上海軌道交通智慧地鐵車站的自動(dòng)扶梯智能化改造

1研究背景

近年來(lái),隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,城市信息化應(yīng)用水平不斷提升,智慧城市建設(shè)在各地相繼開(kāi)展。結(jié)合智慧城市的理念,軌道交通的智慧化也成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。車站作為軌道交通的主要載體,實(shí)施智慧車站的建設(shè),將大大提升地鐵的服務(wù)水平及運(yùn)營(yíng)管理能力。

隨著地鐵線路的不斷新建,投入使用的自動(dòng)扶梯數(shù)量呈直線上升趨勢(shì)。據(jù)官網(wǎng)統(tǒng)計(jì),上海建成運(yùn)營(yíng)的軌道交通線路已達(dá)16條,車站共423座,投入運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)扶梯超4000部,每日運(yùn)送旅客最高可達(dá)1000多萬(wàn)人次。2018年上海地鐵選取漢中路站、諸光路站及惠南站等,開(kāi)展了智慧車站的試點(diǎn)改造工作,通過(guò)對(duì)自動(dòng)扶梯與電梯系統(tǒng)及其他機(jī)電系統(tǒng)和末端設(shè)備的改造,實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景的聯(lián)動(dòng)控制,提高運(yùn)營(yíng)人員的管理效率,提升車站的管控能力,保證地鐵的運(yùn)營(yíng)安全。本文將著重介紹自動(dòng)扶梯在智慧車站改造中的相關(guān)內(nèi)容及方案。

2現(xiàn)狀及需求

2.1現(xiàn)狀分析

目前上海地鐵自動(dòng)扶梯采用就地操作的管理模式。自動(dòng)扶梯不設(shè)專職操作人員,以減少車站定員,在每天運(yùn)營(yíng)前和結(jié)束后,由車站值班人員就地啟動(dòng)或關(guān)停自動(dòng)扶梯。同時(shí),車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視自動(dòng)扶梯的運(yùn)行狀態(tài),但不控制其運(yùn)行。

自動(dòng)扶梯屬于特種設(shè)備,采用委外維修管理模式,如扶梯發(fā)生故障,值班人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)疏導(dǎo)乘客,停梯后通知專業(yè)維修人員進(jìn)行維修。

2.2需求分析

2.2.1安全乘梯需求

自動(dòng)扶梯作為車站內(nèi)與乘客接觸最為緊密的設(shè)備,安全應(yīng)是首要考慮因素,除滿足《自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范》(GB16899一2011)外,還應(yīng)考慮地鐵車站客流大、服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)、乘客素質(zhì)有差別等因素,并對(duì)可能的突發(fā)事故預(yù)設(shè)好緊急應(yīng)對(duì)方案,最大程度地保證乘客安全。2.2.2運(yùn)營(yíng)管理需求

自動(dòng)扶梯的管理主要分為設(shè)備管理及客運(yùn)管理兩個(gè)方面。設(shè)備管理包含了自動(dòng)扶梯的開(kāi)/關(guān)梯、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、故障維修處理等:客運(yùn)管理主要是掌握扶梯客流狀態(tài)并制定不同預(yù)案,如大客流、乘客摔倒、攜大件行李的乘客乘梯、扶梯出入口乘客滯留等情況。

2.3運(yùn)營(yíng)管理存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)與地鐵車站運(yùn)營(yíng)人員的對(duì)接及調(diào)查,自動(dòng)扶梯的運(yùn)營(yíng)管理普遍存在如下問(wèn)題:(1)勞動(dòng)強(qiáng)度大:(2)系統(tǒng)集成度不高,管理效率低:(3)扶梯故障處理效率低,客運(yùn)壓力大等。

3自動(dòng)扶梯智能化改造

在確保乘客安全的前提下,自動(dòng)扶梯通過(guò)噪聲傳感器、高清數(shù)碼攝像機(jī),運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、圖像分析技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)扶梯的智能化改造。改造主要涉及3個(gè)方面:(1)增加自動(dòng)扶梯狀態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn),實(shí)時(shí)掌握扶梯運(yùn)行狀態(tài):(2)將自動(dòng)扶梯納入物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)線上管理,完善運(yùn)營(yíng)人員的權(quán)限管理:(3)新增扶梯基本功能,包括自動(dòng)扶梯智能安全警示、自動(dòng)扶梯出口擁堵安全防護(hù)、車站智能語(yǔ)音播報(bào)和早晚安全自動(dòng)啟停等。

3.1系統(tǒng)方案

自動(dòng)扶梯智能化改造包括自動(dòng)扶梯智能化軟件設(shè)計(jì)及配套硬件的改造。軟件主要包含自動(dòng)扶梯在線監(jiān)測(cè)、信號(hào)采集、語(yǔ)音播報(bào)、自動(dòng)啟?？刂啤⑦h(yuǎn)程急?？刂萍皥D像分析等內(nèi)容。硬件包括監(jiān)控終端、語(yǔ)音播報(bào)裝置、噪聲傳感器、遠(yuǎn)程控制裝置組件、自動(dòng)扶梯接口裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、高清攝像機(jī)及圖像分析服務(wù)器等。

3.2系統(tǒng)功能

3.2.1在線監(jiān)測(cè)功能

通過(guò)儲(chǔ)存和記錄自動(dòng)扶梯的運(yùn)行及故障信息,以無(wú)線傳輸技術(shù)將信息輸送到廠家的遠(yuǎn)程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng),同時(shí)以有線方式將信息同步上傳至車站綜合監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)扶梯運(yùn)行和故障信息等數(shù)據(jù)的管理。

(1)采集扶梯的運(yùn)行狀況及故障信息,進(jìn)行匯總分析,形成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表及設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀況評(píng)估報(bào)告,以更好地制定維護(hù)維修計(jì)劃。(2)自動(dòng)通知專業(yè)技術(shù)人員至現(xiàn)場(chǎng)排除故障,解救被困乘客。(3)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)維保人員的遠(yuǎn)程監(jiān)督和技術(shù)支持,確保其及時(shí)準(zhǔn)確地完成維保工作。

3.2.2自動(dòng)扶梯安全警示功能

通過(guò)自動(dòng)扶梯上方攝像頭對(duì)扶梯上乘客的行為抓拍,結(jié)合圖像分析軟件預(yù)設(shè)的事件定義,對(duì)滿足觸發(fā)條件的行為進(jìn)行警示,車控室監(jiān)控平臺(tái)自動(dòng)跳出操作指示。采用的場(chǎng)景及事件定義如表1所示。

如判斷發(fā)生以上事件時(shí),對(duì)應(yīng)的視頻將自動(dòng)在監(jiān)控終端界面上聯(lián)動(dòng)顯示,并發(fā)出提示音,提醒該自動(dòng)扶梯可能存在上述危險(xiǎn)行為。車控室站務(wù)人員可按下監(jiān)控終端上的遠(yuǎn)程急停按鈕,使自動(dòng)扶梯停止。

3.2.3自動(dòng)扶梯出口擁堵安全防護(hù)功能

通過(guò)安裝在自動(dòng)扶梯出口上方的高清攝像機(jī),并結(jié)合扶梯運(yùn)行方向信號(hào),判斷自動(dòng)扶梯的出口處是否發(fā)生了擁堵現(xiàn)象。采用的場(chǎng)景及事件定義為:自動(dòng)扶梯出口區(qū)域阻塞,人員聚集超一定時(shí)長(zhǎng),則被認(rèn)定為自動(dòng)扶梯出口擁堵事件。

如判斷發(fā)生擁堵現(xiàn)象,對(duì)應(yīng)的視頻將自動(dòng)在監(jiān)控終端界面上聯(lián)動(dòng)顯示,并發(fā)出提示音,提醒該自動(dòng)扶梯可能存在擁堵造成危險(xiǎn),站務(wù)人員可按下監(jiān)控終端上的遠(yuǎn)程急停按鈕,使自動(dòng)扶梯停止。

3.2.4車站智能語(yǔ)音播報(bào)功能

通過(guò)噪聲傳感器對(duì)周圍聲音的辨別,扶梯入口探測(cè)裝置對(duì)乘客的感應(yīng),圖像分析軟件對(duì)事件的定義,實(shí)現(xiàn)扶梯出入口上方語(yǔ)音播報(bào)裝置的自動(dòng)音量調(diào)節(jié)及語(yǔ)音播報(bào),具體功能如表2所示。

3.2.5扶梯自動(dòng)啟停功能

為降低站務(wù)人員工作強(qiáng)度,在滿足《自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范》(GB16899—2011)并確保梯級(jí)上沒(méi)有乘客的情況下,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扶梯安全地早晨自動(dòng)啟動(dòng)、晚上自動(dòng)停止。

扶梯監(jiān)控終端每24h向自動(dòng)扶梯發(fā)起時(shí)鐘校準(zhǔn)。根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)間要求,結(jié)束運(yùn)營(yíng)前,語(yǔ)音提示2min后切換至停運(yùn)待機(jī):開(kāi)始運(yùn)營(yíng)前,語(yǔ)音提示2min后切換至名義速度運(yùn)行。

上述功能的實(shí)現(xiàn)需滿足以下前提:

(1)自動(dòng)啟動(dòng)和停止時(shí)確保自動(dòng)扶梯上沒(méi)有乘客:(2)車站停止運(yùn)營(yíng)后自動(dòng)扶梯處于停機(jī)狀態(tài),非工作人員無(wú)法啟動(dòng)自動(dòng)扶梯:(3)車站開(kāi)始運(yùn)營(yíng)前檢測(cè)自動(dòng)扶梯是否存在異常,確保自動(dòng)扶梯上沒(méi)有乘客,并自動(dòng)喚醒:(4)通過(guò)監(jiān)控終端監(jiān)測(cè)自動(dòng)扶梯是否正常自動(dòng)啟動(dòng)/停止,并提醒車站工作人員進(jìn)行相應(yīng)操作。

4結(jié)語(yǔ)

目前諸光路站及惠南站完成了智慧車站整體改造,漢中路站完成了自動(dòng)扶梯智能化獨(dú)立改造,使用效果良好。通過(guò)對(duì)扶梯智能化改造,實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、智能判斷、智能巡視、故障報(bào)修和工單生成自動(dòng)化、作業(yè)任務(wù)自動(dòng)派發(fā)等,提高了乘客乘梯安全性及體驗(yàn)度,提高了站務(wù)人員作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度及設(shè)備管理效率。

自動(dòng)扶梯設(shè)備本身的技術(shù)已十分成熟,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,地鐵車站內(nèi)以自動(dòng)扶梯為載體,與相關(guān)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合,將進(jìn)一步提升自動(dòng)扶梯的發(fā)展空間。地鐵內(nèi)自動(dòng)扶梯智能化尚處于初期應(yīng)用階段,通過(guò)對(duì)地鐵車站內(nèi)自動(dòng)扶梯智能化試點(diǎn)改造,逐步積累經(jīng)驗(yàn),為后期自動(dòng)扶梯大數(shù)據(jù)下的預(yù)維護(hù)、智慧車站升級(jí)改造及新線建設(shè)全自動(dòng)駕駛線路,提供了相關(guān)配套方案及參考經(jīng)驗(yàn)。