地铁客厢门系统障碍物检测的设计及优化

杨彩霞 杨伟

摘要：文中简单介绍了地铁客厢门系统现有的障碍物探测方法，根据既有线路上客厢门系统障碍物探测功能的实际应用情况，分析了传统探测方案的优劣，针对目前探测方案的不足提出了一种红外光幕地铁客厢门保护系统，并进行优化改进探索，为进一步对客厢门系统故障探测方法的研究提供一定指导意义。

关键词：地铁客厢门；障碍物探测；红外光幕

中图分类号：U279.3 文献标识码：A 文章编号：2095—6487（2018）02—0027—02

0引言

目前，地铁已经逐渐成为轨道交通中重要的交通方式，其安全性与可靠性历来是人们关注的焦点。而地铁客厢门安全性作为地铁安全的重要一环，在地铁客厢门禁系统进行设计时，其控制系统往往进行了防夹探测设计，但仍会有检测不到、出现物品过小或者存在检测死角等安全问题的出现，从而无法启动防夹程序，为了更好的解决这一问题，减少安全事故的发生，有必要对地铁客厢门系统的安全性作进一步研究探析。

1传统的障碍物探测方式原理分析

我国现采用的障碍物探测方式，主要是通过比较预期的门速度的电动机电流和测量的电动机的电流进行对比的方式来实现障碍物的检测。如果测量出电动机的电流大于预期的电动机的最大电流，那么门控制单元就会启动防夹程序，以保证乘客的安全。而这个过程中，门控制单元将采用控制电压的方式来调整实际速度曲线，依靠这种方法，门禁控制单元能够将实际速度曲线与理论速度曲线调成正常水平。但若遇到客厢门的速度低于正常预定速度或者客厢门出现突然减速的情况，门控制单元就会发出信号，反向操作电动机实现门的移动。

2传统的障碍物探测方案的实现

如图1所示，传统障碍物探测主要依据以下流程。

为实现上述分析的过程，必须要求在客厢门上安装微处理器，采用监控电机的电流来确定是否激活障碍物检测。在客厢门运行过程中，若出现障碍物，则客厢门会打开指定距离，并在指定位置延时一段时间，然后恢复正常继续关门，若还存有障碍物，客厢门会遵循上述流程循环执行三次，若三次之后，障碍物还没清除，那么客厢门的控制单元就会将门完全打开，直到障碍物清除后手动解锁。

传统障碍物检测凭借可靠性、维护量小等优点一直沿用至今，但传统障碍物检测还是有许多不足之处，总的来说，从以下两个方面进行阐述。

2.1检测精度不够

传统障碍物检测是通过微处理器来检测电机的电流，当实际测量的电机电流大于预定的正常电机电流，那么就会启动障碍物检测，从而门控制单元反转电动机，但是微处理器最小可检测的物品为30x60 m，所以对于较小的障碍物则无法启动障碍物的检测。

2.2障碍物质地较软

障碍物的检测是通过障碍物对客厢门两边的胶条的压力，来判断障碍物是否存在，而对于这一部分进行检测的时候，是利用钢条进行检测，而利用钢条得出的检测结果，就会导致一些质地较软的材料可能无法检测出来，如衣服、头发等。

3优化改进探索分析

3.1红外光幕探测

目前，红外光幕探测可广泛应用在物体外形尺寸、跳远测量、车辆分离、物体体积测量、物流分拣、喷涂、孔洞检测、工业物体定位、单双边纠偏等领域，最小精度可达2.5mm，精度高，性能稳定。

针对地铁客厢门系统传统障碍物检测的以上两方面的不足，文中结合红外光幕原理提出一种红外光幕地铁客厢门保护系统进行优化改进探索。

3.2红外光幕地铁客厢门保护系统原理分析

红外光幕地铁客厢门保护系统由红外发射器与红外接收器组成，分别装在地铁客厢门的两侧。一侧等间距安装有多个红外发射管，另一侧相应的有与之一样数量和排列的红外接收管，每一个红外发射管都有一个相应的红外接收管与之相对应，且装置于同一条直线上。红外发射器可依次发射红外探测光束，红外接收器可依次循环探测这些光束，从而在地铁客厢门平面形成几十至上百束的红外保护光幕。当乘客或物体进出地铁客厢门平面，阻挡了红外光幕扫描过程中的任何一束，光幕控制系统就会探知，并通过信号传输线将结果传送到地铁客厢门保护系统，从而控制电机的转动，使正在关闭的客厢门反转打开，从而起到保护乘客的目的。

红外光幕地铁客厢门保护系统接线示意图见图2。

4结束语

为了提高以地铁为代表的城市轨道交通出行的安全性、可靠性，稳定性，在此次设计中专门针对地铁客厢门安全部分进行分析，提出了红外光幕地铁客厢门保护系统，其优点如下。

红外光幕地铁客厢门保护系统是一种非接触式保护，既能对进出地铁的乘客或物体无撞击，又保护了客厢门不会因为长期冲撞被损坏。

红外光幕地铁客厢门保护系统还能形成闭环保护形式，闭环回路从控制系统到红外发射器途经红外接收器，最后再将探测信号返回控制器，形成一个保护回路。如果该回路内部出现中断，比如红外发射管或接收管损坏，红外光幕也能发出报警。因而红外光幕地鐵客厢门保护系统同时也是一种能实现自我安全的保护装置。