黃暉

摘要：本文首先對(duì)地鐵自動(dòng)檢售票系統(tǒng)的閘機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，進(jìn)而從地鐵閘機(jī)扇門(mén)的整體控制系統(tǒng)出發(fā)，分析了閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)的功能，針對(duì)閘機(jī)扇門(mén)系統(tǒng)的控制設(shè)備進(jìn)行了介紹，進(jìn)而對(duì)閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了分析，希望通過(guò)本文的論述，可以為地鐵閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作提供一定參考。

關(guān)鍵詞：地鐵;閘機(jī);扇門(mén);控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)

1.地鐵閘機(jī)扇門(mén)結(jié)構(gòu)概述

在當(dāng)今的城市地鐵中，大多數(shù)地鐵閘機(jī)都采用門(mén)式檢票機(jī)和三桿式檢票機(jī)，三桿式檢票機(jī)的應(yīng)用時(shí)間較早，由于三桿式檢票機(jī)不需要檢測(cè)乘客行進(jìn)狀態(tài)，并且結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，因此在早期的地鐵建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，但是三桿式檢票機(jī)的速度較慢，并且安全性驕傲差，因此，在當(dāng)前的地鐵閘機(jī)應(yīng)用中，主要以剪式門(mén)閘機(jī)為主。

2.地鐵閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

2.1地鐵閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)功能概述

閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)的實(shí)際作用需要根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)商的具體要求而定，但是一般情況下，在地鐵閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)中，均需要滿足以下兩點(diǎn)功能，其一，在乘客在地鐵入口處，需要利用閘機(jī)對(duì)乘客通過(guò)人次、通過(guò)次序及進(jìn)出方向進(jìn)行控制，并且對(duì)通道中的乘客移動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)地鐵的通行進(jìn)行全面監(jiān)控;其二，在對(duì)乘客通過(guò)乘客感應(yīng)系統(tǒng)的識(shí)別和控制之后，需要對(duì)持有車票的乘客和未持有車票的乘客進(jìn)行分流，從而達(dá)到剪式門(mén)閘機(jī)應(yīng)用的效果。

2.2閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)工作目標(biāo)分析

閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)需要能夠滿足以下工作目標(biāo)，第一，允許乘客依次通過(guò)，并且一次只能通過(guò)一位同學(xué);第二，能夠有效區(qū)分乘客、幼童及乘客所攜帶物品;第三，能夠識(shí)別非正常通過(guò)的情況并采取相應(yīng)措施進(jìn)行組織;第四，閘機(jī)扇門(mén)的開(kāi)關(guān)速度、開(kāi)關(guān)頻率以及動(dòng)作方式能夠有效控制通行需求而不對(duì)乘客人身安全造成威脅;第五，閘機(jī)扇門(mén)可以進(jìn)行常閉設(shè)置或者常開(kāi)設(shè)置，同時(shí)扇門(mén)的開(kāi)關(guān)需要功能正常，并且如果扇門(mén)在關(guān)閉過(guò)程中檢測(cè)到存在異物，應(yīng)能夠做到立刻打開(kāi);第六，在地鐵站中，閘機(jī)扇門(mén)的使用頻率普遍較高，因此需要保障扇門(mén)的使用壽命，并且確保扇門(mén)能夠方便安裝與拆卸。

3.地鐵閘機(jī)扇門(mén)控制邏輯

在對(duì)地鐵閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要遵循以下控制邏輯。自動(dòng)檢票機(jī)必須做到一次能且只能通過(guò)一位乘客，并且可以對(duì)異常情況進(jìn)行有效控制，這就涉及人體識(shí)別技術(shù)的研究，首先需要按照乘客進(jìn)出方向及乘客進(jìn)出次序?qū)Τ丝瓦M(jìn)行分類，此外，需要對(duì)乘客所攜帶物品進(jìn)行識(shí)別。一般情況下，在單個(gè)乘客持票通過(guò)閘機(jī)通道之后，扇門(mén)需要關(guān)閉，并且不能對(duì)后續(xù)乘客的通行造成不良影響。此外，如果多個(gè)乘客連續(xù)通過(guò)閘機(jī)，則需要保證乘客之間的間距超過(guò)80厘米。

在乘客通行的過(guò)程中，如果乘客未檢票就闖入通道，閘機(jī)的異常情況指示燈會(huì)亮起，并且揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)聲，出現(xiàn)這種情況之后，閘機(jī)不能正常通過(guò)，乘客必須退出閘機(jī)，并且等到顯示歡迎畫(huà)面之后在進(jìn)行正常的刷卡操作。此外，如果兩位乘客使用一張車票連續(xù)通過(guò)，則需要確保能夠及時(shí)檢測(cè)出乘客的異常狀態(tài)，而如果乘客攜帶大型行李物品，則需要與兩位乘客連續(xù)通過(guò)的情況進(jìn)行區(qū)分，并且將其歸為正常通過(guò)情況而非逃票情況。此外，針對(duì)乘客反向進(jìn)入、進(jìn)入后退出、跳躍通過(guò)、匍匐通過(guò)及并排通過(guò)等違規(guī)行為，均需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制邏輯，從而確保閘機(jī)的正常運(yùn)行，并且為乘客提供正常的服務(wù)。

4.地鐵閘機(jī)扇門(mén)控制設(shè)備及其設(shè)計(jì)分析

地鐵閘機(jī)扇門(mén)控制設(shè)備主要是通道檢測(cè)傳感器，傳感器需要對(duì)人體的生物特征進(jìn)行識(shí)別，一般情況下，大多數(shù)地鐵站都采取點(diǎn)式傳感器和紅外對(duì)射傳感器，通過(guò)傳感器對(duì)乘客的位置、方向及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，本文給出了紅外對(duì)射傳感器的示意圖。

在對(duì)乘客進(jìn)行人體識(shí)別的時(shí)候，需要對(duì)一些檢測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別，主要包括對(duì)肘關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的的識(shí)別，一般情況下，在傳感器正常布局的過(guò)程中，人體的肘關(guān)節(jié)應(yīng)該處于閘機(jī)的上半邊緣，而膝關(guān)節(jié)應(yīng)該處于閘機(jī)中部，踝關(guān)節(jié)處于閘機(jī)下半邊緣處，此外，由于人體移動(dòng)過(guò)程中的肘關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)是需要運(yùn)動(dòng)的，因此需要確保傳感器能夠按照人體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)。為了提高人體與物品的區(qū)分度，傳感器需要明確識(shí)別人體的相關(guān)特征和相應(yīng)屬性，例如，亞洲人在行走的過(guò)程中，人體高度處于穩(wěn)定狀態(tài)，但是寬度會(huì)出現(xiàn)小幅度變化，并且膝關(guān)節(jié)以下的腿部會(huì)出現(xiàn)明顯變化，因此，亞洲人在行走的過(guò)程中，就相當(dāng)于用腿部在平面上繪制了一個(gè)以膝關(guān)節(jié)為頂點(diǎn)的扇形，而踝關(guān)節(jié)則位于扇形的圓弧上，因此，膝關(guān)節(jié)作為定點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是在同一水平面上平行運(yùn)動(dòng)的，而踝關(guān)節(jié)則應(yīng)當(dāng)是按照扇形的圓弧進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，因此，頂點(diǎn)的平行運(yùn)動(dòng)軌跡和扇形圓弧的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)當(dāng)成為傳感器信息采集的關(guān)鍵點(diǎn)。

5.閘機(jī)紅外對(duì)射傳感器設(shè)計(jì)區(qū)域分析

紅外對(duì)射傳感器的設(shè)計(jì)區(qū)域應(yīng)當(dāng)包括檢測(cè)邊界區(qū)域、進(jìn)出檢測(cè)區(qū)域、安全進(jìn)出檢測(cè)區(qū)域及附屬檢測(cè)區(qū)域，邊界檢測(cè)區(qū)域包括進(jìn)入邊界區(qū)域和通過(guò)邊界區(qū)域，進(jìn)出檢測(cè)區(qū)域包括進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域和通過(guò)檢測(cè)區(qū)域，安全檢測(cè)區(qū)域包括安全進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域和安全通過(guò)檢測(cè)區(qū)域，而附屬檢測(cè)區(qū)域則與之不同，主要包括可選免授權(quán)檢測(cè)區(qū)域、授權(quán)啟動(dòng)權(quán)利和釋放權(quán)利區(qū)域。

在紅外對(duì)射傳感器設(shè)計(jì)區(qū)域的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先需要考慮人體識(shí)別因素，并且對(duì)人體的比例、構(gòu)造及運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵點(diǎn)的軌跡進(jìn)行分析，進(jìn)而采取新型的人體識(shí)別方法及關(guān)鍵點(diǎn)識(shí)別方法，結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)需求給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，從而提高傳感器的識(shí)別效率。

6.小結(jié)

地鐵閘機(jī)作為現(xiàn)代化門(mén)禁設(shè)備中的代表之一，通過(guò)多項(xiàng)技術(shù)的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，并且為地鐵系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了極大便利，本文對(duì)地鐵閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，希望可以為地鐵閘機(jī)扇門(mén)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作提供一定參考。

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