随着城市化进程加快和城市人口的日益增加,地铁作为大容量公共交通工具,在现代都市中发挥着日益重要的作用。为了营造安全舒适的环境,确保地铁安全运行,防止乘客意外跌落、碰伤等事故的发生,地铁公司在站台与铁轨之间增设屏蔽门,有力的保障了旅客的人身安全。但屏蔽门和列车间隙仍存在安全隐患,如果乘客或随身箱包刚好处在站台与列车之间,有被夹伤的危险。在安全性和自动化程度方面存在一定的局限性。为防止此类事故的发生,地铁公司多采用人工监控的方式,在站台的进站口靠近屏蔽门侧加装光带,列车启动前驾驶员在出站口靠近屏蔽门侧观测光带,同时,站台安保人员对每个屏蔽门区域进行监控。这种检测方式存在以下弊端：第一、对于地上站台,受雨雾天气影响严重。第二、人工监控效率不高,不能满足地铁运营快速高效的要求。第三、人工监控安全性低,长期重复的工作容易导致监控不准确。基于以上原因,部分地铁公司考虑减小屏蔽门和列车之间的距离,但由于列车的鼓型设计,屏蔽门和列车之间距离的缩小增加了列车运行时撞门的概率。针对屏蔽门和轨道间隙安全状态的自动检测,目前世界上尚无完善方案。本课题针对轨道交通的特殊环境,采用一类激光器,设计一种适合屏蔽门和轨道间隙防护的检测系统,自动检测屏蔽门和轨道的间隙状态,控制列车运行的安全回路,保障地铁安全运营,并提供多种状态指示和状态信息存储功能,为地铁安全运营的维护工作提供数据依据。本文研究的屏蔽门和轨道间隙防护的间隙检测系统,主要内容包括安全光幕设计,智能节点模块设计,终端控制系统设计和数据传输接口设计。安全光幕：采用一类激光光源,与接收形成一一对应的探测光束,检测屏蔽门和轨道间隙的状态,受光信号经过识别、处理后控制光幕的输出状态,形成含有动态检测信息的电平信号,输出到智能节点模块。智能节点模块：实时采集安全光幕的输出状态,通过CAN总线和硬线双路信号与终端控制系统高速组网,使单点分布的光幕形成地址唯一、远程信息采集的智能节点。终端控制系统：采用嵌入式系统和CAN总线接口,协调各节点工作,通过CAN总线和独立的硬线信号,实现网络化检测控制；与屏蔽门系统安全回路连锁,实现站台缝隙检测和列车出站的自动化控制。具有检测状态显示、数据存储、声光报警等功能。数据传输接口：采用无源触点与PSD(屏蔽门)控制系统进行信号传输,采用485总线将系统状态信号传送到上位机。功能安全：依据国际标准IEC61508,采用安全生命周期的管理方法和V模式设计系统,实现功能安全SIL3的要求,保障列车安全可靠运行。本课题的创新点主要包括：1.将激光光源应用于Type4型安全光幕,采用脉冲调制方式,满足一类激光产品的指标,实现200米的超长检测距离。2.安全光幕首次用于轨道交通领域,实现屏蔽门和轨道间隙的自动检测系。3.通过嵌入智能系统和现场总线协议,使安全光幕成为智能节点,实现与地铁自动控制系统信息的网联、共享和控制。