1、
間隙探測方案介紹
2.1
基于整側(cè)站臺的激光探測方案
2.1.1 方案簡述
本方案采用的是激光探測方式，系統(tǒng)組成部件有報警主機(jī)、探測光幕和線纜等。探測光源采用紅外激光光源，在站臺門和列車門之間的間隙設(shè)置一道由2~4束不可見紅外激光光束組成的探測光幕，對間隙障礙物進(jìn)行探測報警。對于直線站臺，每側(cè)站臺設(shè)置1套探測光幕，即可實(shí)現(xiàn)探測需求；對于曲線站臺，一般是直線段+曲線段這種方式最為常見，直線段部分設(shè)置1套探測光幕，曲線段每節(jié)車廂設(shè)置1套探測光幕，或根據(jù)實(shí)際曲度具體設(shè)置，每套光幕的探測區(qū)間形成一個防區(qū)，防區(qū)數(shù)通常設(shè)置為2~6個。
報警主機(jī)用于接收探測光幕的探測信號并進(jìn)行邏輯處理，輸出繼電器無源觸點(diǎn)，可接入站臺門系統(tǒng)安全回路。當(dāng)系統(tǒng)探測到間隙存在障礙物時，將發(fā)出聲光報警，告知司機(jī)和站臺工作人員，同時切斷安全門系統(tǒng)的安全回路，此時列車接收不到發(fā)車碼，無法發(fā)車，從而保證了行車安全。
圖1 基于整側(cè)站臺的激光探測系統(tǒng)
2.1.2 方案優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：激光的單色性和能量集中的特點(diǎn)，確保很強(qiáng)的穿透能力，即使在大霧或粉塵的環(huán)境里也能有效傳輸，有很好的抗粉塵干擾的能力；激光的發(fā)散角小，不易受外界干擾，誤報率低；另外，設(shè)備部件少，易于后期維保。
缺點(diǎn)：單一防區(qū)，無法精準(zhǔn)定位障礙物位置；對光調(diào)試需要掌握一定的技巧；體積較大，安裝受車輛限界約束。
2.2
基于單個滑動門的紅外探測方案
2.2.1 方案簡述
本方案采用的是紅外探測方式，系統(tǒng)組成部件有紅外控制器、探測光幕和線纜等。探測光源采用紅外LED光源，在站臺門和列車門之間的間隙設(shè)置若干道由2~4束不可見紅外光束組成的探測光幕，對間隙障礙物進(jìn)行探測報警。直線站臺，每個滑動門設(shè)置1套探測光幕，每側(cè)站臺共設(shè)置24套（24滑動門站臺）探測光幕，即可實(shí)現(xiàn)探測需求。
紅外探測的輸出信號直接接入每個滑動門的門控單元DCU，由DCU識別探測信號并進(jìn)行處理，若在滑動門關(guān)閉過程中紅外線被障礙物遮擋，則DCU將控制滑動門重新打開，此時該門單元的關(guān)閉且鎖緊信號斷開，整側(cè)站臺門的安全回路也隨之?dāng)嚅_，列車也就無法發(fā)車，從而保證乘客及列車安全。當(dāng)障礙物移除后，報警消除，安全回路恢復(fù)導(dǎo)通，列車可正常發(fā)車。
圖2 基于單個滑動門的紅外探測系統(tǒng)
2.2.2 方案優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：成本低；每道門的門頭指示燈可顯示障礙物報警信息，以顯示障礙物位置，便于運(yùn)營管理；支持單獨(dú)旁路；
缺點(diǎn)：需要站臺門方面配合修改DCU程序；安裝、調(diào)試、維保工作量大；設(shè)備數(shù)量多，故障點(diǎn)多；
2.3
激光雷達(dá)探測方案
2.3.1 方案簡述
本方案采用基于TOF飛行時間技術(shù)的激光雷達(dá)。為實(shí)現(xiàn)針對每個門單元的間隙制定高精度探測，在每節(jié)車廂中間位置對應(yīng)的站臺門固定門位置，軌道側(cè)設(shè)置一臺激光雷達(dá)，對每節(jié)車廂對應(yīng)的4道滑動門及其固定門進(jìn)行探測掃描。每側(cè)站臺共設(shè)置6臺安全激光掃描儀即可實(shí)現(xiàn)整側(cè)站臺的探測掃描。
激光雷達(dá)將探測信號傳輸至報警主機(jī)；同時將探測數(shù)據(jù)（角度、距離）通過以太網(wǎng)，經(jīng)交換機(jī)匯總至PSC監(jiān)控主機(jī)。監(jiān)控主機(jī)對接收到的探測數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理，解析出障礙物的相對位置（例如1號滑動門左門報警），并予以顯示，從而可以實(shí)現(xiàn)間隙障礙物的準(zhǔn)確定位。
圖3激光雷達(dá)探測系統(tǒng)
2.3.2 方案優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：二維區(qū)域掃描，盲區(qū)??；精準(zhǔn)定位障礙物；安裝不受車輛限界約束；支持單獨(dú)旁路；
缺點(diǎn)：成本高；維保工作量大；暫無成熟的工程實(shí)例。
2、
三種方案性能比較分析
從下可以看出，激光探測方案有著誤報率低、檢測范圍大、抗干擾性強(qiáng)，調(diào)試簡單等明顯的優(yōu)勢；紅外探測的優(yōu)勢主要是成本低；激光雷達(dá)探測的優(yōu)勢在于盲區(qū)小，安裝不受車輛限界約束，適用性更廣。目前，國內(nèi)地鐵線路成熟應(yīng)用的間隙探測方案主要是激光探測和紅外探測，激光雷達(dá)探測屬于新興技術(shù)，安全性和可靠性還有待驗(yàn)證，尤其是窗口耐臟污性能，極大的制約著系統(tǒng)的可靠性。相信在不久的將來，隨著激光雷達(dá)技術(shù)的成熟及制造成本的降低，該技術(shù)能夠廣泛的應(yīng)用在站臺門間隙探測
表1：探測方案性能對比表
|
方案/性能 |
激光探測 |
單門紅外 |
激光雷達(dá) |
|
誤報率 |
低 |
低 |
低 |
|
檢測范圍 |
70-300米，多點(diǎn)，有盲區(qū) |
5-30米，多點(diǎn)，有盲區(qū) |
半徑12米，二維平面 |
|
抗干擾性 |
強(qiáng) |
一般 |
強(qiáng) |
|
調(diào)試 |
對光簡單 |
對光簡單，但設(shè)備數(shù)量多，工作量大 |
需設(shè)置掃描防區(qū) |
|
報警方式 |
整側(cè)報警 |
單門報警 |
單門報警 |
|
成本 |
高 |
低 |
高 |
|
定位功能 |
無 |
定位到每道滑動門 |
定位到每道滑動門 |
