基于红外传感器的地铁屏蔽门异物检测方案

陈子瑞　郭仁杰

摘要：当前社会科技不断发展，地铁已经成为人们出行的首选交通工具。但是地铁屏蔽门与列车门之间缺少有效的防夹检测，为防止乘客被夹，对现有的防夹系统进行分析，针对地铁屏蔽门的实际情况，提出了基于红外传感器的一种防夹检测系统。有效地保证了乘客乘车安全，提高了列车运行的效率。

[关键词]屏蔽门传感器异物检测轨道交通系统.

1研究背景

随着城市化进程的不断发展，城市扩张越来越严重，在公共交通方式中，虽然地铁建设条件更为严苛、成本更高，地铁网络的覆盖不如公交网络的全面，但地铁因其单独的运行空间带来的更准时、更快捷、更方便的特点在人们的通勤选择中占据的比例越来越大。这也导致了现有地铁的客流量越来越大，尤其到乘车高峰时期，车站严重拥挤，如何在这样拥挤的条件下保证乘客的安全也是现在一直在追寻的研究目标。

如今的站台运营流程是：列车进站停稳、列车门和屏蔽门依次打开、乘客上下车、发出关门警铃、列车门和屏蔽门依次关闭、确认列车门与屏蔽门安全闭合无意外情况、列车启动。由于屏蔽门与列车门关闭不同步，通常情况下，列车门关闭几秒钟后，屏蔽门才会关闭。因此有的乘客在关门警铃响起后，仍试图冲入列车，却被夹在列车门与屏蔽门之间。现有的检测方式为在站台的另一端设置尾灯，依靠司机人工确认。这种方式在站台为直线站台时，效果较佳。当站台为曲线站台的时候，该方式检测效果较差。并且这种方式过于依靠司机目视，检测效果较差。虽然屏蔽门设置了把手，紧急情况下可以使用该把手打开屏蔽门，但是大部分的乘客不知道该把手的位置，并且在紧急情况下，乘客没有足够的反应时间来找到该把手。

由于地铁客流量大，增加该装之后，会导致列车运行效率下降。如果增加了这一装置，那么一旦有乘客在列车车门之前，那么屏蔽门将一直无法关闭，列车将无法启动。本方案考虑在列车车门与屏蔽门之间增加检测装置，并且该装置只有在列车车门以及屏蔽门关闭后，才会开始检测，在列车车门与屏蔽门都开启的状态下，该系统不会检测。以保证列车能够正常从车站开出。

2设计原理

本方案考虑使用传感器来检测地铁列车车门与屏蔽门之间是否有异物的出现，由于地铁客流量较大，该检测系统在车门与屏蔽门开启的状态下，将不会检测该区间，在列车车门正在关闭的过程中，列车车门系统带有防夹检测，当车门关闭的过程中发现车门之间有异物时，将会发出报警，但是当车门完全关闭后，该设备就会停止工作，此时我们设计的装置会开始检测车门与屏蔽门之间是否有异物，如果有异物，将会通过一定的方式使列车出站信号设置为禁止出站，并且在该屏蔽门附近会发出报警，提醒车站的工作人员来排除事故。

该系统的工作流程如图1。

本方案考虑使用红外线传感器来改进地铁屏蔽门系统。在地铁屏蔽门以及列车车门一端放置红外线传感器，另一端设置发射装置。该区间无乘客被夹的情况下，接收端接收信号正常，列车可以正常启动。如果该区域有乘客或乘客的衣物被夹，则接收端的信号接收将被屏蔽，此时本装置会给列车出站信号机发出禁止出站信号，并在该屏蔽门处发出警报声，提醒车站工作人员来排查事故。

由于屏蔽门系统已经设置了防夹挡板，因此对于红外传感检测来说，其主要的设置目的是补足防夹挡板对于上肢的探测盲区。所以在设置高度上则要高于防夹挡板。结合乘客身高以及市面上常见的光栅探测幅度与成本考虑，预期将红外发射装置设置在离地1.2m左右的高度，这样能做到最大程度覆盖检测范围。基于目前国内外主要研究方向，本方案选择的传感器是红外传感器，选择这一类传感器因为其敏感性较强，能够很好的检测车门与屏蔽门之间是否空闲。

3創新特色

地铁交通系统是目前大城市主要公共交通工具之一，其客流量一般较大，在其屏蔽门与列车车门之间，存在一定的安全隐患。本方案使用传感器对这一系统进行改进，使其可以检测这一区间是否安全，来确保乘客的安全。相较于目前的研究，同时，本方案中的系统在列车车门与屏蔽门未关闭的时候，不会检测该区域，只有列车车门与屏蔽门关闭后，该系统才会开始工作，这样在客流高峰期，列车不会因为该检测系统无法正常启动。

屏蔽门与继电器K1的线圈相连，当屏蔽门打开的状态下，继电器K1线圈失电，红外检测系统供电回路断开，此时不检测屏蔽门与列车门之间是否有异物。当屏蔽门关闭后，继电器K1线圈励磁，K1的常闭触点闭合，红外检测系统开始检测该区域情况。本文采用该设计方法，可以确保地铁的运行秩序，确保的列车运行效率的同时保证乘客的人身安全。4结束语

本文通过分析现有的地铁屏蔽门防夹方式，提出了一种基于红外传感器的屏蔽门防护系统。本文希望该系统能更大范围的使用在轨道交通系统内，来改善目前地铁屏蔽门系统的缺陷，减少由于乘客试图冲进即将出发的列车时造成的伤害。同时可以在保证地铁系统运行秩序的同时尽可能保证乘客的乘车安全。本文使用的元器件成本均较低，并且实现较为容易，具有大范围使用的条件。

参考文献

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