姚文通
长沙市轨道交通运营有限公司，湖南 长沙 410000
摘要：随着中国轨道交通建设的高速发展，地铁屏蔽门系统作为城市轨道交通建设的重要一部分，将获得前所未有的市场机遇。但从当前社会地铁屏蔽门安全系统的投入使用情况来看，目前我国各大城市的地铁屏蔽门普遍存在着诸如倚靠屏蔽门、哄抢上车、关门提醒效果不明显、夹人事故等诸多问题。因此探讨地铁屏蔽门安全系统的改进措施，具有重要的现实意义。基于此，本文主要对地铁屏蔽门技术完善改进措施进行分析探讨。
关键词：地铁屏蔽门技术；完善改进
前言
发展安全、准时、节能的城市轨道交通是解决城市交通问题的最佳途径。随着我国建设全面小康社会和城市化进程的明显加快,在未来10年我国将迎来城际轨道交通建设的高潮。地铁屏蔽门系统是现代化地铁工程的必备设施。屏蔽门作为一项新技术,既安全、节能,又能为乘客提供舒适的乘车环境,在地铁工程中发挥着非常重要的作用,因此探讨地铁屏蔽门安全系统的改进措施,具有重要的现实意义。
1 设置地铁屏蔽门的必要性
地铁屏蔽门设置于地铁站台的边缘，将列车与地铁站台候车区域隔离开来，在列车到达与列车出发时可自动开启和关闭，它的优点主要表现在以下几个方面:
1)安全性。装设屏蔽门后，由于站台与隧道空间有屏蔽门隔开来，只有当列车停靠站台，并且列车门与屏蔽门正对时，屏蔽门才能同时打开，以便乘客上下车，从而避免了候车人员及物品跌落站台轨道的危险。
2)节能。屏蔽门安装后，将站台公共区与隧道轨行区完全屏蔽，避免了大量空调冷气进入隧道，减少了列车刹车时所散发出的热量进入候车区，并减少站台出入口由于列车活塞作用吸入大量新风所形成的冷负荷，可节约大量能耗。
3)环保。使用屏蔽门可减少噪声及活塞风对站台候车的乘客的影响，减少由隧道进入站台的灰尘，改善了乘客候车环境。
4)城市形象。采用屏蔽门后，乘客们能够舒适、安全地候车，直接感受到政府对市民的关心，增加市民对政府工作的信任与支持。能够增加乘客的安全感，对于塑造国际化大都市的形象也有帮助。
2 地铁屏蔽门安全系统存在的问题
通过实地调研及查询互联网资源,对北京、上海、深圳、广州4个城市地铁屏蔽门安全系统的情况进行分析,发现目前地铁屏蔽门的安全系统存在很多问题,主要表现为:不顾警告倚靠屏蔽门;不排队造成上车哄抢;屏蔽门关门提醒装置效果不明显,夹人事故时有发生。另外,对于地铁屏蔽门安全系统的设计大多为被动防护,如列车紧急停车按钮、红外线探测装置等。被动防护是指在事故发生后,采取一定的措施对事故受害对象进行保护尽量减少事故伤害和损失,被动防护措施虽然有用但是不能保障安全。与之对应的是主动防护,指通过系统内部结构更趋合理有效的设计,主动预防事故的发生。
目前对地铁安全的研究大多集中于地铁的安全运营,避免火灾爆炸、车辆伤害、触电、机械伤害等;对客流的研究局限于紧急状态下人流的疏散等方面。对如何避免地铁屏蔽门夹人的研究很少,本文的目的就是研究如何减小地铁乘客上车被夹的概率,排除事故隐患,减少事故次数。
3 地铁屏蔽门夹人事故树分析
通过分析国内近几年发生的屏蔽门夹人事故案例,编制地铁屏蔽门夹人事故树,如图1所示。
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图1 地铁屏蔽门夹人事故树
对上述事故树,从最小径集入手,最小径集是保证顶端事故不发生的充分必要条件。求最小径集的过程为:
T′=A′1+A′2+A′3+X′10=X′1B′1+X′2X′3+X′4X′5+X′10=X′1X′6X′7X′8+X′2X′3+X′4X′5+X′10
从而得到事故树的4个最小径集,分别为:
P1={X1,X6,X7,X8};P2={X2,X3};P3={X4,X5};P4={X10}。
采用判别结构重要度的近似方法,求出各事件的结构重要度大小顺序如下:
Φ(X10)>Φ(X4)=Φ(X5)=Φ(X2)=Φ(X3)>Φ(X1)=Φ(X6)=Φ(X7)=Φ(X8)
通过上述分析,可以得到以下结论:
(1)只要屏蔽门继续关闭X10这个基本事件不发生,就可以保证事故不发生。
(2)警示装置与安全系统各自有2个相关因素X4、X5与X2、X3,都属于比较关键的需要重视的地方。
(3)X1,X6,X7,X8这4个基本事件是从人的角度来分析产生事故的原因,分析结果表明由于随意性较大,从人的角度来解决事故隐患效果相对于(1)、(2)而言不明显。
4 地铁屏蔽门系统的改进
4.1 采用红外探测装置
目前地铁屏蔽门系统障碍物的探测是通过比较屏蔽门速度曲线中预期的电机电流和测量到的电机电流进行的,门速的改变被用来探测障碍物。它存在不足,主要是在对障碍物的探测过程中无法探测质地较软的障碍物、障碍物探测尺寸受到限制等。
这里提出采用微处理器控制红外编码进行障碍物探测,探测的基本原理是:在地铁屏蔽门系统的滑动门闭合面上安装红外发射器与红外接收器,红外发射器发射红外线信号,与红外接收器形成保护幕帘。通过检测是否有幕帘断开信号,确定是否存在障碍物,并将幕帘的通断状态通过信号传输线传送到门控单元中的微处理器。通过采用红外探测装置,可以解决目前地铁屏蔽门系统对发生夹人事故的最重要的基本事件X10考虑的不足。
4.2 警示灯的改进
经过调查分析可知现有警示灯缺陷主要有:相对于屏蔽门顶盒,警示灯体积过小,不能引起注意;缺少标识,一部分乘客不知道该灯的实际作用;与背景颜色对比度不强烈,警示作用不大。这里提出根据MullerLyer视错觉来对警示灯进行改进。MullerLyer视错觉由MullerLyer在1989年提出,他发现在2根等长线段的末端分别加上向外的斜线和向内的斜线会导致失真的视觉反应,带有向外斜线的线段主观知觉显得长些,带有向内斜线的线段主观知觉显得短些,等长线段由于不同方向斜线的附着产生了知觉差异。通过对警示灯的宽度、颜色、亮度、箭头形状的分析与比选,设计效果图如图2所示。
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图2 警示灯设计效果
具体设计方案为:
(1)宽度:警示装置装在顶盒的下边缘,与屏蔽门同宽,宽度为2m。
(2)颜色:底色为黑色,图形色为黄色。
(3)亮度:装置亮度与背景亮度成15∶1的关系,采用LED发光材料。
(4)箭头:箭头标志由外向内依次发光,门内边缘对其箭头头部,这样可以使乘客觉得看起来两门之内的宽度会小于实际宽度,从而提醒乘客注意危险放弃上车。另外,在屏蔽门关门时,发出蜂鸣声,并进行语音提示“屏蔽门正在关闭,请勿上下车”。这样,无论是在视觉上还是在听觉上,都引起了乘客注意。
5 结语
总之，通过对地铁屏蔽门具体事故的分析,总结了屏蔽门夹人事故的一般规律,从改进地铁屏蔽门安全系统的角度,决定采用微处理器控制红外编码技术,可大大提高屏蔽门门体对于障碍物的灵敏程度,尤其是对于柔软细小物体的识别。同时让警示灯不再成为摆设,通过调整颜色、亮度、高度等参数,并辅以声音提醒,大大增强了警示灯的功能,从而达到减少事故发生的目的。
参考文献:
［1］刘正贤.地铁屏蔽门安全防护装置分析［J］.中国高新技术企业，2014，(9):110－111.