地铁司机辅助观察灯带技术浅析

王承

摘要：地铁列车与站台门间隙辅助观察灯带是帮助列车司机确认是否有人员或物品卡夹在停站列车与站台门之间的一种光学辅助安全装置。因其使用环境位置比较特殊，即不能影响行车安全，又要保证准确可靠的观察效果，在设计和安装上应做全面协调考量，本文的目的就在于此。

关键词：站台门、间隙、安全装置

一、背景和意义

站台门是新建地铁车站必建的机电设备，用于保障乘客乘车乘车安全和列车行车安全。站台门安装后，站台门与列车间隙（以下简称站列间隙）较大，存在夹人夹物的安全隐患。如有乘客或随身物品卡夹在站列间隙内，司机未能及时发现，贸然动车，会造成财产受损甚至乘客伤亡事故。

如何消除站列间隙的安全隐患，成为行业思考解决的问题。直接减小站列间隙，使间隙无法放下乘客和大件物品，彻底消除安全隐患，需将站列间隙缩小至15cm以内，与《GB50157-2013地铁设计规范》中行车限界的要求冲突。那么，只能通过加装安全辅助措施，及时发现间隙内的异物，启动防夹程序，消除险情。常见的辅助措施有：一是在站台门滑动门下部安装物理放夹挡板，增加检测面积，尽量做到有乘客在间隙位置时滑动门无法关闭。因列车门与站台门不能完全同步关闭、乘客违规强行冲门、车厢太挤乘客被挤出车厢等因素的存在，无法完全避免乘客被卡夹在间隙中。另一种做法是在滑动门处设置激光、红外、图像对比识别等电气检测装置，对站列间隙安全进行安全监测和预警。但电气检测装置加装后，电气系统的故障点增多，其稳定性和可靠度受外部环境影响较大。

本文提供另一种物理辅助观察装置，辅助司机观测，及时发现险情并采取应对措施。站台辅助观察装置为高约2米，宽约20mm的LED光带，加装在车尾的站台门立柱上。司机发车前从车头位置向车尾瞭望，当看到完整的LED光带，表明无人员和物品遮挡，可正常发车。

二、技术需求

司机辅助观察灯带的设置，需解决以下技术问题：首先光带安装位置超出站台门设备限界（即站台门滑动门外边缘）才能方便司机观察，须分析如何合理解决规范中各限界值的约束;其次要结合地铁照明环境和规范要求进行光带选型，结合地铁车站照明设备节能要求制定取电接电方案;第三为确定安装方式，充分考虑防撞、绝缘等特性功能设置，同时需考虑长期使用的效果及后期维护的简便。

1、限界与光带安装位置

以A型车辆为例，车辆行车限界最大值1642mm，为车辆在弯道、高速以及车辆转向架空气弹簧损坏等极限条件下计算得出的车辆外轮廓与轨道中心线的距离。另外，列车在接近站台位置时，基本已进入直线导轨且已经减速行驶（45km/h），其通过灯带安装位置时实际外轮廓到轨道中心线的距离将远小于1642mm。据此判断灯带只要不侵入行车限界，将不会影响行车安全。

因此，灯带的安装位置介于站台门限界与行车限界之间，并不与列车停站时开启的车门发生冲突，即可保证列车行车安全和灯带的观察效果。同时，考虑站台门立柱活塞风作用下的形变量，预留8mm的安全空间，即灯带的安装区域定在距离轨道中心线1650mm到1680之间。

2光源选择

灯带安装位置受边界条件限制，加装的灯带必须体积小，宽度不能超过3cm，所以选用LED光源非常合适。

（1）光源选用

LED灯带可选用柔性LED灯带，光源采用进口高亮LED贴片灯珠，采用铝型材外壳，铝基板，采用防眩光设计，不刺眼，具有较好的散热性能，全部零部件应不燃或难燃，参考参数如下：

额定电压：DC24V，降低电流减少损耗

光源寿命：10万小时

维护系统不小于0.7

功率因素：0.9以上

显色指数：Ra≥80

色温：2500K～4000K，选用暖色光，与车台照明区分，便于司机观察

灯具尺寸：灯具外观尺寸宽度1600mm×小于200mm×100mm，安装位置高于地面200mm，便于司机观察。也可分成2组800mm的灯带，以便维修时节约备件成本。

可适当增加光带灯珠的密度，单颗LED灯珠损坏时，司机不会观察到，不影响光带的整体观察效果。配置LED调光器，亮度可调，按司机最舒适的亮度调光，考虑光衰补偿。

（2）取电布线

灯带控制箱安装在站台门设备房内，由断路器，定时器、24V开关电源、LED调光器组成。具备电源保护功能、定时功能、LED亮度调节功能。灯带取电自双电源切换箱输出的单相电源，经24V开关电源变为24V直流电流，为站台司机观察灯带供电。具体示意图如下：

如后期加装司机观察灯带，灯带电源取自站台门设备房或站台照明配电室，布线距离较长，施工不便，可就近在屏蔽门附近的应急照明取电，将灯带控制箱安装在端门顶箱内。不用长距离布线，方便施工，节约成本，同时应急照明配有UPS或EPS，受外部电源断电影响较小。

布线和电源等电气辅助部件隐蔽安装，布线可隐蔽在站台门顶箱及立柱内，在站台侧非明显可见，外露的线缆采用塑料保护套管做好防护。

3、安裝方式及防护设置

灯带安装在站台门立柱上，且取电电源与站台门供电系统不共地，须做好灯带与门体的绝缘保护，灯带对站台门门体与站台的实测绝缘值不低于0.5MΩ，避免轨道电流与其他地形成回流，导致打火事故的发生。

固定支架选用弹性材质或具备弹簧结构的柔性机构，以防万一车辆出现异常倾斜时被灯带刮擦。支架安装牢靠，不会因列车和站台门运行而抖动。灯带设置不得影响列车进出站和正常开关门及司机正常上下车。支架和灯带的设计上考虑安装、调节、拆卸和维修简单方便，互换性强。

结束语：

站列间隙涉及乘客乘车安全，运用行之有效的手段加以解决，避免安全事故的发生。本文探讨的加装司机观察灯带，能帮助司机及时发现险情并有效应对。设计简单，使用方便，但辅助观察灯带依赖司机肉眼确认，不能满足列车无人驾驶模式的要求。相信不远的将来，随着无人驾驶革命的推进，智能、可靠、稳定的防夹装置会应运而生。

参考文献：

[1]豆瑞峰.城市轨道交通站台门防夹人分析及建议[J].山西建筑，2016，42（03）：144-145.

[2]闫宏伟，燕飞.城市轨道交通全自动运行系统及安全需求[J].都市快轨交通，2017，30（03）：50-55+87.

[3]胡振亚，罗威.轨道交通站台门轨旁安全设计[J].中国安全生产科学技术，2019，15（S1）：85-89.