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摘要：目前大部分地铁出入口闸机选择的是三辊闸和圆角挡闸，不能有效的防止出入口的尾随现象。本文提出了一种双向互锁系统，能够有效的防止尾随。
关键词：闸机 双向互锁尾随
中图分类号:文献标识码:文章编号:
0 引言
目前地铁出入口的闸机大部分选择的是三辊闸和圆角挡闸，在实际使用过程中，常常会有贴身尾随通过闸口的现象1。
图1 圆角挡闸和三辊闸
地铁实施一人一票，自备零钞，自觉排队购票；通过闸机时，先将车票或月票卡，在验票区验票，确定闸机顶部灯亮，听到“嘀”一声响，且闸机门开启后，可及时通过闸机；进、出闸机时，应与前面的乘客保持一定的距离，待前面乘客通行完毕且闸机门关闭后，再检票进、出闸，如用票或卡无法进出站时，及时退出闸机道口，勿滞留、阻碍闸机道口，影响后面乘客进出，并及时联系地铁工作人员寻求帮助2。
在实际使用当中，两种闸机都不能有效防止尾随通过的现象3。通过圆角挡闸的时候，当一票刷开门时，容易发生两人迅速通过闸机的现象，虽然有些圆角挡闸在一个人以上通过闸口时会发出报警，但是不能有效防止尾随通过的情况发生。三辊闸每次成功刷卡后转动1200，当一人购票，两人贴身时还是可以通过，这样就造成一票多人通过闸口，给地铁公司造成经济损失。
1 闸机设计
地铁中目前多数采用的圆角挡闸，如图2所示，它的基本通行逻辑为：在非付费区刷卡后，双向挡闸打开，当人员通行过后，双向挡闸关闭。在这样一个过程中，由于人员通行过后挡闸关闭有一个时间差，在这个时间差中容易发生尾随事件。目前的闸机系统中对于该事件会发出现场报警功能，但是不能有效制止该事件的发生。
图2 圆角挡闸俯视图 图3 改进后的圆角挡闸俯视图
如图3所示，改进后的圆角挡闸，将两个挡闸错位，独立控制。与原来的闸机相比，改进后的闸机在中间有了一个中转区。在闸机距离地面25公分水平方向每隔45公分安装一个红外线装置，共安装四个，如图4所示红外线①②③④，在距离地面100公分，中转区靠近非付费区挡闸位置安装红外线装置⑤，在距离地面100公分，靠近付费区挡闸的位置安装红外线装置⑥，在中转区中间位置安装了红外线装置⑦。
2通行逻辑
如图4所示，改进后的闸机的基本通行逻辑为：人员在A区刷卡后非付费区挡闸打开，付费区挡闸保持关闭状态；假设右腿先迈进B区，此时1号红外线检测到一次，当左腿迈过1号红外线时，1号红外线检测到第二次，此时依据人行走的步伐特点，人身已经跨过非付费区挡闸，此时非付费区挡闸关闭，右腿还在B区，左腿跨过2号红外线进入C区，当右腿跨过2号红外线，通过C区，进入D区时，3号红外线检测到第一次，此时，当左腿向前迈步，跨过3号红外线时，如果2号红外线未检测到有非法入侵，那么付费区挡闸打开，左腿跨过4号红外线，迈入E区，当右腿也跨过4号红外线时，付费区挡闸关闭。
图4 互锁闸机示意图
3方案优势
本方案的优势在于，错位互锁方式增加的中转区域使得系统通过通行逻辑有足够的时间判断是否发生非法入侵或者尾随想象，并且将尾随人员锁于中转区。
可能出现的几种情况分析：
第一、当未刷卡或者刷卡不成功的情况下就跨越1号红外线时，系统自动报警，无法通行。
第二、闸机宽度设计只允许一人通行，这样避免两人一票并排通行。
第三、当人员刷卡成功通行时，右腿先迈入B区，在左腿跨过1号红外线时，系统以最短时间关闭非付费区挡闸，此时在中转区只有一人。有效防止尾随事件的发生。
第四、当人员刷卡成功时，必须触碰1号红外线，非付费区挡闸才会打开。这样就避免刷卡后挡闸直接打开，通行人员抬高腿跨过1号红外线系统无法自动关闭非付费区挡闸而发生尾随现象。
第五、当在第三种情况下，如果在非付费区挡闸打开后，人员通过的时候，左腿抬高跨过时，1号红外线未能检测到第二次的情况下，尾随人员可以一条腿抬高跨过，另一条腿被1号红外线检测到，这样在中转区就会有两人。 而系统未检测到。为了避免这种情况的发生，所以在闸机通道距离地面100公分的位置安装了红外线装置⑤⑥⑦。根据人体特点和步行规律，当红外线⑤检测到一次时，那么意味着有人的躯体部位已经越过，此时无论1号红外线检测到的是一次還是两次，系统将判断为已经有人通过非付费区，进入了中转区，此时非付费区挡闸将自动关闭。当7号红外线检测到一次，则系统认为有一人要通过中转区进入付费区，所以，无论此时2号红外线和3号红外线检测到的是一次还是两次，系统都将打开付费区挡闸，当6号红外线检测到一次，此时无论4号红外线检测到或否，系统都将关闭付费区挡闸。
第六、如果再付费区挡闸动打开之前，5号红外线检测到两次或者2号红外线检测到三次，那么系统将认为发生尾随现象，自动关闭非付费区挡闸，同时不打开付费区挡闸，并且报警。
与原先的圆角闸机相比，从整个系统的设计来看，本设计主要有两个特点：第一、中间多了一个中转区，在这一区域中依据人体特点和步行特点来判断是否发生尾随现象。第二、当发生尾随现象，系统将自动关闭非付费区和付费区挡闸，将尾随者关闭于中转区域，并发出报警，由于闸机宽度只能一人横向通过，所以当发生尾随现象后，可以判断，前面一人为合法通行者，后者为尾随者。
4总结
综上所述，从理论上来讲，该设想不但能够有效防止地铁闸机通行过程中的尾随现象，而且还可以在发生尾随现象时将非法通行者关闭于闸机通道中，并且系统报警，以便现场管理人员及时处理。为地铁的运营起到重要的作用。
为了能够满足实际生产和生活的需要，该系统的设想还需要根据人体特点和步行特点在试验的条件下进行验证，以便合理布置红外线装置的位置，达到最佳效果！
参考文献
[1] 罗煌 地铁自动售检票系统闸机通行逻辑浅析《轨道交通纵横》2011
[2] 郭君霞唐玲 地铁闸机语音提示系统的开发与实现 《电工技术》 2009年05期
[3] 牟总斌 基于人体头肩部与步态检测的闸机通行逻辑 《城市轨道交通研究》2008年08期
[4] 郭君霞 唐玲地铁闸机语音提示系统的开发与实现 《电工技术》2009年05期
[5] 田娟荣 周孝清 李健 地铁自动检票闸机对人员疏散的影响分析 《火灾科学》2006年1期
[6]裵顺鑫 张宁 地铁自动售检票系统的互联标准 《都市快轨交通》2007年10月第20卷
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：闸机 双向互锁尾随
中图分类号:文献标识码:文章编号:
0 引言
目前地铁出入口的闸机大部分选择的是三辊闸和圆角挡闸，在实际使用过程中，常常会有贴身尾随通过闸口的现象1。
图1 圆角挡闸和三辊闸
地铁实施一人一票，自备零钞，自觉排队购票；通过闸机时，先将车票或月票卡，在验票区验票，确定闸机顶部灯亮，听到“嘀”一声响，且闸机门开启后，可及时通过闸机；进、出闸机时，应与前面的乘客保持一定的距离，待前面乘客通行完毕且闸机门关闭后，再检票进、出闸，如用票或卡无法进出站时，及时退出闸机道口，勿滞留、阻碍闸机道口，影响后面乘客进出，并及时联系地铁工作人员寻求帮助2。
在实际使用当中，两种闸机都不能有效防止尾随通过的现象3。通过圆角挡闸的时候，当一票刷开门时，容易发生两人迅速通过闸机的现象，虽然有些圆角挡闸在一个人以上通过闸口时会发出报警，但是不能有效防止尾随通过的情况发生。三辊闸每次成功刷卡后转动1200，当一人购票，两人贴身时还是可以通过，这样就造成一票多人通过闸口，给地铁公司造成经济损失。
1 闸机设计
地铁中目前多数采用的圆角挡闸，如图2所示，它的基本通行逻辑为：在非付费区刷卡后，双向挡闸打开，当人员通行过后，双向挡闸关闭。在这样一个过程中，由于人员通行过后挡闸关闭有一个时间差，在这个时间差中容易发生尾随事件。目前的闸机系统中对于该事件会发出现场报警功能，但是不能有效制止该事件的发生。
图2 圆角挡闸俯视图 图3 改进后的圆角挡闸俯视图
如图3所示，改进后的圆角挡闸，将两个挡闸错位，独立控制。与原来的闸机相比，改进后的闸机在中间有了一个中转区。在闸机距离地面25公分水平方向每隔45公分安装一个红外线装置，共安装四个，如图4所示红外线①②③④，在距离地面100公分，中转区靠近非付费区挡闸位置安装红外线装置⑤，在距离地面100公分，靠近付费区挡闸的位置安装红外线装置⑥，在中转区中间位置安装了红外线装置⑦。
2通行逻辑
如图4所示，改进后的闸机的基本通行逻辑为：人员在A区刷卡后非付费区挡闸打开，付费区挡闸保持关闭状态；假设右腿先迈进B区，此时1号红外线检测到一次，当左腿迈过1号红外线时，1号红外线检测到第二次，此时依据人行走的步伐特点，人身已经跨过非付费区挡闸，此时非付费区挡闸关闭，右腿还在B区，左腿跨过2号红外线进入C区，当右腿跨过2号红外线，通过C区，进入D区时，3号红外线检测到第一次，此时，当左腿向前迈步，跨过3号红外线时，如果2号红外线未检测到有非法入侵，那么付费区挡闸打开，左腿跨过4号红外线，迈入E区，当右腿也跨过4号红外线时，付费区挡闸关闭。
图4 互锁闸机示意图
3方案优势
本方案的优势在于，错位互锁方式增加的中转区域使得系统通过通行逻辑有足够的时间判断是否发生非法入侵或者尾随想象，并且将尾随人员锁于中转区。
可能出现的几种情况分析：
第一、当未刷卡或者刷卡不成功的情况下就跨越1号红外线时，系统自动报警，无法通行。
第二、闸机宽度设计只允许一人通行，这样避免两人一票并排通行。
第三、当人员刷卡成功通行时，右腿先迈入B区，在左腿跨过1号红外线时，系统以最短时间关闭非付费区挡闸，此时在中转区只有一人。有效防止尾随事件的发生。
第四、当人员刷卡成功时，必须触碰1号红外线，非付费区挡闸才会打开。这样就避免刷卡后挡闸直接打开，通行人员抬高腿跨过1号红外线系统无法自动关闭非付费区挡闸而发生尾随现象。
第五、当在第三种情况下，如果在非付费区挡闸打开后，人员通过的时候，左腿抬高跨过时，1号红外线未能检测到第二次的情况下，尾随人员可以一条腿抬高跨过，另一条腿被1号红外线检测到，这样在中转区就会有两人。 而系统未检测到。为了避免这种情况的发生，所以在闸机通道距离地面100公分的位置安装了红外线装置⑤⑥⑦。根据人体特点和步行规律，当红外线⑤检测到一次时，那么意味着有人的躯体部位已经越过，此时无论1号红外线检测到的是一次還是两次，系统将判断为已经有人通过非付费区，进入了中转区，此时非付费区挡闸将自动关闭。当7号红外线检测到一次，则系统认为有一人要通过中转区进入付费区，所以，无论此时2号红外线和3号红外线检测到的是一次还是两次，系统都将打开付费区挡闸，当6号红外线检测到一次，此时无论4号红外线检测到或否，系统都将关闭付费区挡闸。
第六、如果再付费区挡闸动打开之前，5号红外线检测到两次或者2号红外线检测到三次，那么系统将认为发生尾随现象，自动关闭非付费区挡闸，同时不打开付费区挡闸，并且报警。
与原先的圆角闸机相比，从整个系统的设计来看，本设计主要有两个特点：第一、中间多了一个中转区，在这一区域中依据人体特点和步行特点来判断是否发生尾随现象。第二、当发生尾随现象，系统将自动关闭非付费区和付费区挡闸，将尾随者关闭于中转区域，并发出报警，由于闸机宽度只能一人横向通过，所以当发生尾随现象后，可以判断，前面一人为合法通行者，后者为尾随者。
4总结
综上所述，从理论上来讲，该设想不但能够有效防止地铁闸机通行过程中的尾随现象，而且还可以在发生尾随现象时将非法通行者关闭于闸机通道中，并且系统报警，以便现场管理人员及时处理。为地铁的运营起到重要的作用。
为了能够满足实际生产和生活的需要，该系统的设想还需要根据人体特点和步行特点在试验的条件下进行验证，以便合理布置红外线装置的位置，达到最佳效果！
参考文献
[1] 罗煌 地铁自动售检票系统闸机通行逻辑浅析《轨道交通纵横》2011
[2] 郭君霞唐玲 地铁闸机语音提示系统的开发与实现 《电工技术》 2009年05期
[3] 牟总斌 基于人体头肩部与步态检测的闸机通行逻辑 《城市轨道交通研究》2008年08期
[4] 郭君霞 唐玲地铁闸机语音提示系统的开发与实现 《电工技术》2009年05期
[5] 田娟荣 周孝清 李健 地铁自动检票闸机对人员疏散的影响分析 《火灾科学》2006年1期
[6]裵顺鑫 张宁 地铁自动售检票系统的互联标准 《都市快轨交通》2007年10月第20卷
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。