CN113353773B - 一种旅客登机梯登机平台防拥跌落控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种旅客登机梯登机平台防拥跌落控制方法，基于在电动扶梯与登机平台衔接处和登机平台与飞机舱门衔接处设置两组传感器，检测某时刻在登机平台上滞留的人数，控制电动扶梯的速度，另外根据平台承重量结合人数控制扶梯的速度。用于登机模式，避免了旅客在登机时造成的拥堵，甚至跌落事故的发生。

Description

一种旅客登机梯登机平台防拥跌落控制方法

技术领域

本发明涉及旅客登机梯控制技术领域，特别是关于一种旅客登机梯登机平台防拥堵跌落的控制方法。

背景技术

目前，旅客在登机时或者飞机到达机场后旅客下飞机时，使用登机梯的情况下基本都是利用踏步客梯专用车作为辅助登机或下机装置。这种装置虽然能够辅助对接地面与机舱门，然而，使用这种登机装置，仍然需要旅客徒步上行或下行数米的高度，一方面旅客上、下踏步客梯效率低，另一方面，对于弱势群体比如老人、孕妇、残疾人、小孩等，使用踏步客梯上机或下机时，给携带行李的他们带来了诸多不便，降低了弱势群体出行的安全系数，因此踏步客梯并不是便利于大众群体的登机工具。虽然目前也尝试过自动登机扶梯，但上飞机时会造成旅客在登机梯前端平台的拥堵，甚至是旅客因拥堵而跌落的问题，故而无法实际应用。

因此，在原有自动登机扶梯的基础上，加以改进，加入保护措施，是噬待解决的问题。

发明内容

为解决这种问题，本发明提供一种旅客登机梯登机平台防拥跌落控制方法，本发明着力于通过多种传感器相结合实时监测前端登机平台旅客流动数量进而控制电梯运行速度，从而避免旅客拥挤现象的出现以及消除因拥挤导致旅客跌落的安全隐患。

本发明所采用的技术方案如下：

一种旅客登机梯登机平台防拥跌落控制方法，是基于在电动扶梯与登机平台衔接处设置第一组传感器，在登机平台与飞机舱门衔接处设置第二组传感器，计算某时刻在登机平台上滞留的人数Y，然后根据登机平台上滞留的人数控制所述电动扶梯的速度，其中，所述登机平台上滞留的人数按下式计算：

Y＝N_z-N_x，

N_z：从电动扶梯到登机平台的人数，

N_x：从登机平台到飞机舱门的人数，

设P为某时刻经过每组传感器的可测人数占据的宽度，

当P的值在20cm-60cm时有：N_Z＝N₁+1，N_X＝N₂+1，

当P的值大于60cm时有：N_Z＝N₁+2，N_X＝N₂+2，

N₁：第一组传感器检测到通过检测区的人数，

N₂：第二组传感器检测到通过检测区的人数。

优选地，所述第一组传感器、第二组传感器，各有两个传感器，每组的两个传感器分别安装在离登机平台高1.2m-1.5m的两侧护板上，同组的两个传感器为同轴安装。

优选地，所述P的计算方法为：

P＝H-B₁-B₂，

H：同组两个传感器中心之间的距离，

B₁：其中一个传感器中心与人的靠近一侧之间的距离，

B₂：其中另一个传感器中心与人的靠近一侧之间的距离。

优选地，根据所述P对人数进行计数的方法为：

如果P值小于20cm，不计数；

如果P的值由小于20cm变化到20cm-60cm范围内，计数器的值加1；

如果P的值由20cm-60cm变为大于60cm时，计数器的值再加1；

如果P的值由大于60cm变为小于60cm，计数器值不变。

优选地，在所述登机平台底部设置压力传感器，结合所述压力传感器测得的实时承受压力值P_t和所述登机平台上滞留的人数Y，控制所述电动扶梯的速度：

设：

P_max：平台承受压力的最大设定值，P_max＝P_standard*S，kg

P_standard：每平方米平台所承受的标准压力，P_standard＝152，kg/m²

P_t：平台实时承受的压力，kg

S：登机平台的面积，m²

登机平台上每平方米所站人数

ω_max：电动扶梯最大额定角速度

则有：

当Y≤(1/5)

时，电动扶梯的驱动电机以ω_max运行；

当(1/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.8ω_max运行；

当(2/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.6ω_max运行；

当(3/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.4ω_max运行；

当(4/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.2ω_max运行；

当

时，电动扶梯的驱动电机以角速度0运行。

优选地，当平台实时承受压力值P_t大于P_max时，令电动扶梯的驱动电机由当前速度以角加速度0.1m/rs²降到0；

当平台实时承受压力值P_t为0，当红外信号发生和接收器检测有人登机时，电动扶梯的驱动电机以最大额定角速度ω_max运行。

优选地，电动扶梯在启停阶段的控制如下：

当红外信号发生和接收器检测到电动扶梯下端第一台阶上有人通过时，以当前时刻作为路程积分的起始时刻；当没有人通过时，延续上一次有人通过的时间起点作为路程积分的起始时刻，

其中：a为路程积分的起始时刻，t为当前时刻，p_trigger为红外信号发生和接收器信号，1代表有人通过，0代表无人通过；

采集电动扶梯的电机转速，将电机转速ω与电机传动轮半径r的乘积对时间进行积分，得出当前扶梯上最后一名旅客所站台阶经过的距离L(t)：

当L(t)大于扶梯总长度l_lift时，扶梯停止运动，否则扶梯按正常控制程序运行。

以上控制所述电动扶梯的速度，主要用于登机模式。

本发明通过设置两组传感器，分区域检测登机人数，从而判断某时刻登机平台上人数是否超员，然后根据超员与否调整电动扶梯的运行速度，从而避免了旅客在登机时造成的拥堵，甚至因拥堵而跌落的事故发生。另外，结合平台承重量，进一步判断人员是否超载，控制扶梯速度，更具有科学性。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1：旅客登机梯与飞机衔接图；

图2：登机平台的立体图；

图3：一个人通过检测区时的距离检测示意；

图4：两个人并排经过检测区时的距离检测示意；

图5：压力传感器安装图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

如图1、2所示，本发明通过设置两组传感器来检测登机人员流动数量。第一组传感器1安置在与电动扶梯3相靠近的一侧登机平台4上，离登机平台表面高1.2m-1.5m的护板上，第二组传感器2安置在与飞机舱门5靠近的一侧登机平台4上，也是离登机平台表面高1.2m-1.5m的位置。第一组传感器1用于检测离开电动扶梯进入登机平台的人数，第二组传感器2用于检测离开登机平台进入飞机的人数。本发明还通过在电动扶梯3的上行第一级台阶上方0.5m处设置一个红外信号发生和接收器6，用于检测人员登梯。

首先，设置红外信号发生和接收器6的目的是检测是否有人登上电动扶梯。由于登机人员是由机场摆渡车送至飞机附近，旅客登机具有一定的时间聚集性，所以为了提高经济性，减少扶梯在无人情况下的运行时间，需要通过检测是否有人登上扶梯，控制扶梯的启停方式。

其次，设置两组传感器的目的是减小旅客在两组传感器检测范围内来回走动带来的测量误差。传感器选择安装在离平台表面高1.2m-1.5m的位置，是为了避免旅客所携带的行李对传感器检测造成的影响，因为普通人身高普遍在1.5m以上，所以传感器检测的位置为肩部略上或略下的部位。

进一步地，每一组传感器都包括两个传感器，第一组传感器1包括一号传感器11和二号传感器12，第二组传感器2包括三号传感器21和四号传感器22。每一组的两个传感器分别安装在登机平台两侧的护板上，这样安装是为了以下考虑：避免两个以上的旅客并排通过检测区域时而漏检。因为电动扶梯的宽度一般为1米左右，飞机舱门的宽度为80cm左右，再根据一个人的宽度为45cm左右，所以一般最多可并排两个人通过测距传感器检测区域，测距传感器设置的最大检测范围为两个人的并行距离。所有传感器均为激光测距传感器。

进一步地，一号传感器11和二号传感器12的安装位置为轴心重合，三号传感器21和四号传感器22的安装位置也为轴心重合，通过两组同轴传感器的信号变化，判断一定时间内通过检测区域的旅客流量和同一时间并排通过通道的旅客数量。

通过在同一组传感器中设置两个传感器，可测得两个传感器之间可测物体(即人)占据的宽度为：P＝H-B₁-B₂。H为同组两个传感器中心之间的距离，B₁为其中一个传感器中心与人的靠近一侧之间的距离，B2为其中另一个传感器中心与人的靠近一侧之间的距离。根据正常人的肩部及肩部以下部位的宽度，提出记录人数方法如下：

当P的值在20cm-60cm范围内时认为一个人通过，即当P在20-60cm内时为有效值，计数器的值加1且只加一次，如图3所示。

当P的值直接从小于20cm变化到大于60cm时，认为两位旅客并排通过检测区域，计数器的值加2且只加一次，如图4所示。

如果两个人并非直接并排，而是交叉通过的时候，首先检测到第一个人的时候，P的值直接从小于20cm变化到20cm-60cm范围内，计数器的值加1；P的值由20cm-60cm再变换为大于60cm时，计数器的值再加1，否则不加。

如果一个人长时间遮挡测距传感器，测距传感器检测为一个人的宽度时，此时如果另一个人从其旁经过，P的值由20cm-60cm变换为大于60cm，P的值第一次大于60cm时为有效值，计数器的值加1。

因此有：

如果P值小于20cm，不计数，准备下一位或两位旅客通过检测时计数；

如果P的值由小于20cm变化到20cm-60cm范围内，计数器的值加1；

如果P的值由20cm-60cm变换为大于60cm时，计数器的值再加1；

如果P的值由大于60cm变化为小于60cm，计数器值不变。

基于上述分析，传感器能够实时检测到登机平台上滞留的人数，计数公式如下：Y＝N_z-N_x。

当P的值在20cm-60cm时有：N_Z＝N₁+1，N_X＝N₂+1；

当P的值大于60cm时有：N_Z＝N₁+2，N_X＝N₂+2；

N_z：从电动扶梯到登机平台的人数，

N_x：从登机平台到飞机舱门的人数，

N₁：第一组传感器检测到通过检测区的人数，

N₂：第二组传感器检测到通过检测区的人数。

进一步地，为了确保旅客乘坐电动扶梯时的安全，减小测距传感器的测距误差对登机平台滞留人员数的真实情况的影响，还给登机平台加装了压力传感器7。压力传感器的一个作用是测量平台压力，衡量平台旅客容量，另一个作用是用于计数器清零。如图5所示，登机平台表面为承重钢板，承重钢板四角下放置有四个压力传感器7，根据四个压力传感器的压力值来判断承重钢板上方是否有旅客，进而可实时判断测得压力值是否在已设定的压力值范围内。由中国民航登机平台设计可知，登机平台一般每平方米容纳标准为2个人。由《中国居民营养与慢性病报告》可知，一般成年男性体重为69.6kg，女性平均体重为59kg，可设定一个人的平均体重为76kg。由此可得每平方米平台所承受的标准压力P_standard＝152(kg/m²)，而平台承受压力的最大设定值为P_max＝P_standard*S(kg)，其中S为登机平台的面积。

因此，本发明关于电动扶梯，有启停方面的控制以及根据登机平台上人数的正常运行方面的控制。

1)启停控制

红外信号发生和接收器在电动扶梯下端第一台阶上检测是否有人通过，当有人通过时，以当前时刻作为路程积分的起始时刻；当没有人通过时，延续上一次有人通过的时间起点作为路程积分的起始时刻。

其中：a为路程积分的起始时刻，t为当前时刻，p_trigger为红外信号发生和接收器信号，1代表有人通过，0代表无人通过；

采集扶梯驱动电机反馈的转速，并将电机转速ω_t与电机传动轮半径r的乘积对时间进行积分，得出当前扶梯上最后一名旅客所站台阶经过的距离L(t)；

当L(t)大于扶梯总长度L_lift时，扶梯停止运动，否则扶梯按程序所控制的速度正常运行。

其中：on-off_lift为电机启动停止开关量，当on-off_lift＝1时电梯启动，当on-off_lift＝0时电梯以0.1m/s²的加速度逐渐停止。

2)基于登机平台人数的正常运行控制

基于压力传感器测得的实时承受压力值和登机平台上滞留的人数，控制所述电动扶梯的角速度ω_t，用于登机模式。

设：

P_max：平台承受压力的最大设定值，P_max＝P_standard*S，kg

P_standard：每平方米平台所承受的标准压力，P_standard＝152，kg/m²

P_t：平台实时承受的压力，kg

S：登机平台的面积，m²

登机平台上每平方米所站人数

ω_max：电动扶梯最大额定角速度

则有：

解释：

当

时，电动扶梯的驱动电机以ω_max运行；

当(1/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.8ω_max运行；

当(2/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.6ω_max运行；

当(3/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.4ω_max运行；

当(4/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.2ω_max运行；

当

时，电动扶梯的驱动电机以角速度0运行。

不同角速度变化时驱动电机以角加速度0.1m/rs²进行调整。

当平台实时承受压力值P_t为0时，证明平台上无人，令Y＝0，当检测到有人登梯时，电动扶梯以最大额定角速度ω_max运行。

当平台的压力值P_t大于P_max时，证明平台空间已为拥挤状态，此时令电梯驱动电机由当前速度以角加速度0.1m/rs²降到0，其控制的优先级最大。

因为旅客登机梯有两种工作模式，即登机模式和下机模式，登机模式时，为防止平台人数过多，降低旅客拥挤跌落的风险，因此该模式下遵循上述电动扶梯控制流程；下机模式时，电动扶梯运行速度保持在最大额定速度下即可满足旅客下机要求。

Claims (5)

1.一种旅客登机梯登机平台防拥跌落控制方法，其特征在于：基于在电动扶梯与登机平台衔接处设置第一组传感器，在登机平台与飞机舱门衔接处设置第二组传感器，计算某时刻在登机平台上滞留的人数Y，基于在登机平台底部设置压力传感器，实时测得登机平台承受的压力值P_t，然后根据登机平台上滞留的人数和所述压力传感器测得的压力值，控制所述电动扶梯的速度，其中，所述登机平台上滞留的人数按下式计算：

Y＝N_z-N_x，

N_z：从电动扶梯到登机平台的人数，

N_x：从登机平台到飞机舱门的人数，

设P为某时刻经过每组传感器的可测人数占据的宽度，

当P的值在20cm-60cm时有：N_Z＝N₁+1，N_X＝N₂+1，

当P的值大于60cm时有：N_Z＝N₁+2，N_X＝N₂+2，

N₁：第一组传感器检测到通过检测区的人数，

N₂：第二组传感器检测到通过检测区的人数；

控制所述电动扶梯的速度如下，设：

P_max：平台承受压力的最大设定值，P_max＝P_standard*S，单位kg，

P_standard：每平方米平台所承受的标准压力，P_standard＝152，单位kg/m²，

S：登机平台的面积，单位m²，

登机平台上平均每平方米所站人数，

ω_max：电动扶梯最大额定角速度，

当登机平台承受的压力值P_t处于0＜P_t＜P_max时，则有：

当

时，电动扶梯的驱动电机以ω_max运行；

当(1/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.8ω_max运行；

当(2/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.6ω_max运行；

当(3/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.4ω_max运行；

当(4/5)

时，电动扶梯的驱动电机以0.2ω_max运行；

当

时，电动扶梯的驱动电机以角速度0运行；

当登机平台承受的压力值P_t大于P_max时，令电动扶梯的驱动电机由当前速度以角加速度0.1m/rs²降到0；

当先登机平台承受的压力值P_t为0，而后检测到Y≠0时，电动扶梯的驱动电机以最大额定角速度ω_max运行。

2.根据权利要求1所述的旅客登机梯登机平台防拥跌落控制方法，其特征在于：所述第一组传感器、第二组传感器，各有两个传感器，每组的两个传感器分别安装在离登机平台高1.2m-1.5m的两侧护板上，同组的两个传感器为同轴安装。

3.根据权利要求1所述的旅客登机梯登机平台防拥跌落控制方法，其特征在于：所述P的计算方法为：

P＝H-B₁-B₂，

H：同组两个传感器中心之间的距离，

B₁：其中一个传感器中心与人的靠近一侧之间的距离，

B₂：其中另一个传感器中心与人的靠近一侧之间的距离。

4.根据权利要求1或3所述的旅客登机梯登机平台防拥跌落控制方法，其特征在于：根据所述P对人数进行计数的方法为：

如果P值小于20cm，不计数；

如果P的值由小于20cm变化到20cm-60cm范围内，计数器的值加1；

如果P的值由20cm-60cm变为大于60cm时，计数器的值再加1；

如果P的值由大于60cm变为小于60cm，计数器值不变。

5.根据权利要求1所述的旅客登机梯登机平台防拥跌落控制方法，其特征在于：电动扶梯启停阶段的控制如下：

当红外信号发生和接收器检测到电动扶梯下端第一台阶上有人通过时，以当前时刻作为路程积分的起始时刻；当没有人通过时，延续上一次有人通过的时间起点作为路程积分的起始时刻，

其中：a为路程积分的起始时刻，t为当前时刻，p_trigger为红外信号发生和接收器信号，1代表有人通过，0代表无人通过；

采集电动扶梯的电机转速，将电机转速ω_t与电机传动轮半径r的乘积对时间进行积分，得出当前扶梯上最后一名旅客所站台阶经过的距离L(t)：

当L(t)大于扶梯总长度L_lift时，扶梯停止运动，否则扶梯按正常控制程序运行。

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