摘要：城市轨道交通的站台门与车门之间客观存在物理间隙，通过减小限界等方式无法彻底消除。随着乘坐轨道交通出行人数的增加，高峰时段乘车拥挤，多个城市均出现过乘客被夹在间隙内发生危险。为避免上述事件发生，站台门系统增设防夹设备、灯带检测方案等措施，但检测仍存在一定盲区。因此，急需提供新型间隙检测方案，以保证乘客安全乘车。提供3套站台门与车门间隙探测方案，有别于传统安装于站台上的固定式探测设备，通过说明其探测原理、设置位置、使用方法、联动手段，对比分析不同方案的使用环境、探测精度等，帮助远端运营人员更加迅速便捷地判断间隙内是否存在异物，进而发出准确有效指令。为未来全自动驾驶线路上设置间隙探测方案提供更多参考。

　　关键词：城市轨道交通,站台门系统,间隙检测,防夹

　　0引言

　　随着城市轨道交通客流培育成熟，大城市及特大城市部分线路站点在乘车高峰时段存在人员囤积。早晚高峰时期，当已处于超员状态的列车到达这些站点时，车门处上下车乘客极度拥挤，可能导致物品甚至人员被夹入站台门与列车车门的物理间隙内，发生危险。在工程设计上通过有效控制，可以进一步压缩限界间隙，可将站台门与车门间隙控制在100~130 mm范围内[1],较为有效地避免了乘客被夹风险；但在曲线站台处，该间隙值可达到200 mm以上，对于瘦小乘客、儿童等人群，以及行李物体等依然存在被夹的可能。近几年，在北京、上海、青岛等地，发生过人员被夹在间隙内的安全事故，血的教训推动了间隙检测装置的进步发展。

　　传统城市轨道交通采取的间隙检测方案分为以下几类：传统物理防夹，包含防夹挡板、防爬斜坡、防夹横撑等[2],可在一定程度上减小人员被夹风险；辅助瞭望灯带，依赖司机或站务人员观察，可判断是否夹人夹物，但在面临全自动驾驶项目显得非常无力；红外防夹装置及激光防夹装置，通过固定装置与站台门或站台板连接，可自动判断间隙内是否存在异物，但其安装位置受到设备限界安装制约、探测范围不能被站台门及物理防夹设备遮挡、又不就能侵入车辆动态包络线，其有效安装空间狭小，探测区域受限[3-6]。因此，轨道交通运营线路，特别是全自动驾驶线路，需要提供几种新型间隙检测方案，可在最大程度上检测站台门与车门间隙区域，并实现远程联动控制功能[7-10]。

　　1新型检测方案

　　为解决既有间隙检测方案的探测设备覆盖空间不足、安装空间受限、依赖现场人工观察等问题，现提出以下3种新型间隙检测方案，设计思路主要考虑了尽可能避开限界最狭窄处、采用可伸缩式探测设备方式，及增大检测设备的探测区域。此外，上述3种新方案均需具备线路传输路径及显示装置。结合未来轨道交通全自动驾驶运行线路，间隙检测系统的探测结果需接入信号系统，发现异常可随时切断安全回路，进一步保证线路安全运营。

　　1.1方案一

　　考虑目前列车车体多为鼓形车体，距离站台装修完成面上300~900 mm处安装间隙探测设备位置受限，而在站台板以下部分限界收缩，此位置可安装检测设备的空间增大。因此，在站台装修完成面下部800 mm位置安装，其底座采用嵌入式安装至底部安装槽。此检测方案的主要设备由异物检测装置（含激光检测装置）、线路传输装置、位置显示装置组成[11],如图1所示。调整激光检测装置角度，使检测范围完全覆盖站台门的滑动门区域。当间隙探测系统收到站台门关闭且锁紧信号后，检测装置开始工作。检测装置内安装的激光传感器通过探测设备与物体之间距离，判断间隙内是否存在异物。

　　若探测距离过短或与设定距离不符，则存在异物；否则，不存在异物。判定后将是否存在异物信息通过传输装置传递给显示屏，系统可根据检测设备安装位置与检测距离，判断并显示异物所对应门扇位置并报警，同时切断安全回路，待工作人员确认无异物后，列车方可出站。

　　1.2方案二

　　采用可伸缩式检测装置，同样可避免设备安装受限问题。本套检测方案考虑与列车车体结合设置，由伸缩杆、电机、传感器等组成[12]。传感器发射和接收端分别安装于车辆头尾靠近贯通道位置，每节车每侧安装一组，如图2所示。

　　为保证传感器处于干净干燥的工作环境，传感器置于透明密封盒内，并随伸缩杆做水平运动。为进一步保证车体的气密性，密封盒周围安装密封胶条。

　　当列车进站停稳后，系统收到列车车门关闭且锁紧信号后，支撑架沿着伸缩杆水平推出车体，打开到位后，传感器一端发射激光或红外光束，另一端接收。当接收端未收到完整信号，即判定间隙内存在异物。此时，间隙检测系统自动切断安全回路并报警，将存在异物的报警信息传递显示在监控室，交由站务人员判断处理。若收到完整信号，则支撑架水平运动回车体内，复位完成后，向列车反馈完成信号，列车发车。

　　1.3方案三

　　本套方案采用可伸缩式间隙探测设备，与站台门系统结合设计。考虑站台门整体设计美观性、可实施性，检测装置安装于站台门立柱内，由上连杆、传感器支架、下连杆等组成[13],如图3所示。曲线站台建议在每个活动门两侧立柱内安装一组传感器；直线站台建议每侧设置一组传感器。传感器可根据车站的具体形式，选择激光传感器或红外传感器。

　　当间隙检测系统收到站台门关闭且锁紧信号后，该装置从站台门立柱位置向轨道侧推出，上下丝杠旋转使设备水平推出，推出到位后，传感器进行探测工作。探测原理与方案二相同。若某个传感器未接收到信号，则表示该间隙内存在异物，切断站台门系统的安全回路，并交由运营人员介入处理；若所有传感器均接收到信号，则表示间隙内无异物，该装置由打开状态变为收缩状态，收缩到位至站台门立柱后，反馈信号系统完成信号，列车发车。

　　2方案对比分析

　　本文提供的3种创新方案，结合其安装特点、探测精度、维护保养方面都存在不同的适应性，现针对以上特点进行对比分析，判断不同方案适用的环境类型。

　　2.1方案一

　　(1)安装特点

　　传感器安装于站台板的下部，为固定式安装设备，可设置多重防脱落、防偏移装置，保证其安装牢固稳定可靠。即使支座发生偏移，人为屏蔽该检测设备，仍可保障运营。

　　(2)探测精度

　　本方案推荐采用距离传感器，测量精度可达到毫米级。通过布置多组激光传感器，光斑全面覆盖探测间隙，可检测出该间隙内存在的异物。

　　(3)维护保养

　　由于采用距离传感器检测，需保证检测设备盒子需干净、透亮。在日常维护中，需及时清洁设备盒子。由于仪器的安装位置为站台板下部，仅可在天窗期进行维护。维护时间相对紧凑，需安排专业人员在特定时间完成该设备的检修、维护、保养。

　　(4)适用环境

　　本方案应用环境较为灵活，可适应各种不同类型的车站及车辆。不影响既有站台门的美观性，无需改造车体，适用于既有线路加装检测装置。在天窗期完成改造，可基本实现无感知检测。

　　2.2方案二

　　(1)安装特点

　　传感器安装于车辆的贯通道位置，仅在检测时水平推出。由于该装置与列车紧密结合，需在车内贯通道位置出让部分空间以供设备安装。

　　(2)探测精度

　　结合车体在伸缩架内设置多个激光或红外传感器，

　　检测范围构成密集光栅，可检测出卡在光栅内的物品或人员。但高速运动列车产生的震动可能导致传感器发射端和接收端偏移。

　　(3)维护保养

　　为保证车体的密封性、检测设备的干净可靠，结合车辆维修周期，设计并规定该设备的维护保养周期。检验维修工作主要在车辆段内完成。但其安装于车辆的贯通道位置，车辆的震动对其的检测效果影响较大，需经实时对该传感器进行校准，甚至可能发生设备推出无法收回的极端情况。

　　(4)适用环境

　　本方案仅对车体进行改造，对线路无影响。可结合车辆大修或更新车辆时，根据线路条件，加装此设备。

　　2.3方案三

　　(1)安装特点

　　传感器安装于站台门的立柱上，与站台门系统结合设计。

　　(2)探测精度

　　传感器在安装上设置方式同方案二，根据站台形式可选择不同类型、数量传感器。但由于站台门多采用底部或顶部固定，列车运动时，站台门受到活塞风力的作用，该设备可能会产生微小位移。

　　(3)维护保养

　　安装位置位于轨行区，仅可在天窗期维护检修，维护内容含校准和密封等，时间紧凑。

　　(4)适用环境

　　该装置可随站台门一体化设计、一并安装。对站台整体的美观性影响较小。为了更直观显示3种方案的优缺点，现将上述方案特点总结如下表。

　　3结束语

　　传统的间隙检测方案通常是通过物理检测、人为检测或安装固定式设备检测等，对该间隙完成安全验证。

　　但上述手段无法在空间局促、复杂环境车站安装[14]。既有线路的防夹挡板、防爬斜坡、防夹横撑等物理防夹装置不能完全弥补车门与站台门之间缝隙，红外或激光防夹装置安装空间受限，导致其检测范围受限[15]。为拓宽设备检测范围，本文创新提出3种新型安装方案，通过详述其设计理念、布置方式、存在问题等，判断不同方案的适用环境及维护保养建议。该装置可适应全自动驾驶线路，高精度检测车门与站台门之间缝隙内是否存在异物，进而保障乘客乘车安全。在未来应用中，可根据工程实际特点，对上述方案进一步优化设计。

　　参考文献：

　　[1]GB 50157—2013：地铁设计规范[S].

　　[2]陈卓，张世勇，李晓宁．基于激光雷达技术的智能间隙探测系统适应性分析[J].城市轨道交通研究，2019,22(12):161-164,167.

　　[3]黄中全，严强，雷昶．轨道交通站台门与列车间隙障碍物探测方法[J].自动化与仪器仪表，2019(7):194-196.

　　[4]孙家荣，龚琦．浅谈地铁站台门异物自动检测技术[J].建筑工程技术与设计，2018.

　　[5]谭飞刚，翟聪．地铁曲线站台空隙异物自动检测预警系统研究[J].铁路计算机应用，2018,27(6):59-61.

　　[6]祝建成．城市轨道交通站台门防夹装置的研究与探讨[C]//2015年中国城市科学研究会数字城市专业委员会轨道交通学组年会.2015.

　　[7]赵新赢，袁景，李福川，等．城市轨道交通站台门和列车门间隙安全探测系统的设计[J].工程建设与设计，2021(18):115-118.

　　[8]魏刚，张小虎，陈宁宁．城市轨道交通站台门与车门间隙探测系统研究[J].铁道通信信号，2020,56(9):85-88.

　　[9]孙娟娟．站台门与列车车门间隙防夹人装置对比浅析[J].科学技术创新，2020(15):177-178.

　　[10]郑志敏．关于FAO线路车门和站台门间异物探测的研究[J].铁路通信信号工程技术，2019,16(10):76-79.

　　[11]侯妍君，李鑫磊，申樟虹．站台门与列车车门间异物探测装置的探讨[J].机电工程技术，2020,49(3):65-66,102.

　　[12]侯妍君，李鑫磊，申樟虹，等．站台门与车门间隙探测装置研究[J].现代机械，2020(1):94-97.

　　[13]申樟虹，侯妍君，李鑫磊，等．一种用于站台门与列车车门间隙探测的检测装置：CN211402787U[P].2020-09-01.

　　[14]黄俪，王炯，李梦和．城市轨道交通全自动运行模式下站台门相关问题研究[J].城市轨道交通研究，2021,24(9):137-141.

　　[15]沈旭蕾．浅谈地铁站台门异物自动检测技术[J].轻松学电脑，2018(9):1.

　　[16]王啸，肖义，王飞，等．一种基于图像识别联动控制列车门和站台门的方法及系统.CN201910074933.8[P].2023-06-17.