列車(chē)之間間隙安全措施方面在廣州地鐵中并沒(méi)有應(yīng)用先例,研究?jī)?nèi)容如下:

(一)激光探測(cè)裝置功能測(cè)試

激光探測(cè)裝置能夠在乘客滯留間隙時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警;系統(tǒng)在自動(dòng)模式或者手動(dòng)模式時(shí),裝置能可靠工作和快速切換;裝置的主機(jī)面板指示燈狀態(tài)能夠保證正確顯示和切換。

(二)激光探測(cè)裝置可靠性測(cè)試

通過(guò)頻繁的上下旅客遮擋探測(cè)裝置,結(jié)合行車(chē)記錄、站臺(tái)攝像機(jī)與屏蔽門(mén)防夾人激光探測(cè)裝置的報(bào)警主機(jī)中的報(bào)警信息進(jìn)行分析,對(duì)屏蔽門(mén)防夾人激光探測(cè)裝置的穩(wěn)定性、可靠性進(jìn)行研究:

1.漏報(bào)率測(cè)試:模仿乘客完全遮擋激光100次,裝置有效報(bào)警a次;其中,漏報(bào)率為(100-a)/100。

2.誤報(bào)率測(cè)試:模仿乘客完全遮擋激光,當(dāng)裝置報(bào)警100次時(shí),其中b次為乘客遮擋引發(fā);誤報(bào)率為(100-b)/100。

3.可靠性測(cè)試:在直線站選擇一側(cè)站臺(tái)安裝屏蔽門(mén)防夾人激光探測(cè)裝置,但其設(shè)備的啟動(dòng)與正常屏蔽門(mén)防夾人激光探測(cè)裝置相反,采用屏蔽門(mén)打開(kāi)時(shí),探測(cè)裝置就進(jìn)入工作檢測(cè)狀態(tài);屏蔽門(mén)進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)時(shí),探測(cè)裝置就立即停止工作,等待屏蔽門(mén)下次開(kāi)啟。

(三)限界研究

在夜間地鐵運(yùn)營(yíng)停運(yùn)后進(jìn)行,對(duì)不同型號(hào)車(chē)輛及以不同速度要求進(jìn)行過(guò)站測(cè)試。測(cè)量激光探測(cè)裝置安裝限界,并與車(chē)輛限界和設(shè)備限界作對(duì)比分析。

1.最佳安裝位置和高度研究。乘客分析:對(duì)于1.1米以下乘客,應(yīng)有成人監(jiān)護(hù),不在本研究范圍;隨機(jī)抽樣統(tǒng)計(jì)100名旅客,按1.1米以下作為樣本一、1.1米至1.5米作為樣本二、1.5米以上作為樣本三,三個(gè)樣本群分別統(tǒng)計(jì)數(shù)量;并測(cè)量樣本二的平均胸部、臀部、膝蓋高度和樣本三的平均臀部、膝蓋高度;以上高度值作為激光安裝高度的理論備選值。

2.最佳安裝高度研究。選擇一個(gè)直線站臺(tái)/曲線站臺(tái)和最不利車(chē)型(屏蔽門(mén)和列車(chē)間隙最大),在有車(chē)條件下,模擬旅客滯留間隙,通過(guò)調(diào)整激光的安裝高度(在上述理論備選值之間調(diào)整),根據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果,確定最佳安裝高度。

3.最佳安裝位置研究(激光束距離線路中心):激光束高度值按上述方法確定的最佳安裝高度,通過(guò)調(diào)整激光的安裝位置(調(diào)整激光束距離線路中心的距離),根據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果,確定最佳安裝位置。

科學(xué)應(yīng)用及穩(wěn)定性和可靠性研究是該項(xiàng)目研究的難點(diǎn),裝置的抗干擾能力及是否滿足限界要求是研究的重點(diǎn)。解決上述問(wèn)題有利于提高整體運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性和可靠性,對(duì)如何預(yù)防人員進(jìn)入屏蔽門(mén)與列車(chē)門(mén)之間間隙及當(dāng)有人進(jìn)入屏蔽門(mén)與列車(chē)門(mén)之間間隙,如何進(jìn)一步防止安全事故發(fā)生,達(dá)到保障地鐵運(yùn)輸中人身安全的目的具有重大意義。

三、安裝方案

(一)設(shè)備布設(shè)

1.控制主機(jī)布設(shè)。控制主機(jī)布設(shè)在測(cè)試站臺(tái)屏蔽門(mén)端門(mén)的立柱上,方便列車(chē)司機(jī)對(duì)查看數(shù)據(jù)并對(duì)主機(jī)及時(shí)進(jìn)行操作。電源通過(guò)就地配電箱進(jìn)行供電。

2.直線站布設(shè)。每個(gè)站臺(tái)為一個(gè)防區(qū),設(shè)置3對(duì)激光器,激光束距地距離分別為300mm、600mm、900mm;三對(duì)激光探測(cè)器遠(yuǎn)離屏蔽門(mén)方向最外側(cè)距離軌道中心分別為1510mm、1525mm、1535mm(若要求探測(cè)到更小障礙物,需增加光束,同時(shí)減小光束間距)。安裝距離以最終現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)尺寸為準(zhǔn)。具體布設(shè)如圖1所示(其中RX為激光接收機(jī),TX為激光發(fā)射機(jī)):

3.曲線站布設(shè)。激光束距地距離及激光探測(cè)器遠(yuǎn)離軌道中心距離與直線站臺(tái)布設(shè)相同,一側(cè)站臺(tái)安裝三到四組接收機(jī)和發(fā)射機(jī)形成弧線,具體布設(shè)如圖2所示(其中RX為激光接收機(jī),TX為激光發(fā)射機(jī)):

(二)工程施工計(jì)劃(每一側(cè)站臺(tái))

工程施工計(jì)劃見(jiàn)表1:

(三)施工過(guò)程

1.現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)交底,現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)準(zhǔn)備:防護(hù)欄及防護(hù)罩等。

2.對(duì)將要安裝的激光安全防護(hù)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn),車(chē)站清點(diǎn)。

3.安裝流程:將電源用拖把引到施工地→測(cè)量軌道安全距離→定位激光裝置的支架的位置→打膨脹螺栓→固定并調(diào)整→鍍鋅管穿線→布鍍鋅→安裝空開(kāi)→安裝報(bào)警裝置→安裝主機(jī)→安裝激光頭→接線→現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試→用戶驗(yàn)收→設(shè)備投入使用。

在安裝時(shí),要注意布線合理、牢固、整齊、美觀。

四、注意事項(xiàng)

由于該項(xiàng)目還處于試驗(yàn)階段,試裝點(diǎn)需選擇在已投入運(yùn)營(yíng)的地鐵線路中才能進(jìn)行測(cè)試,因此整個(gè)安裝、調(diào)試及測(cè)試過(guò)程都需要考慮到各種因素,針對(duì)上述的施工方案,這里主要討論以下幾點(diǎn):

(一)確保地鐵正常運(yùn)營(yíng)

為了不影響地鐵的正常運(yùn)營(yíng),在測(cè)試期間激光探測(cè)裝置不接入屏蔽門(mén)安全回路,如果屏蔽門(mén)防夾人激光探測(cè)裝置自身出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),也不會(huì)對(duì)屏蔽門(mén)系統(tǒng)造成影響。同時(shí),激光探測(cè)裝置的安裝不影響屏蔽門(mén)門(mén)體結(jié)構(gòu)(如絕緣特性、抗拉強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、彈性模量等)原有的技術(shù)要求。為了不影響到乘客,裝置具備手動(dòng)清除誤報(bào)警功能。在發(fā)生誤報(bào)警時(shí),司機(jī)可以手動(dòng)清除誤報(bào)警。

(二)確保主機(jī)正常被觸發(fā)

本項(xiàng)目原計(jì)劃是由屏蔽門(mén)控制系統(tǒng)(或門(mén)磁開(kāi)關(guān)閉合)發(fā)出信號(hào)以觸發(fā)主機(jī),主機(jī)立刻控制探測(cè)器組進(jìn)入定時(shí)監(jiān)視狀態(tài)。但基于特殊情況下列車(chē)在接收不到屏蔽門(mén)的關(guān)門(mén)鎖緊信號(hào)時(shí),列車(chē)會(huì)以手動(dòng)模式出站,即在該情況下,信號(hào)無(wú)法出發(fā)主機(jī)進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)。如果在各個(gè)滑動(dòng)門(mén)上安裝獨(dú)立的開(kāi)門(mén)探測(cè)裝置,則存在探測(cè)裝置損壞甚至掉落的可能,從而影響激光探測(cè)的結(jié)果。為了保證每次列車(chē)到站后,主機(jī)能夠隨列車(chē)門(mén)的打開(kāi)能夠被觸發(fā),在測(cè)試期間,暫不讀取屏蔽門(mén)信號(hào),改為通過(guò)司機(jī)手動(dòng)按鈕觸發(fā)主機(jī)。如果司機(jī)沒(méi)有按手動(dòng)按鈕,激光探測(cè)裝置不進(jìn)入探測(cè)狀態(tài)。

(三)保證數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性

由于廣州地鐵在運(yùn)營(yíng)的線路中1號(hào)、2號(hào)線已經(jīng)加裝防夾板,防夾板遮擋了激光探測(cè)裝置300mm、600mm激光光束,雖然4號(hào)線安裝了防站斜面,但是防站斜面的高度沒(méi)有超過(guò)300mm,而3號(hào)線沒(méi)加裝防夾板,因此為了保證激光探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,項(xiàng)目將在3號(hào)、4號(hào)線進(jìn)行測(cè)試。

(四)試裝站點(diǎn)的選擇

選取的地鐵站點(diǎn)應(yīng)該盡量多地反應(yīng)出各種不同的情況,同時(shí)可以提供人為測(cè)試的場(chǎng)地,如選擇一個(gè)曲線站臺(tái)進(jìn)行激光光束的曲線測(cè)量;選擇一個(gè)地面站臺(tái)對(duì)設(shè)備受外界環(huán)境的影響情況進(jìn)行測(cè)量;選擇人流密集的站臺(tái),通過(guò)頻繁的上下旅客遮擋對(duì)激光探測(cè)裝置的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)量;選擇人流稀疏的站臺(tái)使用三種樣本模擬各種情況,對(duì)裝置的可靠性進(jìn)行測(cè)量。

五、結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目正處于安裝階段,計(jì)劃對(duì)五側(cè)站臺(tái)進(jìn)行安裝測(cè)試。由于列車(chē)側(cè)面與屏蔽門(mén)間隙在不同高度處間距并不完全相同,裝置采用可調(diào)式結(jié)構(gòu),使得激光束與屏蔽門(mén)的水平間距可以區(qū)別設(shè)置。本次安裝過(guò)程分兩期進(jìn)行,先安裝三側(cè)(兩側(cè)直線,一側(cè)曲線),根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,使其布設(shè)更加合理有效,再進(jìn)行后兩側(cè)的安裝。在安裝及測(cè)試的過(guò)程中,需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)的管理,保證不影響地鐵運(yùn)營(yíng)。同時(shí),需要確保列車(chē)師機(jī)能夠按照要求觸發(fā)激光探測(cè)裝置,保證所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1]鄂加強(qiáng).智能故障診斷及其應(yīng)用[M].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)出版社,2006.

[2]曲立東.城軌交通環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較[J].都市快軌交通,2006,19(3).

[3]張琨,趙加建.安全防護(hù)裝置在屏蔽門(mén)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].城市軌道交通研究,2009,(1).

作者簡(jiǎn)介:黎卓虹(1982-),廣州地鐵總公司建設(shè)事業(yè)總部屏蔽門(mén)項(xiàng)目部工程師,碩士,研究方向:地鐵屏蔽門(mén)裝置。