Автоматизация входных дверей в метрополитены
ИСТОРИЯ ОБРАЩЕНИЙ:В 2009 году направлял на сайте президента обращение:+++++Хочу обратить внимание на такую простую вещь как двери входа в метрополитен большинства городов России. Через которые ежедневно проходят миллионы человек, и которые установлены уже десятилетия. Как правило двери очень тугие, неудобные, тяжёлые, раскачивающие и калечащие не только детей, стариков и инвалидов, но и здоровых людей. В масштабах России и частоте использования - это настоящий геноцид собственной нации. И до сих пор никому никакого дела. Пройти в дверь женщине с коляской или инвалиду - просто невозможно без посторонней помощи. Неужели нельзя было придумать что-то более практичное и безопасное? Например, более лёгкие двери с менее жёсткими пружинами, с доводчиками, которые поглощали бы колебания и толчки и не давали раскачиваться и открываться дверям от ветра. Наверняка есть масса вариантов, в том числе зарубежный опыт. Вряд ли там допустили бы такое издевательство над своими собственными гражданами.-----Опуская эмоциональную окраску, можно сказать что автоматизировать можно не все двери, а только внутренние - это уже в 3 раза упрощает проход. Более того, автоматизировать можно лишь по одной двери в каждом направлении, а не весь ряд - специально для людей с ограниченными физическими возможностями или несущими поклажу.05.10.2009 мне пришёл ответ из министерства промышленности и науки Свердловской области № 16-04-04-829. Ответ на 2 страницах (текст полностью см.: http://youletters.org/?p=83), основная суть которого в том, что эксплуатируемые двери являются типовыми для всех метрополитенов России и соответствую требованиям СП 32-105-2004 "Метрополитены". И конструкций других видов дверей типа "Метро" на данный момент не существует. К тому же на Урале ввиду климатических условий применяются более "суровые" двери. На станции Уралмаш Екатеринбурга пытались в качестве эксперимента установить корейские двери, но положительного эффекта не было.Я отправил ещё одно письмо:+++++Уважаемая администрация! Когда-то я обращался с претензией, что не получил ответа на своё обращение - но совсем недавно оказалось что ответ был, но был получен и утерян моими родителями. Поэтому приношу свои извинения за критику в адрес службы обработки сообщений и ведомства, ответственного за моё обращение. Хотя, вероятно, я ожидал как ранее ответа и в электронной и в письменной форме, а пришёл ответ только в письменной, который к тому же затерялся. Это был ответ от 05.10.2009 № 16-04-04-829 за подписью С.С.Шавис - ответ достаточно обстоятельный. Хотя, решение проблемы в ответе не предложено и сказано что подходящего решения не найдено вообще, тем не менее благодарен за этот ответ, и за то что ответ визирован чиновником высокого ранга - заместителем министра транспорта С.С.Шавис.Речь шла о использовании при входах в метро более удобных входных дверей. Я считаю что эксплуатируемые в настоящее время двери, хотя и соответствуют установленным стандартам и постоянно обслуживаются, тем не менее очень неудобны для людей, особенно физически слабых (стариков, женщин, детей, инвалидов, людей обременённых ношей). Хотя жалоб, как говорится в ответе, не поступало - но ведь и большинство людей предпочитает терпеть, считая что жаловаться бесполезно (и в большинстве случаев это правда). Я так же в обращении указал, что наверняка можно придумать достаточно простую и надёжную конструкцию удобной двери, если задаться целью. Поскольку в ответе было сказано, что уже безуспешно пытались использовать импортные двери - но положительного эффекта не было, и ничего лучшего не придумано, то я самонадеянно разработал свою конструкцию входной двери в метрополитен. -----На что мне ответили:+++++Вопросы, связанные с проектированием и применением в наземных постройках метрополитена различных конструкций входных дверей, не относятся к компетенции Минтранса России и находятся в сфере деятельности Министерства регионального развития Российской Федерации и администраций городов, в которых действуют метрополитены. Заместитель директора Департамента государственной политики в области автомобильного и городского пассажирского транспорта Ш.У. Гаджимурадов" -----Я возмутился отпиской:+++++Дата поступления:19.07.2011Уважаемая администрация! На свои предложения через данную форму на сайте президента я получил следующую отписку: "Вопросы, связанные с проектированием и применением в наземных постройках метрополитена различных конструкций входных дверей, не относятся к компетенции Минтранса России и находятся в сфере деятельности Министерства регионального развития Российской Федерации и администраций городов, в которых действуют метрополитены. Заместитель директора Департамента государственной политики в области автомобильного и городского пассажирского транспорта Ш.У. Гаджимурадов" *** И что же мне теперь с этим делать, с этой информацией? Т.е. выходит что решить данную проблему через сайт президента нельзя, и куда обращаться и как тоже не совсем понятно. Нельзя ли чтобы я мог отправить заявку по хозяйственной деятельности - а вы сами перенаправляете её куда нужно и как-то отслеживаете, чтобы не отфутболивали. Т.е. чтобы не мне присылали данную отписку, а вам, и вы её направляли в нужный департамент - а меня, и других, интересуют не отписки - а результат. Спасибо.-----И ответа не получил.Что интересно, в ответе за 05.10.2009 было сказано, что за время работы Екатеринбургского метро, начиная с 1991 года, жалоб на двери не было. Вот так вот: все мучаются, или по крайней мере испытывают неудобства (и это очевидно) - но никто не жалуется из сотен тысяч человек. Россияне предпочитают ворчать и терпеть, так как не верят что на что-то могут повлиять. Тем более их пытаются убедить, что это невозможно технически или экономически нецелесообразно.Зато, в сети много материалов по поводу "дверей-убийц":http://ozpp.ru/pr/release/articles-about-new_252.htmlhttp://www.spros.ru/news.php?code=269&page=125 http://otvet.mail.ru/question/31791024/http://forum.ozpp.ru/showthread.php?t=58818http://mogkh.ru/transport/pochemu-v-metro-takoe-travmoopasnye-dveri--o-o.htmlВ московском метро заменят опасные двери:http://www.dni.ru/economy/2012/2/7/227037.htmlНо, опять же речь о пассивных дверях. Пусть менее травмоопасных, но тем не менее почти таких же неудобных. Прочтите так же комментарии к статье.Кто-то согласен, кто-то спорит: на разных станциях - разные двери, люди разные по силе и ловкости, и пассажиропоток разный в разное время. А пока воз и ныне там. ПРЕДЛОЖЕНИЕ:Я попробовал разработать простую и надёжную конструкцию автоматических дверей - чтобы не просто критиковать, а предложить что-то взамен, тем более задача мне казалась очень простой.Кратко: Схема работы системы автоматических дверей (один из приемлемых вариантов):Входные двери в метрополитен: 1 - Схема пневмоцилиндров:http://docs.google.com/drawings/d/1Gvf4Xlzqm5bMRahPB4o-CNK6vbDq4JcuFleRC89osZQ/editВходные двери в метрополитен: 2 - Подача сжатого воздуха в пневмоцилиндры:http://docs.google.com/drawings/d/1mq6sjgFWSBpSFx7SM_ErKc1b_K5vUBw-Zs72b787lK4/editВходные двери в метрополитен: 3 - Принцип действияhttp://docs.google.com/document/d/1AgcARRztUUQF_ZwiKXsDDhV5Rq5eEheS09LyRt2jQIw/editВходные двери в метрополитен: 4 - Схема одного двунаправленного пневмоцилиндра:http://docs.google.com/drawings/d/1Yp1CAz7UIJ6gaVYNaem1Vyg9i5aq2inLy29I-M0Scms/editВходные двери в метрополитен: 5 - Схема одного двунаправленного пневмоцилиндра: принцип действия:http://docs.google.com/document/d/13grtgQ55lXwFm4yG8ftWdyjVpFVJwbv7_XVpZJrzVCs/editПодробно: Предложение на форум "Наш транспорт" по оборудованию эргономичных входных дверей в метрополитене, и замена пассивных дверей на активные:http://forum.nashtransport.ru/index.php?showtopic=32856И некий итог долгих обсуждений:http://forum.nashtransport.ru/index.php?showtopic=32856&view=findpost&p=488256Большинство обсуждающих было со мной согласно, что что-то делать надо, но ничего конкретного. Приводились в пример различные облегчённые варианты дверей, кто-то соглашался что в той или иной мере автоматизировать было бы неплохо.
Варианты (опубликованы тут: http://forum.nashtransport.ru/index.php?showtopic=32856 ) , пока сумбурно.*****Можно было бы установить более лёгкие двери с менее жёсткими пружинами, с доводчиками, которые поглощали бы колебания и толчки и не давали раскачиваться и открываться дверям от ветра. Наверняка есть масса вариантов, в том числе зарубежный опыт. Вряд ли там допустили бы такое издевательство над своими собственными гражданами.А ещё лучше использовать не пассивные двери, а активные, которые бы например реагировали на нажатие человеком на рукоять двери и задействовали механизм открытия двери, а затем плавного и безопасного её закрывания. То есть от человека потребуется незначительное усилие на то чтобы слегка надавить на рукоять двери в виде пластины, а далее механизм на базе электропривода или пневматических поршней станет открывать дверь до тех пор пока человек не перестанет давить рукоять, продвигаясь дальше.Даже пусть самые наружные двери, контактирующие с улицей, оборудовать приводами тяжелее и дороже (так как потребуется дополнительная защита от погоды и вандалов), но по крайней мере внутренние двери можно было бы. Например, электроприводы и передаточные механизмы достаточно легко можно разместить под "полом" или над дверьми, и так же легко их обслуживать.Датчиком нажатия на рукоять-пластину дверь может служить что угодно: может быть небольшой пневмопоршень, передающий давление по трубке к вентилю, который подаст воздух в поршень, толкающий дверь. Или же можно использовать передачу электросигнала к электродвигателю по слаботочной цепи, или даже радиосигнал. Т.е. технически всё это вполне осуществимо, достаточно надёжно и эффективно, тем более учитывая людской трафик.Я направлял эту идею через сайт президента (так как не знал куда обратиться, а патентовать не вижу смысла). Мне ответил тогдашний замминистра нашей Свердловской области Шавзис Сергей Семёнович что пытались применять облегчённые корейские двери, но особого положительного эффекта не было. Сказал так же что стоимость каждой корейской двери вместе с установкой составила 70 т.р. на тот момент (видимо сейчас примерно столько же). Но как я понял речь всё же шла о пассивных дверях, которые должны обладать достаточной массой и пружинящим элементом, чтобы надёжно удерживать дверь в закрытом положении для противодействия воздушным потокам от локомотивов.********Обычная входная стеклянная дверь метро с вращением вокруг оси "косяка", и её даже необязательно облегчать дабы не снижать прочность. Но при этом чем сильнее проходящий человек упирается в рукоять - тем больше дверь поддаётся и раскрывается благодаря датчику в рукояти, который подаёт сигнал на электропривод или пневматику, раскрывающему двери. Когда человек проходит дальше и отпускает рукоять - дверь сразу же (или лучше спустя небольшой интервал времени в 2-3 секунды) плавно, но "уверенно" возвращается в исходное закрытое положение, не создавая проблем следом идущему. И далее по циклу: как только следом идущий упирается в рукоять - опять задействуется механизм раскрытия двери. Элементарно )Разумеется рукоять надо выполнить в виде достаточно широкой и длинной пластины вдоль внешней кромки двери, чтобы удобно было нажимать людям любого роста, а так же была возможность надавить корпусом тела, а не только рукой. Стоит ли объяснять, что дверь по-прежнему будет открываться в обе стороны и рукояти должны быть с обеих сторон Ещё к плюсам такой системы можно отнести то, что её можно совершенно безболезненно дополнить например датчиками приближения к двери или видеосистемами, распознающими приближение объекта (человека). Это всё давно используется и стоит относительно дёшево. Тогда двери смогут открываться действительно автоматически, и оставаться открытыми не создавая помех если поток людей плотный.И наоборот: можно оставить и пружину в двери на случай выхода из строя автоматики. Тогда дверь будет работать в обычном механическом режиме как сейчас. *******************Итак, в системе будут 2 узла, несущих основную нагрузку: это датчик нажатия, и это видимо электромотор, связанный шкивами или шестернями с колесом (рычагом), который и будет поворачивать дверь. Все остальные узлы жёстко соединены и сломаться не могут. Что касается датчика, то опять же конкретного варианта привести не готов - это надо специально искать. Но если понадобится - поищу. Но просто из современного уровня техники и личного опыта могу утверждать, что возможен такой датчик, который будет выдерживать нагрузки фактически 1раз/сек на протяжении многих месяцев и даже лет и в разном температурном диапазоне. Скорее всего, потребуются и обслуживание и замена изношенных датчиков, но тем не менее датчик будет явно простой конструкции и его диагностика тоже проста. Так что внезапно выйти из строя без периода снижения функциональности он не сможет. Как наверное догадались, рукоять двери будет снабжена пружиной, которая будет стремиться вернуть рукоять в исходное положение. Датчик должен будет лишь определять положение рукояти относительно крайних состояний: отжатым и нажатым. А может быть даже всего только 2 состояния из 2-х положений: отжатое и НЕотжатое - т.е. дверь будет открываться с одинаковым усилием при любой силе нажатия на рукоять. Во втором случае датчик будет совершено прост: это всего лишь замыкатель цепи при отжатом положении, в котором и ломаться нечему. В первом случае, когда датчик должен определять величину нажатия, мне видится использование вариантов пневмопоршня, переменного сопротивления или пъезодатчика. Что из этого лучше подойдёт - точно сказать не могу, так как уровень техники по данным технологиям постоянно меняется. Мне больше нравится вариант без электроцепей - пневмопоршень (или точнее сжимаемый пластичный резервуар без трущихся частей), сжимаемый нажатием рукояти и подающий обычный воздух (или иной газ или антифриз) по трубке к реле, которое и будет регулировать скорость и направление вращения электродвигателя. Эта система проста, надёжна, не зависит от температур и влажности, безопасна.Теперь электромотор. Необходимо чтобы он безотказно на протяжении длительного периода и с регулируемой скоростью, а так же в требуемом диапазоне температур и влажности справлялся с нагрузкой вращения двери, а так же выдерживал режим когда дверь клинит или кто-то или что-то пытается открыть/закрыть дверь противодействуя мотору. Ещё мотор должен открывать дверь быстро, подобно тому как человек толкает дверь рукой. По-моему с этим проблем тоже нет, так как есть моторы которые соответствуют этим требованиям. Более того, многие способны вращаться в обе стороны (но можно применять и 2 мотора, работающие в противоположных направлениях). О системе шкивов и шестерней вообще можно не говорить - они-то точно не подведут ни при каких условиях.Даже если узлы системы, о чём упоминал выше, будут ненадёжны для самых наружных дверей, контактирующих с улицей, то тем не менее во всех внутренних дверях (а их там ещё 2 при входе на площадку с турникетами) их можно использовать без проблем: там нет ни повышенной влажности, ни экстремальных температур, ни вандализма. А наружные двери как раз и смогут оставаться механическими и сдерживать слишком большой поток людей. Но тем не менее даже при этом неудобство будет возникать только при входе/выходе через наружные двери, а это уже в 3 раза уменьшает общий дискомфорт от дверей.Между прочим, опасность получить удар выше от внутренних дверей, так как 2 ряда внутренних дверей образуют узкий тамбур, и когда люди проходят через первую дверь, то уже сложно своевременно рассчитать амплитуду вторых дверей, которые были открыты и затем отпущены впереди идущим. Там надо хотя бы гаситель колебаний поставить, доводчик, чтобы дверь при открытии в одну сторону не могла резко ускоряться под действием пружины в обратную, т.е. при закрытии дверь возвращалась в закрытое состояние без колебаний и ускорений. Даже одно это было бы замечательно, безо всякой автоматики.А ещё мне кажется как-то не гуманно ограничивать поток людей при помощи неудобных дверей. Это не причина делать двери более комфортными и безопасными. Надо использовать какие-то иные более человечные способы регулирования потока, а не путём создания препонов и трудностей. Люди ведь не биомасса, не скот. По-моему турникеты - это самый сдерживающий фактор и в других нет нужды. А до турникетов не вижу смысла держать людей на улице, ибо внутри их сильно меньше от этого не станет. Хотя, у нас в Екб таких потоков нет и мне сложнее судить. Я конечно бывал в Москве и много раз, и в часы пик заходил в метро, но не припомню толп снаружи. Но может быть конечно где-то людей так много, что лучше сдержать их снаружи чтобы затем они безопасно не толкаясь спускались. Но даже в этом случае автоматику можно просто отключать в часы пик или заставить работать так чтобы сдерживать поток. Технически это несложно: просто убираем или уменьшаем до нужной величины интервал времени с момента которого дверь начнёт закрываться после того как отпустят рукоять - и дверь начнёт создавать некоторую помеху следом идущему и задерживать его на достаточное время, чтобы поток внутри не был плотным. И вообще, то что двери должны сдерживать поток снаружи не означает что они должны сдерживать тех кто пытается выйти. Т.е. автоматические двери будут эффективно помогать людям выходить на улицу и помогать освобождать внутреннее пространство, в то же время при необходимости сдерживая поток снаружи.Хочу сразу описать некий компромиссный вариант, который впрочем и может оказаться самым надёжным и удачным. Для его осуществления вероятно разумнее использовать пневматический поршень, который станет помогать человеку толкать дверь и частично компенсировать противодействие пружины в двери. Для оснащения двери необходим всего один поршень, который будет крепиться например в небольшое пространство непосредственно над дверью (или же под полом). Если смотреть на дверь с уличной стороны, то ось вращения будет слева у левого косяка. Одним концом (цилиндром) поршень крепится на шарнир, закреплённый на правом косяке вверху, а другой конец крепится на шарнир, прикреплённый примерно посередине двери на её верхней кромке (в случае подпольного размещения второй шарнир будет крепиться к рычагу, соедённому с осью двери).Никакие рукояти с датчиками вообще не потребуются.Действовать система будет так:Человек толкает дверь. В самом начале раскрытия двери пружина двери не взведена и не оказывает сильного сопротивления, так что помощь автоматики не требуется. Далее, когда дверь приоткрыта примерно на 30-45 градусов и пружина двери начинает оказывать уже достаточно сильное сопротивление открытию, в этот же момент становится возможным действия поршня на дверь, так как между поршнем и дверью образуется достаточный угол. В этот момент в поршень подаётся давление, которое устанавливается пропорционально углу открытия двери. Иными словами поршень просто частично компенсирует взвод пружины, тем самым облегчая открытие двери. Но тем не менее и от человека тоже требуется определённое усилие, пусть и небольшое. Как только это человеческое усилие пропадает - это означает что человек прошёл и перестал давить на дверь. И это сигнал для автоматики чтобы начать (сразу же или через небольшой интервал времени в 2-3 секунд аналогично предыдущему варианту) постепенно снижать давление в поршне, тем самым возвращая дверь в закрытое положение. В данной системе необходим датчик, который будет отслеживать давление в поршне (для данного угла поворота двери) и его увеличение, когда человек отпускает дверь и вся нагрузка перекладывается на поршень. Иными словами, система следит, чтобы давление в поршне при данном угле поворота двери соответствовало определённому уровню. Если давление мало - то воздух нагнетается (когда человек прикладывает усилия), если велико - воздух выпускается (когда человек отпускает дверь). Для угла 0 градусов давление не нагнетается вообще. Для угла больше 0 но ниже заданного (как я упоминал ранее это 30-45 градусов) нагнетание производится плавно в основном чтобы компенсировать потерю давления в поршне ниже 1 атмосферы + некая величина пропорциональная углу поворота. А далее давление подаётся уже более существенно. Короче, должна быть некая кривая зависимости давления от угла поворота, отражающая процесс открытия.И, наконец, возможен вариант вообще без датчика давления: поскольку все узлы системы однотипны, имеют известные характеристики (например. жёсткость пружины), то величина подаваемого давления в поршень может быть исключительно функцией от угла поворота двери и скорости вращения. Как только вращение двери прекращается (что означает что человек прошёл) - через интервал времени производится постепенное уменьшение давления в поршне и закрытие двери.Скорее всего датчик давления будет в самом компрессоре или после резервуара со сжатым воздухом, т.е. где-то после системы нагнетания в начале воздуховода, идущего к поршню, а не в самом поршне.В случае отказа системы дверь продолжит функционировать на пружине. Для этого в системе подачи воздуха и/или в самом поршне надо предусмотреть впускной клапан, чтобы при открытии двери и раздвигании поршня он легко наполнялся воздухом, не создавая большой помехи при открытии. Выпуск воздуха возможен, если предусмотреть выпускной клапан, срабатывающий если в системе подачи сжатого воздуха отсутствует давление (в случае её отказа). В этих случаях поршень будет работать как обычный доводчик. Так же на случай поломки самого поршня можно предусмотреть аварийный клапан, который обслуживающий персонал может вручную выкрутить, и через который воздух будет проходить беспрепятственно в обе стороны. В случае заклинивания поршня его вообще можно демонтировать, сняв с шарниров - и дверь будет работать как обычно на пружине.*********Если надо двери будут слегка сдерживать поток, потому что можно убирать интервал, после которого дверь возвращается в закрытое положение, и можно увеличивать скорость закрытия, уменьшать скорость открытия, вводить задержку открытия после того как человек приложил усилия - тогда дверь будет создавать регулируемую помеху: чем сильнее пассажиропоток, тем сильнее помеха. Одновременно у дверей, срабатывающих на выход, интервал возврата наоборот можно увеличить - они будут статистически дольше приоткрыты в обратную сторону, помогая выходить и одновременно создавая дополнительную помеху входящим, так как им придётся статистически чаще толкать дверь не из закрытого положения, а приоткрытого навстречу. Надо ли говорить, что автоматика сама способна определять пассажиропоток, считая количество открываний дверей за интервал времени (например, за 10 секунд): чем больше человек прошло за последние 10 секунд, тем сильнее создаётся помеха следующим входящим. *********Если необходимо полностью исключить влияние дутья, то похоже не обойтись без дополнительных датчиков, которые должны распознать либо факт дутья и его силу и направление, либо факт присутствия человека. Проще, по-моему выявить дутьё и его силу: если замечали на кранах и метеостанциях используют такую крутилку, которая крутится от ветра. Так вот величина компенсации поршнем человеческого усилия может зависеть от скорости ветра: чем выше скорость в направлении движения человека, тем меньше компенсировать его усилие по открыванию двери. И наоборот: при встречном ветре компенсировать сильнее. Присутствие человека можно распознавать множеством способов, и вероятно самый дешёвый и надёжный - пересекаемый лазерный луч как в турникетах.**********Если невозможно какой-либо датчик или девайс использовать на наружных дверях (как и собственно облегчённые двери с доводчиками на нагруженных станциях) - то это вовсе не означает что их нельзя использовать в "тамбуре" при выходе к турникетам: там ведь нет ни снега или большого количества грязи/пыли, ни влажности, ни экстремальных температур, ни вандализма, легче контролировать и обслуживать, а избыток пассажиров был уже задержан внешними дверьми. Так что комплектация одних только внутренних дверей - это уже решение 2/3 проблемы, и чёрт с ними с наружными раз уж их дорабатывать так сложно, или смысла мало, и раз они должны механически ограничивать входящий пассажиропоток и встречать ветер. Так что вероятно на первое время самая приемлемая схема такая, даже для нагруженных станций: снаружи оставить старые двери и в тамбуре установить лёгкие двери с доводчиками. В дальнейшем можно пытаться постепенно автоматизировать тамбурные двери, а затем и наружные.Необходимости доработки открывания в одну сторону нет: во-первых, датчики можно ставить с обеих сторон двери, чтобы луч находился скажем на расстоянии не более 5см параллельно поверхности закрытой двери (больше нельзя, так как излучатель и фотоприёмник будут сильно "торчать" из косяка между дверьми). Высота размещения над полом - видимо примерно метр (если будет один луч на дверь, а не несколько лучей). В этом случае датчики распознАют приближение с любой стороны. Во-вторых, обычно в метро и есть один тамбур на вход, а второй на выход - соответственно имеет смысл компенсировать усилия лишь в одном направлении в каждом из тамбуров. И в третьих, датчик лишь определяет приближение человека, чтобы разрешить задействовать (для отстройки от ветра) механизм компенсации усилия или непосредственно запустить автоматическое открытие двери. Так что если человек входит с обратной стороны двери, где датчика по каким-либо соображениям нет, то просто механизм компенсации или автоматического открытия не задействуется, и человеку придётся для открытия прилагать полностью собственные усилия, как у обычных дверей.Хотя ведь и для наружных дверей можно использовать автоматическую компенсацию или открытие только наружу, а не вовнутрь - тогда они по-прежнему как обычные двери будут сдерживать пассажиропоток направленный внутрь и встречать ветер. Плюс к этому датчики, распознающие только выходящих людей, и устройства компенсации/открытия будут расположены уже внутри помещения, т.е. будут гораздо лучше защищены от внешних факторов. И соответственно стоимость устройств односторонней компенсации/открытия будет значительно ниже чем двусторонней, а надёжность наоборот выше так как системы односторонней компенсации/открытия несколько проще систем двусторонней. **********Ветер распахивает дверь наружу, при этом она НЕ пересекает внутренний луч. А вот человек, который распахивает дверь наружу, как раз и пересекает внутренний луч так как подходит к двери он с внутренней стороны. Поэтому в случае дутья компенсация силы открытия двери (или просто автоматическое открытие) наружу без пересечения внутреннего луча невозможна.**********Двери без компенсаторов и прочей автоматики будут работать как обычные механические, т.е. так же как в настоящее время. И если обычные механические двери были рассчитаны на всякие чрезвычайные мероприятия, то обеспечение их односторонней компенсацией всего лишь улучшит проходимость в одну сторону, но оставит прежнюю проходимость в обратную. Т.е. хуже не будет ни с какой стороны.***********Двери должны быть открыты когда идут люди, и закрыты когда не идут ) Если люди идут непрерывно - двери должны быть открыты постоянно. За исключением случая когда двери являются сдерживающим фактором потока людей, чтобы не возникло давки внутри станции. Опять же, и этим может управлять автоматика, создавая контролируемую искусственную помеху - весьма небольшую, безопасную, и даже интеллектуально-деликатную. Причём, могут учитываться данные по прохождению не через одни двери, а через весь ряд дверей. + Определяться плотность потока внутреннего пространства (вестибюля), + на загруженных станциях слегка корректировать реакцию дверей может специально обученный человек - причём, делать это ему придётся достаточно редко. Если же плотность потока входящих людей внутри вестибюля не превышает критической величины - двери не должны оказывать помех прохождению через них.Более того, можно даже поставить социальный эксперимент: чтобы двери вообще не создавали контролируемых помех, но при этом над дверями зажигалась на определённый интервал задержки предупреждающая надпись "Подождите". А через определённое время надпись "Входите". Конечно, кого-то это не остановит. Но в целом сознательность людей должна победить - в конце концов люди осознают опасность переполнения внутри метро для самих же себя. Ну а если эта мера уже не помогает - включается искусственная помеха прохождению дверями. *************Итог:первейшим действительно оптимальным решением было бы замена внутренних дверей на лёгкие двери с доводчиками, что собственно и производится в Москве и Петербурге. В дальнейшем эти же двери можно постепенно дооснащать автоматикой, одновременно обкатывая технологии автоматизации для последующего серийного внедрения: начиная с малонагруженных станций и переходя к оснащению всё более нагруженных. Замена внутренних дверей снижает проблему дискомфорта в 3 раза.Автоматизировать оптимальнее лишь одно направление пассажиропотока как на внутренних, так и на наружных дверях: на внутренних по направлению основного потока, на внешних - направление изнутри наружу. На внутренних однонаправленность обусловлена отдельными входным и выходным тамбурами, а для наружных - сложностью установки устройств автоматизации с уличной стороны. Для автоматизации использовать максимально простые и дешёвые системы. Внешние двери, ввиду их массивности, придётся оснастить автоматикой, помогающей открыть двери или открывающей автоматически. Внутренние лёгкие двери с доводчиками сами по себе достаточно удобны. Даже эти меры снизят проблему преодоления дверей в 6 раз: пассажиру придётся лишь один раз при входе в наружную дверь приложить усилия, а оставшиеся 5 раз будет легко, или в случае так же и автоматизации внутренних все оставшиеся двери вообще сами откроются. Про дальнейшую автоматизацию внутренних дверей: Если необходимо чтобы и внутренние двери участвовали в сдерживании дутья и пассажиропотока, то систему доводки можно модифицировать: во-первых, использовать устройства распознавания приближения человека (пересекаемый луч или/и распознавание видеоизображения), а во-вторых, использовать механизм блокировки доводчика (назовём его так), если открывание двери вызвано не человеком. Ддя регулирования пассажиропотока внутренними дверьми механизм блокировки доводчика должен оказывать регулируемое сопротивление открытию. Вместо механизма блокировки можно использовать отдельный поршень между упором и дверью, поршень оснащён контролируемым клапаном: в случае если произошло опознание человека, то клапан (при)открывается и при открытии двери и сжатии поршня воздух свободно выходит из него (или скорость выхода регулируется), не оказывая противодействия (или оказывая сдерживающее противодействие); в случае если человек не опознан - клапан останется полузакрыт до такой степени, чтобы оказать максимальное сопротивление открыванию, сравнимое с действием обычной двери. Но есть недостаток: сопротивление будет временным, по мере выхода воздуха из поршня. Поэтому лучше использовать систему поршень-резервуар, которая в совокупности будет обладать эффектом пружины (резервуар нужен чтобы давление в поршне падало не на разницу объёма сжатого и раздвинутого поршня,т.е. от 1 до 0.1 атмосферы, а эта разница была меньше во столько раз, во сколько раз объём резервуара больше объёма поршня - т.о. достигается необходимая "жёсткость" эффекта пружины): в случае если человек не опознан (или система вышла из строя), то при открытии двери и сжатии поршня никакой клапан вообще не открывается, и избыточный воздух из поршня поступает в резервуар, поднимая во всей системе давление, что будет оказывать всё возрастающее сопротивление по мере открытия двери аналогичное действию пружины. Так же и клапан можно будет разместить не на поршне, а на резервуаре или шланге между ними. В случае опознания человека клапан открывается и поршень свободно сжимается, не оказывая сопротивления. Во время закрытия двери и разжатия поршня воздух через клапан свободно поступает в систему.Дальнейшая автоматизация предусматривает уже автоматическое открывание двери при распознании человека. Открывание видимо тоже лучше производить поршнем, в который подаётся давление из магистрали высокого давления. При этом рационально совместить функции противодействующего поршня (предыдущий вариант) и толкающего в одном поршне. Т.е. если человек опознан и дверь надо открыть, то в поршень подаётся давление из магистрали и он разжимаясь толкает двери. Если человек не опознан, то система поршень-резервуар будет действовать не на повышение давления (как в предыдущем варианте), а на понижение, на разрешение воздуха в системе по мере раздвижения поршня, обеспечивая тот же эффект пружины. В принципе, и предыдущая система может работать на понижение давления в ней, а в дальнейшем может быть дооснащена узлом подключения к магистрали высокого давления чтобы использоваться так же и для автоматического открытия. Естественно, обе системы должны обеспечить открывание двери и в обратную сторону, что достижимо расположением поршня под углом например 45-60 (а может даже и 90) градусов по отношению к закрытому положению двери, а так же допуском небольшого запаса хода поршня при закрытом положении двери для возможности открытия двери в обратном направлении. При этом поршень сможет противодействовать открытию двери в обоих направлениях, хотя открыть дверь сможет только в одном направлении. При необходимости отрытия двери в обоих направлениях придётся использовать 2 поршня, которые будут действовать согласованно. В обоих системах используется доводчик. В случае использования поршней доводчик может быть заменён слабой пружиной, предназначенной лишь для возвращения двери в закрытое положение, так как роль поршня доводчика будет выполнять поршень автоматики, который даже в случае выхода из строя системы высокого давления или системы автоматики будет выполнять роль дополнительной пружины, одновременно выполняя и функции доводки (предотвращения колебаний).Для автоматизации внешних дверей считаю рациональным использование аналогичных систем, что и для внутренних. Но ввиду применения более мощных пружин и значительно более массивных внешних дверей, а так же бОльших нагрузок оказываемых на внешние двери, система поршней должна быть тоже пропорционально мощнее. Ввиду того, чтоб датчик приближения человека с уличной стороны установить проблематично, противодействующим открытию двери фактором традиционно будет являться пружина. Однако со стороны помещения датчики приближения человека установить проще, так что поршень сможет открывать двери либо противодействовать дутью со стороны помещения наружу (образованием разряжения в системе поршень-резервуар).По-моему, это достаточно простые, безопасные и надёжные решения, позволяющие производить автоматизацию поэтапно, а любые сбои автоматики будут совершенно некритичны.На всякий резюмирую в чём заключается поэтапность:1. На облегчённую дверь со слабой пружиной ставится поршень под углом 45-90 градусов, который играет роль амортизатора и доводчика. Для этого поршень оснащён специальным клапаном, который свободно впускает воздух внутрь поршня, но выпускает с некоторым сопроитвлением.2. Добавляем систему автоматики, предотвращающую воздействие ветра и большого пассажиропотока: Устанавливаем датчики приближения человека - луч или/и видеокамера и распознавание изображений. Если хотя бы одна из систем распознает человека - будет производиться открытие. А может быть лучше если обе сразу сработают - в зависимости от числа сбоев в системах или ошибкок распознавания. Поршень подключаем к резервуару. Между резервуаром и поршнем устанавливаем управляемый клапан, который контролирует связь с атмосферным воздухом - при этом сообщение между поршнем и резервуаром клапан не оделяет, оно свободносообщающееся. Если дверь открывается, а человек не распознан, то это значит воздействие ветра. В этом случае клапан остаётся закрытым, и система поршень-резервуар действует как пружина, причём в обоих направлениях открытия двери. Если человек распознан, то клапан открывается и в поршень свободно поступает воздух из атмосферы, и человек может легко открыть дверь в обоих направлениях. Если необходимо противодействовать пассажиропотоку, то степень открытия клапана регулируется, соответственно и регулируется эффект пружины системы поршень-резервуар при открытии двери, и скорость закрытия, а так же интервал, по истечении которого начнётся закрытие. Система поршень-резервуар необходима на случай выхода из строя автоматики, чтобы дверь работала подобно оснащённой достаточно жёсткой пружиной, противодействующей ветру, но при этом её мог бы открыть человек. Однако между поршнем и резервуаром всё же можно врезать клапан, чтобы в случае если человек не распознался - система действовала с эффектом максимальной жёсткости пружины только раздвигаемого поршня, однако это чревато тем что в случая сбоя дверь невозможно будет открыть в отличие от системы свободно сообщающихся поршень-резервуар. Однако, эту проблему можно решить подключив параллельно клапану между поршнем и резервуаром обходную трубку с аварийным клапаном: в нормальном состоянии аварийный клапан будет закрыт, однако в случае поломки рабочего клапана обслуживающий персонал может открыть аварийный клапан - тогда снова восстановится система свободно сообщающихся поршня и резервуара, которая обеспечит эффект пружины требуемой жёсткости и снимет блокировку двери поршнем, что даст возможность пользования дверью как обычной.3. Добавляем систему автоматического раскрытия двери:Устанавливается магистраль высокого давления, которая подключается к системе поршень-резервуар, причём поршень отделяется от резервуара контролируемым клапаном (т.е. прекращается свободное сообщение поршень-резервуар), и магистраль высокого давления подключается со стороны поршня и так же отделяется контролируемым клапаном. Если человек не распознан, то клапан от системы высокого давления остаётся закрыт, а клапан между поршнем и резервуаром - открыт (это нормальное состояние), а можно кстати его специально перекрыть чтобы жёсткость эффекта пружины была максимальной. Если человек распознан, то клапан между поршнем и резервуаром перекрывается, а между системой высокого давления и поршнем открывается - и в поршень поступает сжатый воздух, вызывая его раздвижение и открытие двери. Причём, клапан может быть открыт полностью или частично, что регулирует скорость открытия двери. После открытия клапан от магистрали высокого давления перекрывается, а клапан между поршнем и атмосферой сразу или через интервал времени, что определяет интервал через который дверь начнёт закрываться под действием слабой пружины двери, а так же этот клапан полностью или частично открывается, что определяет скорость закрытия двери.Т.е. системы не надо будет менять полностью одну на другую, а лишь добавляя новые узлы повышать этим степень автоматизации. ************Экономическое обоснование:Убытки от неудобных дверей для огромного потока людей при почти непрерывном их использовании многократно выше, чем стоимость всех этих систем вместе взятых и их эксплуатации. Любой маломальски нагруженный транспортный механизм или система оправдывает себя (я с автомобилями сравниваю), а двери в метро работают фактически в непрерывном режиме.Так что банкет за счёт тех кто получит выгоду - за счёт пассажиров. Само метро ведь тоже для комфорта создано, и люди почему-то предпочитают пользоваться механизмами и автоматами, а не ходить через город пешком - и платят за это, даже в очереди выстраиваются.Можно ведь легко посчитать убытки от дискомфорта, от пробок, от стрессов, причиняемых какими-либо непродуманными архаичными системами. Например, если Вам на выбор предложат бесплатно непрерывно проходить в течение 10 минут через обычные двери, и через автоматизированные - сколько вы готовы заплатить за то чтобы пройти комфортно? Я думаю, за 10 минут вы откроете двери примерно 200 раз - 1 раз в 3 секунды. И счастливы будете заплатить минимум рублей 10 за то, чтобы Ваша дорога была без этих 200 помех. И по-моему, я ещё очень скромно в несколько раз занизил цену дискомфорта. Человек, работая на работе где испытывает подобный открыванию дверей дискомфорт, зарабатывает за 10 минут явно не 10 рублей, тем более по вашим московским меркам. Мне даже трудно предположить такую профессию - разве что грузчиком. И то работать будет с перерывами. Так что цена затрачиваемой на двери работы это самый минимум эти 10 рублей за 200 открываний, т.е. 5 копеек за дверь. Я всегда считаю по-минимуму чтобы не соврать и не просчитаться, а неудобства и опасность травматизма для следом идущего я вообще даже не стал брать в расчёт. А теперь посчитайте сколько раз в год открывают каждую дверь? Мне кажется, что в среднем в день будет плотность хотя бы 1 раз в 20 секунд (я взял навскидку, из личных наблюдений и воспоминаний, но не думаю что сильно ошибся - наверняка реальная цифра окажется выше, особенно на загруженных станциях), значит за 18 часов в сутки работы метро это примерно 4000 открываний. Умножаем на 5 копеек - получаем 200р. Умножаем на 360 дней в году - получаем 70 000р в год, что по-моему фактически сопоставимо с капитальными затратами на оснащение двери системой в том или ином виде + обслуживание. И эти 70 000 - самое малое, по-моему в несколько раз заниженное значение. На мой взгляд раза в 3(!).Количество проходящих через двери людей можно посчитать точно: взять количество людей, проходящих через станцию в обоих направлениях, и поделить на число внешних входных дверей в сумме со всех входов. Или можно количество входящих (так как турникеты считают только входящих) поделить на число внешних дверей и умножить на 2 (люди ведь через одни и те же внешние двери не только входят, но и выходят, и примем допущение что число входящих и выходящих равно). Получим довольно точное значение.Например, для Екатеринбурга это будет:Метро пользуется 40 млн чел/год, 7 станций в среднем где-то по 12 дверей в каждом направлении прохода (входа) с обоих входов на станцию.Число дверей в каждом направлении входа на всех станциях, через одну из которых человек входит, = (7*12) = 84, т.е. через каждую дверь в год входит примерно 40 000 000 / 84 = примерно 500 000. Так как через неё же и выходят вошедшие, то умножаем на 2 и получаем миллион человек в год.Убыток = 1 000 000чел*0,05р=50 000р. Это опять же если всё брать по минимуму и не учитывать множества дополнительного дискомфорта как для человека, так и следом идущего. Ну фактически цифра сошлась с предыдущим расчётом, хотя я специально ничего не подгонял. И это при том что екатеринбургское метро по московским меркам достаточно "недогруженное" (не считая часы пик - так у нас и поезда ездят не раз в минуту, а от силы раз в 5 минут).Так что убытки для пассажиров от дискомфорта как ни крути многократно перекрывают то небольшое удорожание проезда, которое будет вызвано "апргрейдом", я бы даже сказал любым апгрейдом, даже самым навороченным и сложным и донельзя автоматизированным. Особенно на загруженных станциях.
Входные двери в метрополитен: 1 - Схема пневмоцилиндров:http://docs.google.com/drawings/d/1Gvf4Xlzqm5bMRahPB4o-CNK6vbDq4JcuFleRC89osZQ/editВходные двери в метрополитен: 2 - Подача сжатого воздуха в пневмоцилиндры:http://docs.google.com/drawings/d/1mq6sjgFWSBpSFx7SM_ErKc1b_K5vUBw-Zs72b787lK4/editВходные двери в метрополитен: 3 - Принцип действияhttp://docs.google.com/document/d/1AgcARRztUUQF_ZwiKXsDDhV5Rq5eEheS09LyRt2jQIw/edit***От датчика нажатия рукояти двери (либо так же иных датчиков приближения человека и касания двери) и датчика угла поворота двери сигнал подаётся в блок управления пневматическими клапанами. Один клапан (впускной) предназначен для подачи сжатого воздуха от магистрали в пневмоцилиндр, второй (выпускной) - для стравливания воздуха из пневмоцилиндра. При прохождении человека в направлении на схеме со стороны пневмоцилиндра 1 блок управления пневмоцилиндрами сначала открывает впускной клапан пневмоцилиндра 1, который приоткрывает двери до определённого угла поворота, достаточного для воздействия на дверное полотно так же и пневмоцилиндра 2. Затем блок управления открывает впускной клапан пневмоцилиндра 2, и оба пневмоцилиндра совместно открывают дверь полностью и удерживают дверь в открытом положении необходимое время. После прохождения человека датчики рукояти (либо так же иные датчики) подают сигнал в блок управления, который закрывает впускные клапаны обоих пневмоцилиндров и открывает выпускные клапаны. Дверь оснащена возвратной пружиной, которая помимо возвращения двери в закрытое положение так же сжимает пневмоцилиндры, осуществляя стравливание из них воздуха. Пневмоцилиндры при этом амортизируют пружину, делая движение двери плавным и безопасным.При прохождении человека в обратном направлении последовательность управления подачей воздуха в пневмоцилиндры будет обратная.Блок управления пневмоцилиндрами может регулировать степень открытия клапанов (кранов), регулируя характер работы пневмоцилидров, необходимый для более интеллектуальной работы автоматики и соответственно характера открывания и закрывания двери. Например, чтобы обеспечивать более плавное открывание двери пропорционально усилию нажатия на рукоять и/или скорости приближения человека, плавное безопасное закрывание двери, создавать искусственную помеху для сдерживания чрезмерного пассажиропотока.Резервуар необходим для обеспечения быстрой подачи в пневмоцилиндры необходимых объёмов сжатого воздуха и сглаживания колебаний давления в магистрали сжатого воздуха.Вместо двух пневмоцилиндров в некоторых случаях будет достаточно и одного: например, в дверях, автоматически открывающих двери лишь в одном направлении, а в обратном работающих как обычная дверь с возвратной пружиной и пневмоцилиндром-доводчиком, гасящим колебания. В случае выхода из строя системы автоматики дверь может продолжать работать как обычная пружинная дверь; и если при этом будут работоспособны пневмоцилиндры, то они могут гасить колебания при закрывании двери (например, если даже просто оставить открытым или приоткрытым выпускной клапан).При воздействии двух пневмоцилиндров проявляется дополнительный положительный эффект, при котором угол последовательного воздействия каждого из пневмоцилиндров на полотно будет более прямым, и следовательно будет меньше необходимое воздействие. Кроме того, когда дверь находится в закрытом положении, то усилие на противодействие предполагаемой возвратной пружине будет минимально, и с этим усилием справится один пневмоцилиндр. А когда дверь раскрывается шире, то помимо уменьшения вектора воздействия на полотно от первого пневмоцилиндра так же возрастает сопротивление возвратной пружины. Поэтому, второй пневмоцилиндр эффективнее перехватывает основную нагрузку и продолжает открытие двери, имеет бОльший запас хода для более полного раскрывания двери по сравнению с первым пневмоцилиндром.В закрытом положении двери блок управления клапанами может перекрывать выпускной клапан. В этом случае дверь будет противодействовать дутью благодаря пневмоцилиндрам, работающим как дополнительный упругий элемент. Можно совсем отказаться от использования возвратной пружины и в качестве упругого элемента использовать воздух, создавая разряжение или повышение давления в пневмоцилиндрах. Для этого воздух можно не вытравливать через выпускной клапан, в подсоединить выпускной клапан к магистрали пониженного давления. В эту магистраль можно по аналогии с магистралью со сжатым воздухом включить резервуар, который будет выравнивать скачки давления, и в целом воздух в системе пневмоцилиндр-резервуар будет работать как упругий элемент. В этом случае потребуется ещё один резервуар. Можно обойтись и без магистрали пониженного давления, используя двунаправленные пневмоцилиндры (в которых воздух подаётся с обоих сторон поршня), работающие в оба направления: и на расширение, и на сжатие. В этом случае в направления открывания двери пневмоцилиндры будут работать согласно приведённой схеме, и при этом в другой части пневмоцилиндра, сообщающейся с дополнительным резервуаром, благодаря сжатию будет создаваться повышенное давление воздуха, работающего как упругий элемент, который при снятии давления в первой части пневмоцилиндра будет возвращать поршень в исходное положение, соответствующее закрытой двери.Входные двери в метрополитен: 4 - Схема одного двунаправленного пневмоцилиндра:http://docs.google.com/drawings/d/1Yp1CAz7UIJ6gaVYNaem1Vyg9i5aq2inLy29I-M0Scms/editВходные двери в метрополитен: 5 - Схема одного двунаправленного пневмоцилиндра: принцип действия:http://docs.google.com/document/d/13grtgQ55lXwFm4yG8ftWdyjVpFVJwbv7_XVpZJrzVCs/editВ отличие от предыдущего варианта используется один двунаправленный пневмоцилиндр (у которго воздух подаётся с обоих сторон от поршня), работающий в обоих направлениях: на расширение и на сжатие. При этом, соответственно, открывающий и закрывающий двери. Это обеспечит расположение пневмоцилиндра и прочего оборудования с одной стороны двери, например, только внутренней. Можно было бы по аналогии с предыдущим вариантом применить 2 таких пневмоцилиндра, расположенных под углом и благодаря этому так же последовательно берущих на себя основную нагрузку по открыванию двери на максимальную ширину. Но в этом случае, так же как и в предыдущей схеме, необходимо предусмотреть некую щель в пространстве над дверьми для прохода пневмоцилиндров. Однако, если в качестве промежуточного элемента между пневмоцилиндром и дверью применить дугу (или подобный элемент), то это позволит раскрывать двери шире при помощи лишь одного пневмоцилиндра, и при этом без необходимости проноса пневмоцилиндра.Однако, при вращении двери расстояние между точками (шарнирами) закрепления дуги будет меняться: в положении закрытой двери оно будет максимальным L1, в случае открывания двери в обе стороны это расстояние L1 и L2 будет меньше. Поэтому, можно использовать либо скользящее положение одного из шарниров, либо вместо дуги использовать два последовательно соединённых при помощи шарнира элемента (например, две дуги или два стержня), либо выполнить дугу в виде упругого элемента, который при этом сможет играть функцию возвратной пружины. В последнем случае состояние покоя для упругого элемента-дуги будет более выпрямленное и соответствующее закрытой двери, а при открывания двери в любую сторону дуга будет сгибаться сильнее, взводя дугу как пружину.
Прошу ответственно изучить вопрос об автоматизации и повышения удобства и безопасности входных дверей метрополитенов, изучить текст полного обращения по адресу http://democrator.ru/problem/7898 и материалы по приведённым в тексте обращения ссылкам. Прошу рассмотреть предлагаемые варианты автоматизации входных дверей метрополитенов.