地铁自动扶梯在线监测及预警系统的设计探究

王磊

摘 要：本文首先分析了地铁自动扶梯使用中的一些常见问题。主要包括梳齿板断齿和围裙板与梯级之间的间隙比较大等问题。而后对地铁自动扶梯在线监测及预警系统的设计要点进行了分析探究。最后地铁自动扶梯在线监测及预警系统的设计做了总结，希望能为以后的工作提供参考。

关键词：地铁自动扶梯;在线监测;预警系统;设计探究

1 地铁自动扶梯使用中的一些常见问题

（1）梳齿板断齿。梳齿板一般设置在自动扶梯和自动人行道两端出入口处，与台阶、踏板或自动人行道胶带相结合。末端被加工成圆角，圆角的形状应确保台阶、踏板或胶带之间夹脚的风险最小化。在对一些大型地铁自动扶梯进行调查时，发现有两起断齿和梳板变形的情况，这大大增加了乘客夹脚的风险。近年来，发现梯级卡死事故占60%以上，事故的主要原因是梳板断齿和梳板保护装置失效。一旦梳齿板的齿不同程度地断裂或变形，在梳齿板和台阶的上表面之间将形成2-4毫米的间隙。在这种情况下，很容易夹住柔软细小的物品，如柔软宽松的裤子[1]。即使梳齿板保护装置在异物被夹住后运行且自动扶梯停止运行，但在此期间已经对乘客的脚造成了一些伤害。虽然这类事故发生的概率不高，但一旦发生，后果是非常严重的，所以我们必须高度重视，采取措施加以制止。

（2）围裙板与梯级之间的间隙比较大。自动扶梯运行时，两侧的挡板静止不动，挡板与梯级之间的间隙过大，容易造成乘客衣服或其他异物卷入，造成一定的人身伤害。扶梯运行一段时间后，由于零件的磨损和疲劳以及外力变形的影响，裙板与台阶的间隙超过规定的间隙标准。一旦乘客的鞋子或异物卡在这个间隙中，来自围裙板的正压力将增加，产生的摩擦力也将增加并被拖得更深。这时，被拖进间隙的鞋面与围裙板之间的接触面积的增加将对产生的摩擦力形成正反馈，这将增加摩擦力直到鞋面不再被拖进，这将会伤害乘客。虽然所有现有的自动扶梯都装有裙板防夹装置，但防夹装置位于台阶上方25-50毫米处，不能将乘客的脚或其他异物与裙板完全隔离。间隙太大后，乘客在接近时仍可能被挤压。

2 地铁自动扶梯在线监测及预警系统的设计要点

（1）监测装置。地铁自动扶梯是一个复杂的整体系统，长期运行在持续的大客流和复杂的温湿度环境下。其传动部件如梯级链和主传动链由于长期的张力和磨损会产生不可逆的伸长。主机中的轴承、齿轮等主要旋转部件会因磨损和点蚀而失效。在恶劣的工作条件下，主机、变频器和扶手带会有不同程度的温升。长期工作的制动器可能会性能失效，这不仅会影响设备的使用寿命，情况严重的话，还会威胁自动扶梯的安全运营。

主机是自动扶梯最重要的驱动部件。主机由电机和减速器组成。长期运营经验表明，电机主轴轴承、减速器输出轴轴承和减速器齿轮传动副是故障频繁的环节。在发生异常的初始阶段，很难直观地区分这些部件是否好坏，通常只有在运行情况不良后，如断齿或轴承严重磨损时，才会注意到这些部件。另外，旋转部件如主传动轴轴承、传动部件如自动扶梯梯级链和主传动链、扶手带、制动器、自动扶梯桁架、润滑系统和电气部件都是故障频繁的重要部件，用传统方法难以预测故障。利用智能传感和多模块分析技术对上述部件的状态特征参数进行在线监测和预警，是消除驱动部件安全隐患、保障乘客安全的重要解决方案。图1为某地铁自动扶梯链条检测系统图。

根据自动扶梯关键部件的特点，结合长期运行维护过程中总结的经验，系统通过传感器和智能分析技术在线监测自动扶梯主机、梯级链、主传动链、扶手带、制动器、桁架、润滑系统和控制柜的主要特征参数。将自动扶梯关键部件的主要特征参数及其对应的自动扶梯代码信息上传至车站自动扶梯前端预警系统进行处理。当前端预警系统分析到相应部件的运行状态信息异常时，系统会自动生成预警信息，并将部件风险预警信息及其对应的扶梯代码发送到站内预警显示终端。预警显示终端将对异常部位进行风险预警或报警，通知车站值班员到现场确认自动扶梯的安全，必要时在确保安全的前提下控制自动扶梯停止运行[2]。同时，前端预警系统会将该自动扶梯的预警信息和运行状态参数上传至综合监控中心，由综合监控中心系统进行分析处理。图2为某地铁预警系統流程图。

（2）围裙板防夹装置。一般来说，在自动的人行道上不需要设置防夹装置，其对乘客安全的影响几乎可以忽略不计，在保持平行移动，可以避免自动扶梯出现裂缝的问题。在检查自动扶梯系统的安全性时，检查人员应该更加注意防夹装置，它对整个电梯系统的安全性有着非常重要的影响。在扶梯正常运行过程中，如果乘客的任何部位受到挤压，肯定会造成严重伤害，安全风险较高。因此，有必要定期检查和维护围裙板的防夹装置，以减少其安全隐患。

3 结语

随着城市的发展和人民生活水平的提高，地铁自动扶梯将面临越来越多的挑战。建立一套地铁自动扶梯在线监测及预警系统是实现地铁自动扶梯运营安全、智能、高效的重要措施，也是智能地铁工程的重要组成部分。过去，为了确保安全，每部自动扶梯都必须有人值守，以确保高峰客流期间的安全。然而，随着无人值守车站的设计理念和地铁自动扶梯数量的增加，传统方式显然已经不适合时代发展。使用地铁自动扶梯在线监测系统来监控自动扶梯的状况，地铁自动扶梯预警系统进行问题预警，大大降低了人工成本并提高了精确度。

参考文献：

[1]饶美婉.地铁设计中的公共交通型重载自动扶梯[J].都市快轨交通，2008（05）：74-78.

[2]何东山，饶美婉，农碧林.地铁自动扶梯在线监测及预警系统的设计[J].中国电梯，2019，30（21）：12-14.