对城市轨道交通站台站台门与列车间隙安全探测系统的探讨

吕长乐

摘    要：轨道交通是城市化发展的标志之一，能满足人们不断增长的交通出行需求，运行期间如何保证安全性，成为从业人员的关注重点。本文首先指出轨道交通站台站台门的限界，然后介绍了站台站台门与列车间隙安全探测系统的设计和安装，最后结合工程实例进行分析，以供参考。

关键词：轨道交通;站台门;列车间隙;安全;探测系统

1  前言

城市轨道交通是公共交通系统的重要组成部分，优点是速度快、运量大、能耗低、舒适性强;缺点是运维成本高，容易出现安全问题[1]。以乘客落轨事故为例，单纯加强管理是不够的，利用站台站台门，可以隔离乘客和轨道。但是，站台门关闭后，和列车之间存在一定间隙，一旦人员进入该间隙，就可能发生严重伤亡事故。以下针对站台站台门与列车间隙安全探测系统的应用进行探讨。

2  城市轨道交通站台站台门的限界

依据相关标准，我国成年人身体的最大厚度约为160mm[2]。站台站台门和列车之间的间隙如果超过160mm，说明成年人可能夹在两者中间;如果是未成年人，这一数值会更小。以常见的轨道交通为例，采用直线站台、B型列车、塞拉门，站台门关闭后，和列车之间的距离为130mm，见下图1。然而在实际施工中，受气候、环境、工艺、材料的影响，这一距离可能大于130mm，乘客夹在站台门和列车之间的风险加大。对此，采用安全探测系统可以避免发生意外事故。

3  站台站台门与列车间隙安全探测系统的设计和安装

3.1  系统构架

该安全探测系统的核心是光束探测装置，乘客进入站台门和列车的间隙时，具有检测、预防功能，系统构架如下：①控制主机。设置在站台端部，可以输出探测信号、联锁旁路，对探测信息进行存储;也能故障报警、触发启动延时停止。②光束发射器。设置在站台门、站台边缘之间，根据系统划分的防护分区，可以发射出探测光源。③光束接收器。和光束发射器的设置位置相同，两者相对安装，用来接收探测光源。④声光显示装置。针对光束探测信息、旁路报警、系统故障报警等，既能声光显示、又能发出警报。⑤电源系统。为整个探测系统提供电力资源，和站台门的供电回路相连接。

3.2  系統功能

该安全探测系统的功能如下：①障碍探测。一旦有障碍物阻挡探测光线，此时光束接收器不能接收到发射光，就会发出警报。②旁路功能。探测系统发生故障时，能从安全回路中旁路;如果存在多个防护分区，应对单个、多个故障防护分区的旁路进行控制，而其他正常的防护分区依然和安全回路连接在一起。③声光报警提示，可以显示系统的运行工况，有无报警信息等。④手动、自动切换。自动模式时，站台门关闭，探测系统运行;手动模式时，不论站台门启闭，探测系统均运行。⑤延时调节，设定参数后，可以延迟探测时间。⑥开机自检，自动记录故障信息、报警信息以供查询，且存储时间不低于30天[3]。

3.3  工作原理

安全探测系统的工作原理是：实时监测站台门和列车之间的间隙大小，如果有人或物滞留在两者之间，系统发出警报，切断站台门的安全回路，此时列车不能启动运行;同时向司机发出声光报警，提示司机不要发车。当障碍物清除后，此时报警停止，站台门的安全回路恢复，此时列车可以启动运行。

3.4  技术要求

要想实现安全探测系统的稳定运行，对系统研发技术提出了高要求，具体如下：①监测时，要求能识别出站台门和列车之间的不透明物体，识别物体的高度、厚度在100mm、30mm以上。②光束发射器发出的光束至少3束，并且，直线段安装位置，应安装位置在站台设备限界以外;曲线段安装位置，应结合站台限界加宽量进行相应加宽。③光束的发散角度过大，就可能照射到站台门、列车车体上，导致接收器将漫反射误以为安全探测光源而不报警。对此，探测光束可以选择激光、红外光，前者发散角度在3以内，最大探测距离宜为410m;后者发散角度在2°以内，最大探测距离宜为1200m。④该系统的应用，应该满足机电设备的电磁兼容性标准;主机防护等级在IP55以上，光束发射机和接收机的防护等级在IP65以上。⑤站台、支架的绝缘值在0.5MΩ以上，系统整体的使用寿命在20年以上。

3.5  安装要点

第一，安装前的准备工作。首先是功能测试，乘客滞留在间隙时，光束发射器能发出警报信号;处于手动模式或自动模式时，装置可以正常运行或切换，且主机面板指示灯能正常显示切换。其次是可靠性测试，模拟用户遮挡光束100次，观察报警系统的信号，从误报率、漏报率等指标评估装置的稳定性。最后是模拟列车在不同时速下进站时，光束发射器和接收器的位移情况，看是否处于设计范围以内。第二，安装过程中，技术要点如下：①光束发射器、接收器，利用支架安装在固定门、玻璃前外侧的站台板上。②控制箱、报警装置安装在站台司机活动平台的侧面墙上，有利于司机观察，且监控能看到司机进出车门的画面。③光速发射器、接收器的安装高度：底部控制在100mm，中部控制在450mm，顶部控制在900mm，且水平位置、高度位置可以调整[5]。

4  工程实例分析

以国内某城市的轨道交通为例，安全探测系统以激光探测装置为核心，主要包括激光发射机、激光接收机、激光探测器、声光报警器、电源等;在站台出站端、控制室内，均安装了报警装置。站台内没有列车，此时站台门关闭，探测系统正常运行，接收机会接收到发射机发出的激光，形成完整回路。站台门和列车之间有障碍物，此时激光被阻断，接收机接收不到信号，声光报警器就会发出警报，列车无法运行。当障碍物清理之后，警报停止，司机会接收到安全信号，列车能够运行。

分析认为，激光探测装置的工作优点如下：①激光束的发散角度小，发散频率能调节，避免光束照射到站台门、列车上形成漫反射，提高探测系统的精准度;②激光束的波长单一，具有较强的抗干扰性，可以避免其他灯光的影响，从而降低误报率。③探测系统的环境、温度适应性良好，在-40℃～70℃之间，可以正常运行工作。结合工程实践，该探测系统应用期间，没有发生乘客落轨事故，有效保证了人员安全。

参考文献：

[1] 李英杰，翟瑞占，王胜滔.激光探测装置在智能化轨道交通站台站台门系统中的应用[J].硅谷，2014（17）：80+89.

[2]杨磊.基于红外的轨道交通站台门安全防护的设计与实现[D].西南交通大学，2016.