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        地鐵司機(jī)輔助觀察燈帶技術(shù)淺析

        2021-01-11 23:57:47王承
        科學(xué)與生活 2021年27期
        關(guān)鍵詞:安全裝置間隙

        王承

        摘要:地鐵列車與站臺(tái)門間隙輔助觀察燈帶是幫助列車司機(jī)確認(rèn)是否有人員或物品卡夾在停站列車與站臺(tái)門之間的一種光學(xué)輔助安全裝置。因其使用環(huán)境位置比較特殊,即不能影響行車安全,又要保證準(zhǔn)確可靠的觀察效果,在設(shè)計(jì)和安裝上應(yīng)做全面協(xié)調(diào)考量,本文的目的就在于此。

        關(guān)鍵詞:站臺(tái)門、間隙、安全裝置

        一、背景和意義

        站臺(tái)門是新建地鐵車站必建的機(jī)電設(shè)備,用于保障乘客乘車乘車安全和列車行車安全。站臺(tái)門安裝后,站臺(tái)門與列車間隙(以下簡稱站列間隙)較大,存在夾人夾物的安全隱患。如有乘客或隨身物品卡夾在站列間隙內(nèi),司機(jī)未能及時(shí)發(fā)現(xiàn),貿(mào)然動(dòng)車,會(huì)造成財(cái)產(chǎn)受損甚至乘客傷亡事故。

        如何消除站列間隙的安全隱患,成為行業(yè)思考解決的問題。直接減小站列間隙,使間隙無法放下乘客和大件物品,徹底消除安全隱患,需將站列間隙縮小至15cm以內(nèi),與《GB50157-2013地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中行車限界的要求沖突。那么,只能通過加裝安全輔助措施,及時(shí)發(fā)現(xiàn)間隙內(nèi)的異物,啟動(dòng)防夾程序,消除險(xiǎn)情。常見的輔助措施有:一是在站臺(tái)門滑動(dòng)門下部安裝物理放夾擋板,增加檢測面積,盡量做到有乘客在間隙位置時(shí)滑動(dòng)門無法關(guān)閉。因列車門與站臺(tái)門不能完全同步關(guān)閉、乘客違規(guī)強(qiáng)行沖門、車廂太擠乘客被擠出車廂等因素的存在,無法完全避免乘客被卡夾在間隙中。另一種做法是在滑動(dòng)門處設(shè)置激光、紅外、圖像對比識別等電氣檢測裝置,對站列間隙安全進(jìn)行安全監(jiān)測和預(yù)警。但電氣檢測裝置加裝后,電氣系統(tǒng)的故障點(diǎn)增多,其穩(wěn)定性和可靠度受外部環(huán)境影響較大。

        本文提供另一種物理輔助觀察裝置,輔助司機(jī)觀測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情并采取應(yīng)對措施。站臺(tái)輔助觀察裝置為高約2米,寬約20mm的LED光帶,加裝在車尾的站臺(tái)門立柱上。司機(jī)發(fā)車前從車頭位置向車尾瞭望,當(dāng)看到完整的LED光帶,表明無人員和物品遮擋,可正常發(fā)車。

        二、技術(shù)需求

        司機(jī)輔助觀察燈帶的設(shè)置,需解決以下技術(shù)問題:首先光帶安裝位置超出站臺(tái)門設(shè)備限界(即站臺(tái)門滑動(dòng)門外邊緣)才能方便司機(jī)觀察,須分析如何合理解決規(guī)范中各限界值的約束;其次要結(jié)合地鐵照明環(huán)境和規(guī)范要求進(jìn)行光帶選型,結(jié)合地鐵車站照明設(shè)備節(jié)能要求制定取電接電方案;第三為確定安裝方式,充分考慮防撞、絕緣等特性功能設(shè)置,同時(shí)需考慮長期使用的效果及后期維護(hù)的簡便。

        1、限界與光帶安裝位置

        以A型車輛為例,車輛行車限界最大值1642mm,為車輛在彎道、高速以及車輛轉(zhuǎn)向架空氣彈簧損壞等極限條件下計(jì)算得出的車輛外輪廓與軌道中心線的距離。另外,列車在接近站臺(tái)位置時(shí),基本已進(jìn)入直線導(dǎo)軌且已經(jīng)減速行駛(45km/h),其通過燈帶安裝位置時(shí)實(shí)際外輪廓到軌道中心線的距離將遠(yuǎn)小于1642mm。據(jù)此判斷燈帶只要不侵入行車限界,將不會(huì)影響行車安全。

        因此,燈帶的安裝位置介于站臺(tái)門限界與行車限界之間,并不與列車停站時(shí)開啟的車門發(fā)生沖突,即可保證列車行車安全和燈帶的觀察效果。同時(shí),考慮站臺(tái)門立柱活塞風(fēng)作用下的形變量,預(yù)留8mm的安全空間,即燈帶的安裝區(qū)域定在距離軌道中心線1650mm到1680之間。

        2光源選擇

        燈帶安裝位置受邊界條件限制,加裝的燈帶必須體積小,寬度不能超過3cm,所以選用LED光源非常合適。

        (1)光源選用

        LED燈帶可選用柔性LED燈帶,光源采用進(jìn)口高亮LED貼片燈珠,采用鋁型材外殼,鋁基板,采用防眩光設(shè)計(jì),不刺眼,具有較好的散熱性能,全部零部件應(yīng)不燃或難燃,參考參數(shù)如下:

        額定電壓:DC24V,降低電流減少損耗

        光源壽命:10萬小時(shí)

        維護(hù)系統(tǒng)不小于0.7

        功率因素:0.9以上

        顯色指數(shù):Ra≥80

        色溫:2500K~4000K,選用暖色光,與車臺(tái)照明區(qū)分,便于司機(jī)觀察

        燈具尺寸:燈具外觀尺寸寬度1600mm×小于200mm×100mm,安裝位置高于地面200mm,便于司機(jī)觀察。也可分成2組800mm的燈帶,以便維修時(shí)節(jié)約備件成本。

        可適當(dāng)增加光帶燈珠的密度,單顆LED燈珠損壞時(shí),司機(jī)不會(huì)觀察到,不影響光帶的整體觀察效果。配置LED調(diào)光器,亮度可調(diào),按司機(jī)最舒適的亮度調(diào)光,考慮光衰補(bǔ)償。

        (2)取電布線

        燈帶控制箱安裝在站臺(tái)門設(shè)備房內(nèi),由斷路器,定時(shí)器、24V開關(guān)電源、LED調(diào)光器組成。具備電源保護(hù)功能、定時(shí)功能、LED亮度調(diào)節(jié)功能。燈帶取電自雙電源切換箱輸出的單相電源,經(jīng)24V開關(guān)電源變?yōu)?4V直流電流,為站臺(tái)司機(jī)觀察燈帶供電。具體示意圖如下:

        如后期加裝司機(jī)觀察燈帶,燈帶電源取自站臺(tái)門設(shè)備房或站臺(tái)照明配電室,布線距離較長,施工不便,可就近在屏蔽門附近的應(yīng)急照明取電,將燈帶控制箱安裝在端門頂箱內(nèi)。不用長距離布線,方便施工,節(jié)約成本,同時(shí)應(yīng)急照明配有UPS或EPS,受外部電源斷電影響較小。

        布線和電源等電氣輔助部件隱蔽安裝,布線可隱蔽在站臺(tái)門頂箱及立柱內(nèi),在站臺(tái)側(cè)非明顯可見,外露的線纜采用塑料保護(hù)套管做好防護(hù)。

        3、安裝方式及防護(hù)設(shè)置

        燈帶安裝在站臺(tái)門立柱上,且取電電源與站臺(tái)門供電系統(tǒng)不共地,須做好燈帶與門體的絕緣保護(hù),燈帶對站臺(tái)門門體與站臺(tái)的實(shí)測絕緣值不低于0.5MΩ,避免軌道電流與其他地形成回流,導(dǎo)致打火事故的發(fā)生。

        固定支架選用彈性材質(zhì)或具備彈簧結(jié)構(gòu)的柔性機(jī)構(gòu),以防萬一車輛出現(xiàn)異常傾斜時(shí)被燈帶刮擦。支架安裝牢靠,不會(huì)因列車和站臺(tái)門運(yùn)行而抖動(dòng)。燈帶設(shè)置不得影響列車進(jìn)出站和正常開關(guān)門及司機(jī)正常上下車。支架和燈帶的設(shè)計(jì)上考慮安裝、調(diào)節(jié)、拆卸和維修簡單方便,互換性強(qiáng)。

        結(jié)束語:

        站列間隙涉及乘客乘車安全,運(yùn)用行之有效的手段加以解決,避免安全事故的發(fā)生。本文探討的加裝司機(jī)觀察燈帶,能幫助司機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情并有效應(yīng)對。設(shè)計(jì)簡單,使用方便,但輔助觀察燈帶依賴司機(jī)肉眼確認(rèn),不能滿足列車無人駕駛模式的要求。相信不遠(yuǎn)的將來,隨著無人駕駛革命的推進(jìn),智能、可靠、穩(wěn)定的防夾裝置會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。

        參考文獻(xiàn):

        [1]豆瑞峰.城市軌道交通站臺(tái)門防夾人分析及建議[J].山西建筑,2016,42(03):144-145.

        [2]閆宏偉,燕飛.城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)及安全需求[J].都市快軌交通,2017,30(03):50-55+87.

        [3]胡振亞,羅威.軌道交通站臺(tái)門軌旁安全設(shè)計(jì)[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2019,15(S1):85-89.

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