自动扶梯人身事故综合识别装置

摘要

本发明涉及自动扶梯人身事故综合识别装置,它是由装于自动扶梯梯级两侧的激光对射装置、声音识别模块和紧急处理模块组成，用于检测乘客及物件在自动扶梯运行中是否有异常活动情况，以及发生乘客人身事故时的识别及紧急处理。

说明书

（一）技术领域：

本发明涉及自动扶梯人身事故综合识别装置,它是由装于自动 扶梯梯级两侧的激光对射装置、声音识别模块和紧急处理模块组成， 用于检测乘客及物件在自动扶梯运行中是否有异常活动情况，以及发 生乘客人身事故时的识别及紧急处理。

（二）背景技术：

自动扶梯是广泛使用的公共交通重要工具，因此安全是至关重 要的。现有自动扶梯的安全装置主要是基于机械位移或压力的改变， 例如一旦有物品阻碍了梯级的运行或机械部件产生位移，可使自动扶 梯停止运行，如果异物插入扶手带入口处，使扶手带入口保护装置动 作，自动扶梯也停止运行等等，但是基于机械力改变或机械位移的安 全保护装置，主要适用于防范由异物入侵所产生的安全事故，而对许 多位置人身事故的检测灵敏度显得不够，因此自动扶梯在运行中乘客 手脚损伤事故时有发生，甚至出现因衣物卷入扶梯乘客被活活勒死的 事故。

（三）发明内容：

现有的自动扶梯安全保护装置主要基于机械位移、电流相序改 变、梯级链及扶手带断裂及驱动链张紧度等等检测的保护装置，因此 对于自动扶梯的某些部位，乘客人身安全保护灵敏度不足,而且处理事 故找人时间长。

自动扶梯梯级宽度通常多为60CM至1米，常见的是1米,其每一 梯级可容纳1至2人，因此如果乘客站立在每一梯级踏面上时，其相 邻梯级间在接近梯级踏面外缘处，存在前后两排乘客间站立位置的间 隙它贯通梯级宽度，该间隙可通过光线并可因事故或人员走动被遮挡 产生遮挡信号。

本发明涉及自动扶梯人身事故综合识别装置,它是由激光对射装 置、声音识别模块、紧急处理模块、稳压电源和单片机识别控制模块 组成，其中紧急处理模块设有紧急按钮。激光对射装置由发射装置和 接收装置组成，发射装置中的激光二极管和接收装置中的光线接收头, 分别安装于自动扶梯梯级两侧的围裙板所加工的相应开孔上，并在自 动扶梯静止状态时,选择一个梯级位置用作自动按序遮挡激光对射装 置的光线，使其产生时基脉冲信号。该梯级位置其激光二极管安装在 围裙板上位于梯级踏面外缘段，即梯级踏面与踢板相交处向内离梯路 平面1CM至3CM处，使之运行时该外沿段可遮挡激光二极管的光线， 并将激光二极管埋入围裙板的开孔内，避免运行时与梯级接触，接收 装置中的光线接收头与之对准，可借助激光定位仪等帮助对准。调试 时，先测试确定自动扶梯运行时走过一个梯级的时间和走过一个所述 梯级踏面外缘段的时间，并根据自动扶梯运行误差确定它们的时间误 差范围，上述时间均作为预置值将其存储于单片机识别控制模块的非 易失存储器中，实际运行时单片机根据预置的走过一个梯级踏面外缘 段的时间及误差范围，与运行中产生的遮挡信号时间宽度相比较，确 认一致后取其时间中点记录存储，再利用自动扶梯走过一个梯级的时 间及误差范围，测量确定下一梯级的梯级踏面外缘段遮挡信号的时间 点，如果该点遮挡信号时间宽度超差则按走过一个梯级时间的预置值， 否则按测量值。这样，当自动扶梯运行时激光二极管发出的光线信号 依序被各梯级踏面外缘段遮挡，接收装置就生成了时基脉冲信号，记 录并保存其光线信号通过各梯级踏面外缘的时间,它也是所安装的各 梯级激光对射装置中光线信号通过梯级踏面外缘的时间。因此单片机 可通过时基脉冲信号确定光线通过各梯级踏面外缘的时间,从而辨认 各激光对射装置所探测到的遮挡信号在自动扶梯中所处位置，特别是 通过梯级踏面外缘所有时间点的遮挡信号。

这样，检测某个时段各激光对射装置通过各梯级踏面外缘的时间 及其光线遮挡信号的变化，即可获知该时段乘客及物件在自动扶梯上 是否有异常活动状况。发射装置中包含激光二极管驱动电源，当驱动 电源采用脉冲驱动时须考虑自动扶梯运行速度，即当光线通过所述梯 级踏面外缘段时，应保证有2个以上的脉冲光线通过。

对于产生时基脉冲信号的梯级位置以外的其余梯级位置，则激光 二极管安装位于梯级踏面外缘,即梯级踏面与踢板相交处并离梯路平 面15CM至30CM高度处,激光二极管发出的光线对准接收装置中的光 线接收头，自动扶梯运行时，光线沿自动扶梯倾角α扫描，乘客站立 时与梯路平面形成（90°－α）的夹角，光线经过乘客小腿部时沿斜切 面被遮挡，这样，各光线接收头接收的光电信号经滤波放大整形后,形 成了反映光线被遮挡的脉冲信号。安装时，每一梯级或每两梯级装一 付激光对射装置。所述脉冲信号是经单片机扩展的I∕O口送单片机处 理，每一I∕O口对应一个光线接收头，每一光线接收头不断依序从上 到下（下行梯）或从下到上（上行梯）巡回探测每一个梯级光线遮挡 信息，当上行扶梯随该梯级从下起步运行到上终点，或当下行扶梯随 该梯级从上起步运行到下终点，其信号均从起步开始到终点记录在非 易失存储器中，如果没有乘客人身事故则记录数个循环后清除旧的记 录。当自动扶梯运行时，如果乘客运载大件物品则两相邻梯级之间位 置间隙很可能被遮挡，但该遮挡信号是从起步开始到终点始终存在， 因此如果没有发生人身事故，则所有遮挡信号是有规律的从起点到终 点，如果在自动扶梯运行中发生乘客人身事故，则两相邻梯级之间间 隙就被衣物等遮挡，它是突然发生的，其遮挡信号也可能是缓慢不规 则移动，或因事故时人员走动过程形成不规则变化的遮挡信号，当单 片机通过比较时基脉冲信号各时间点的遮挡信号，并检测到突然发生 的不规则变化的遮挡信号后，如果时间长于4至6秒即确定为事故遮 挡信号，立即发出紧急停止控制信号,如果在2秒以上4至6秒以内,则 发出控制信号使紧急按钮处于启用状态，并点亮红色标识灯。

声音识别模块是由拾音器、音频信号放大器组成，其中音频信号 放大器包含2至3个不同阈值的电压比较器，该阈值的设置应大于自 动扶梯安装位置的背景噪音，并考虑当发生乘客人身事故时，事故当 事人或周围群众的呼喊声的不同分贝值，以区别呼喊声的多少，并结 合激光对射装置的光线被遮挡信号的动态变化情况，以区别现场人身 事故程度不同，如果单片机检测到声音识别模块中有2个电压比较器 检测到音频信号，则发出控制信号使紧急按钮处于启用状态，并点亮 红色标识灯，这时如果单片机同时检测到激光对射装置的事故遮挡信 号，则直接发出紧急停止控制信号，无须等到按压紧急按钮。

（四）附图说明：

图1是自动扶梯人身事故综合识别装置的电路结构方框图；

图2是自动扶梯人身事故综合识别装置的激光对射装置安装位置 示意图。

（五）具体实施方式：

自动扶梯人身事故综合识别装置的电路结构方框图如图1所示, 激光对射装置安装位置示意图如图2所示。在自动扶梯中部选择一个 梯级位置安装激光对射装置用作产生时基脉冲信号，其激光二极管安 装在围裙板上，位于梯级踏面外缘段6，即梯级踏面1与踢板4相交处 3，向内离梯路平面2的1CM至3CM处7，见图2，使之运行时该外沿 段可遮挡激光二极管的光线。在其余梯级两侧的围裙板上加工相应开 孔，各装设一付激光对射装置，其激光二极管在围裙板上安装位于梯 级踏面外缘即梯级踏面1与踢板4相交处3，并离梯路平面2的15CM 至30CM高度处5，见图2。

自动扶梯运行时，如果检测到时间长于4至6秒突然发生的不规 则变化的遮挡信号；或者虽在2秒以上4至6秒以内，但同时声音识 别模块中有2个电压比较器检测到音频信号,则单片机直接发出紧急停 止控制信号。

自动扶梯人身事故综合识别装置结构包括:激光对射装置3、声音 识别模块2、紧急按钮模块4、稳压电源5和单片机识别控制模块1。

激光对射装置3,用于检测乘客及物件在自动扶梯上是否有异常活 动状况及检测事故遮挡信号;

声音识别模块2,用于在发生乘客人身事故时，检测事故现场人员 的呼救声的音频信号。

紧急按钮模块4，由信号放大电路、继电器电路及紧急按钮组成， 紧急按钮触点与单片机中断口相联，单片机仅在启用状态才开放该中 断口。单片机发送紧急停止信号，经I∕O口、信号放大电路使继电器 常开触点吸合，该常开触点与自动扶梯中安全装置的紧急停止按钮的 常开触点并联，从而使自动扶梯停止运行。

稳压电源5，用于提供激光对射装置3、声音识别装置2、紧急按 钮模块4、和单片机识别控制模块1的稳压电源；

单片机识别控制模块1，用于识别探测到的光线遮挡信号和声音信 号，并提供控制信号。