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摘 要：摩天轮轿厢门锁装置锁紧可靠，是保证摩天轮安全运行的关键因素。通过对轿厢门锁装置的锁紧状态进行监控，可进一步保障设备安全运行。文章介绍了一种简易的具有锁紧状态监控功能的轿厢门锁装置，文章提出的解决方案对摩天轮轿厢门锁装置的优化设计具有一定参考意义。
关键词：轿厢;门锁装置;监控
中图分类号：TS952.8 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）09-0-03
DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.017
近年来，随着我国社会经济的高速发展，旅游休闲产业也实现了快速发展，摩天轮作为一种常见的大型游乐设施，兼具观光和娱乐于一体，深受各年龄段广大游客的喜爱。乘客坐在轿厢中，随着摩天轮逐渐升高，视野也逐渐开阔，升至最高点时，可尽情欣赏周围美景，令人心旷神怡[1]。但是，在摩天轮运行过程中，受冲击、振动及游客的不安全行为等影响，在少数极端情况下可能出现轿厢门锁装置失效、舱门打开现象，进而发生乘客高空跌落事故，后果不堪设想。因此，为保证摩天轮设备的安全运行，确保摩天轮轿厢门锁装置的安全可靠至关重要。
1 摩天轮轿厢门锁装置的相关要求和安全现状
1.1 游乐设施标准中关于摩天轮轿厢门锁装置的要求
游乐设施相关标准中关于摩天轮轿厢门锁装置的要求具体如下：
GB 8408-2018《大型游乐设施安全规范》第6.9.11.4条规定：“距地面1 m以上的封闭座舱的门，应设乘客在内部不能开启的两道锁紧装置或一道带保险的锁紧装置[2]。”
GB/T 18164-2020《观览车类游乐设施通用技术条件》将观览车类游乐设施分为8种常见形式，摩天轮属于其中的A型（有主轴摩天轮型）和B型（无主轴摩天轮型）。该标准第5.3.3条规定：“A型、B型观览车轿厢门及其固定和锁紧装置的结构，应能抵抗乘客沿着轿厢门开启方向的推力，其推力应按作用点位于轿厢门锁位置且不小于1 kN计算[3]。”第5.4.21条规定：“A型、B型观览车轿厢采用自动推拉门时，应设置锁紧信号反馈系统[3]。”
在上述标准要求中，关于摩天轮门锁锁紧状态的监控方面，明确采用自动推拉门时，应设置锁紧信号反馈系统;而对于由操作人员手动操作开关轿厢门时，并没有强制要求设置锁紧信号反馈系统。
1.2 摩天轮轿厢门锁装置安全现状
按照标准要求，目前轿厢门锁都采取乘客在内部不能开启的两道锁紧装置，当其中任一道锁紧装置失效时，另外一道锁紧装置都能独立起到锁紧作用，从而提高轿厢门锁的安全可靠性。一般情况下不会发生轿厢门锁装置失效、舱门打开的现象，但在少数极端情况下仍存在一定的风险。
摩天轮屹立在户外，长年经受日晒雨淋，有些地区还要能够耐受季节性的狂风骤雨或冰雪严寒等恶劣气象条件，设备使用过程中难免会出现轿厢门锁失效的情况。如果轿厢有一道锁紧装置失效而运营使用单位维护保养不到位，未能及时发现该问题，就可能出现设备带病运行的情况。一旦在设备运行过程中另一道轿厢锁紧装置也失效，就会出现两道锁紧装置同时失效的情况。此外，也存在游乐设施生产单位设计时考虑不够周全，两道门锁装置结构类似，会由于同一因素影响其锁紧的可靠性，甚至可能出现两道锁紧装置同时失效的情况。比如，某摩天轮设备轿厢门锁的两道锁紧装置都采用将门把手插入撞块的结构，如图1所示[4]。这种结构的锁紧装置，对于撞块和门把手之间的距离精度要求较高，距离稍微有些变化就会影响其锁紧的可靠性。该设备在使用一段时间后，轿厢框架产生了轻微变形，使撞块和门把手之间的距离出现变化，造成两道门锁装置锁紧时，需要操作人员用力将门把手向下压才能将门把手完全扣入撞块，增加了操作人员的操作难度。由于摩天轮运行过程中，乘客上下轿厢时设备不会停止运行，因此除去乘客上下轿厢的时间，留给操作人员锁紧门锁装置的时间十分有限。且设备运行过程中，在大人流量和乘客类型呈多样化的趋势下，如果操作人员锁紧门锁装置时的操作不便，这些因素可能导致出现操作人员未将锁紧装置可靠锁紧而设备继续运行的情况，存在轿厢门锁装置失效、舱门打开的风险。
2 具有锁紧状态监控功能的轿厢门锁装置
对于由操作人员手动操作开关轿厢门的设备，相关法律法规标准并没有强制要求设置锁紧信号反馈系统，而经筆者了解的实际情况中，具有该类开关轿厢门方式的设备，一般都没有设置锁紧信号反馈系统。鉴于前文所述的轿厢门锁装置失效、舱门打开的风险，通过对轿厢门锁装置的锁紧状态进行监控，可实时监测各轿厢门的闭锁情况。一旦出现异常会及时预警，避免在摩天轮运行过程中发生轿厢门锁装置失效、舱门打开现象，进一步保障设备的安全运行。本节将重点介绍一种简易的具有锁紧状态监控功能的轿厢门锁装置。该门锁装置由拉手装置（如图2、图3所示），连杆装置（如图4所示），门锁装置（如图5所示），监控装置（如图5、图6所示）等部分组成。
2.1 机械机构
门锁装置的机械机构包括拉手装置、连杆装置、门锁装置。
2.1.1 拉手装置
拉手装置主要由拉手装置外壳，拉手，执行机构，压簧等部分组成。拉手装置外壳安装在摩天轮轿厢门框外侧，拉手、执行机构通过转动副安装在拉手装置外壳上。拉手与执行机构通过移动副相连，压簧安装在拉手装置外壳与拉手之间，起到复位作用。拉手装置的工作原理为：通过按压拉手，拉手绕着转动副1顺时针旋转，通过移动副带动执行机构动作，执行机构绕着转动副2逆时针旋转。执行机构与连杆1通过转动副3连接，当执行机构动作时，拉动连杆1向右移动。
2.1.2 连杆装置
连杆装置主要由连杆1，连杆2，花兰螺丝组成。连杆1与拉手装置的执行机构相连，连杆2与门锁装置的连杆3相连。花兰螺丝将连杆1与连杆2连接在一起，通过扭转花兰螺丝可以调节连杆装置的总长度。连杆装置的工作原理为：连杆1受拉手装置的执行机构向右拉动时，带动花兰螺丝、连杆2向右移动，最终拉动连杆3向右移动。 2.1.3 门锁装置
门锁装置主要由连杆3、弹簧、弹簧座、锁舌、门锁装置外壳、锁舌框等部分组成。门锁装置外壳、锁舌框、弹簧座安装在摩天轮轿厢门框外侧。锁舌通过移动副安装在门锁装置外壳上，右侧与弹簧接触并与连杆3相连，在弹簧或拉杆的作用力下可沿着门锁装置外壳水平移动。门锁装置的工作原理为：在无外力作用的情况下，弹簧将锁舌顶向左边并插入锁舌框中，门锁装置处于锁紧状态。拉手装置的执行机构动作时，经连杆装置拉动连杆3向右移动，连杆3拉动锁舌克服弹簧的作用力向右移动。在锁舌向右移动的过程中，当插入锁舌框中的部分全部拉出时，门锁装置就被打开。
2.2 监控装置
监控装置主要由信号采集、信号传输和处理等部分组成。监控装置的工作原理如下。
2.2.1 信号采集
前端采用传感器作为信号采集设备。传感器选用行程开关，安装在轿厢内侧锁舌框处。行程开关的触头伸进锁舌框内，当轿厢门锁装置处于锁紧状态时，锁舌推动行程开关的触头，行程开关动作;当轿厢门锁装置处于开启状态时，锁舌已被连杆3拉出锁舌框，行程开关复位。
2.2.2 信号传输和处理
以4G无线模块作为信号发送端，对行程开关传感器信号进行压缩、传输（将来也可扩展5G通讯方式进行信号传输），采用PC机作为客户机进行信号的处理与分析，进而达到对轿厢门锁装置锁紧状态进行监控的目的。
3 结语
摩天轮轿厢门锁装置锁紧可靠，是保证摩天轮设备安全运行的关键因素。游乐设施生产单位和使用单位，应充分重视摩天轮运行过程中轿厢门锁装置失效、舱门打开的风险，及时进行风险评估，并适时采取对门锁装置进行优化设计等风险控制措施。建议对于由操作人员操作开关轿厢门的设备，也设置锁紧信号反馈系统，对轿厢门锁装置的锁紧状态进行监控，进一步提高摩天轮设备运行的安全可靠性，并修订此类产品技术开发规范和产品标准，将其作为此类产品技术开发和产品标准的重要内容。
文章所述的具有锁紧状态监控功能的轿厢门锁装置，具有结构简单、成本低廉的优势，适用于现有摩天輪轿厢门锁的改造优化。其不仅能为现有摩天轮的改造优化提供参考，还能为游乐设施生产单位对摩天轮轿厢门锁装置的优化设计提供参考。
参考文献
[1] 李向东.大型游乐设施安全技术[M].北京：中国计划出版社，2010.
[2] GB 8408-2018，大型游乐设施安全规范[S].北京：国家市场监督管理总局，中国国家标准化管理委员会，2018.
[3] GB/T 18164-2020，观览车类游乐设施通用技术条件[S].北京：国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会，2020.
[4] 张宇光，吕俊，李传磊.摩天轮吊厢门锁装置的安全隐患和应对措施[J].科技创新与应用，2020（19）：148-149.
关键词：轿厢;门锁装置;监控
中图分类号：TS952.8 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）09-0-03
DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.017
近年来，随着我国社会经济的高速发展，旅游休闲产业也实现了快速发展，摩天轮作为一种常见的大型游乐设施，兼具观光和娱乐于一体，深受各年龄段广大游客的喜爱。乘客坐在轿厢中，随着摩天轮逐渐升高，视野也逐渐开阔，升至最高点时，可尽情欣赏周围美景，令人心旷神怡[1]。但是，在摩天轮运行过程中，受冲击、振动及游客的不安全行为等影响，在少数极端情况下可能出现轿厢门锁装置失效、舱门打开现象，进而发生乘客高空跌落事故，后果不堪设想。因此，为保证摩天轮设备的安全运行，确保摩天轮轿厢门锁装置的安全可靠至关重要。
1 摩天轮轿厢门锁装置的相关要求和安全现状
1.1 游乐设施标准中关于摩天轮轿厢门锁装置的要求
游乐设施相关标准中关于摩天轮轿厢门锁装置的要求具体如下：
GB 8408-2018《大型游乐设施安全规范》第6.9.11.4条规定：“距地面1 m以上的封闭座舱的门，应设乘客在内部不能开启的两道锁紧装置或一道带保险的锁紧装置[2]。”
GB/T 18164-2020《观览车类游乐设施通用技术条件》将观览车类游乐设施分为8种常见形式，摩天轮属于其中的A型（有主轴摩天轮型）和B型（无主轴摩天轮型）。该标准第5.3.3条规定：“A型、B型观览车轿厢门及其固定和锁紧装置的结构，应能抵抗乘客沿着轿厢门开启方向的推力，其推力应按作用点位于轿厢门锁位置且不小于1 kN计算[3]。”第5.4.21条规定：“A型、B型观览车轿厢采用自动推拉门时，应设置锁紧信号反馈系统[3]。”
在上述标准要求中，关于摩天轮门锁锁紧状态的监控方面，明确采用自动推拉门时，应设置锁紧信号反馈系统;而对于由操作人员手动操作开关轿厢门时，并没有强制要求设置锁紧信号反馈系统。
1.2 摩天轮轿厢门锁装置安全现状
按照标准要求，目前轿厢门锁都采取乘客在内部不能开启的两道锁紧装置，当其中任一道锁紧装置失效时，另外一道锁紧装置都能独立起到锁紧作用，从而提高轿厢门锁的安全可靠性。一般情况下不会发生轿厢门锁装置失效、舱门打开的现象，但在少数极端情况下仍存在一定的风险。
摩天轮屹立在户外，长年经受日晒雨淋，有些地区还要能够耐受季节性的狂风骤雨或冰雪严寒等恶劣气象条件，设备使用过程中难免会出现轿厢门锁失效的情况。如果轿厢有一道锁紧装置失效而运营使用单位维护保养不到位，未能及时发现该问题，就可能出现设备带病运行的情况。一旦在设备运行过程中另一道轿厢锁紧装置也失效，就会出现两道锁紧装置同时失效的情况。此外，也存在游乐设施生产单位设计时考虑不够周全，两道门锁装置结构类似，会由于同一因素影响其锁紧的可靠性，甚至可能出现两道锁紧装置同时失效的情况。比如，某摩天轮设备轿厢门锁的两道锁紧装置都采用将门把手插入撞块的结构，如图1所示[4]。这种结构的锁紧装置，对于撞块和门把手之间的距离精度要求较高，距离稍微有些变化就会影响其锁紧的可靠性。该设备在使用一段时间后，轿厢框架产生了轻微变形，使撞块和门把手之间的距离出现变化，造成两道门锁装置锁紧时，需要操作人员用力将门把手向下压才能将门把手完全扣入撞块，增加了操作人员的操作难度。由于摩天轮运行过程中，乘客上下轿厢时设备不会停止运行，因此除去乘客上下轿厢的时间，留给操作人员锁紧门锁装置的时间十分有限。且设备运行过程中，在大人流量和乘客类型呈多样化的趋势下，如果操作人员锁紧门锁装置时的操作不便，这些因素可能导致出现操作人员未将锁紧装置可靠锁紧而设备继续运行的情况，存在轿厢门锁装置失效、舱门打开的风险。
2 具有锁紧状态监控功能的轿厢门锁装置
对于由操作人员手动操作开关轿厢门的设备，相关法律法规标准并没有强制要求设置锁紧信号反馈系统，而经筆者了解的实际情况中，具有该类开关轿厢门方式的设备，一般都没有设置锁紧信号反馈系统。鉴于前文所述的轿厢门锁装置失效、舱门打开的风险，通过对轿厢门锁装置的锁紧状态进行监控，可实时监测各轿厢门的闭锁情况。一旦出现异常会及时预警，避免在摩天轮运行过程中发生轿厢门锁装置失效、舱门打开现象，进一步保障设备的安全运行。本节将重点介绍一种简易的具有锁紧状态监控功能的轿厢门锁装置。该门锁装置由拉手装置（如图2、图3所示），连杆装置（如图4所示），门锁装置（如图5所示），监控装置（如图5、图6所示）等部分组成。
2.1 机械机构
门锁装置的机械机构包括拉手装置、连杆装置、门锁装置。
2.1.1 拉手装置
拉手装置主要由拉手装置外壳，拉手，执行机构，压簧等部分组成。拉手装置外壳安装在摩天轮轿厢门框外侧，拉手、执行机构通过转动副安装在拉手装置外壳上。拉手与执行机构通过移动副相连，压簧安装在拉手装置外壳与拉手之间，起到复位作用。拉手装置的工作原理为：通过按压拉手，拉手绕着转动副1顺时针旋转，通过移动副带动执行机构动作，执行机构绕着转动副2逆时针旋转。执行机构与连杆1通过转动副3连接，当执行机构动作时，拉动连杆1向右移动。
2.1.2 连杆装置
连杆装置主要由连杆1，连杆2，花兰螺丝组成。连杆1与拉手装置的执行机构相连，连杆2与门锁装置的连杆3相连。花兰螺丝将连杆1与连杆2连接在一起，通过扭转花兰螺丝可以调节连杆装置的总长度。连杆装置的工作原理为：连杆1受拉手装置的执行机构向右拉动时，带动花兰螺丝、连杆2向右移动，最终拉动连杆3向右移动。 2.1.3 门锁装置
门锁装置主要由连杆3、弹簧、弹簧座、锁舌、门锁装置外壳、锁舌框等部分组成。门锁装置外壳、锁舌框、弹簧座安装在摩天轮轿厢门框外侧。锁舌通过移动副安装在门锁装置外壳上，右侧与弹簧接触并与连杆3相连，在弹簧或拉杆的作用力下可沿着门锁装置外壳水平移动。门锁装置的工作原理为：在无外力作用的情况下，弹簧将锁舌顶向左边并插入锁舌框中，门锁装置处于锁紧状态。拉手装置的执行机构动作时，经连杆装置拉动连杆3向右移动，连杆3拉动锁舌克服弹簧的作用力向右移动。在锁舌向右移动的过程中，当插入锁舌框中的部分全部拉出时，门锁装置就被打开。
2.2 监控装置
监控装置主要由信号采集、信号传输和处理等部分组成。监控装置的工作原理如下。
2.2.1 信号采集
前端采用传感器作为信号采集设备。传感器选用行程开关，安装在轿厢内侧锁舌框处。行程开关的触头伸进锁舌框内，当轿厢门锁装置处于锁紧状态时，锁舌推动行程开关的触头，行程开关动作;当轿厢门锁装置处于开启状态时，锁舌已被连杆3拉出锁舌框，行程开关复位。
2.2.2 信号传输和处理
以4G无线模块作为信号发送端，对行程开关传感器信号进行压缩、传输（将来也可扩展5G通讯方式进行信号传输），采用PC机作为客户机进行信号的处理与分析，进而达到对轿厢门锁装置锁紧状态进行监控的目的。
3 结语
摩天轮轿厢门锁装置锁紧可靠，是保证摩天轮设备安全运行的关键因素。游乐设施生产单位和使用单位，应充分重视摩天轮运行过程中轿厢门锁装置失效、舱门打开的风险，及时进行风险评估，并适时采取对门锁装置进行优化设计等风险控制措施。建议对于由操作人员操作开关轿厢门的设备，也设置锁紧信号反馈系统，对轿厢门锁装置的锁紧状态进行监控，进一步提高摩天轮设备运行的安全可靠性，并修订此类产品技术开发规范和产品标准，将其作为此类产品技术开发和产品标准的重要内容。
文章所述的具有锁紧状态监控功能的轿厢门锁装置，具有结构简单、成本低廉的优势，适用于现有摩天輪轿厢门锁的改造优化。其不仅能为现有摩天轮的改造优化提供参考，还能为游乐设施生产单位对摩天轮轿厢门锁装置的优化设计提供参考。
参考文献
[1] 李向东.大型游乐设施安全技术[M].北京：中国计划出版社，2010.
[2] GB 8408-2018，大型游乐设施安全规范[S].北京：国家市场监督管理总局，中国国家标准化管理委员会，2018.
[3] GB/T 18164-2020，观览车类游乐设施通用技术条件[S].北京：国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会，2020.
[4] 张宇光，吕俊，李传磊.摩天轮吊厢门锁装置的安全隐患和应对措施[J].科技创新与应用，2020（19）：148-149.