全自动升降柱知识

　　升降柱，又名全自动升降柱，顾名思义就是一个能够升降的圆柱体，属于路障类安全防范设备，具有非常强的抗冲撞能力，是一种用于针对机动车辆的防冲撞硬质隔离设施，，用以保护区域内的人员和设施免遭意外或故意的车辆冲撞伤害。又称为升降桩，自动升降柱，伸缩柱等...

　　随着升降柱设备越来越普及，如何选择升降柱, 对于很多经销商和用户是一个非常头疼的问题。我尝试通过以下几个方面，对升降柱这个看似简单的产品做一些系统的介绍。

　　全世界范围内，防冲撞设施有很多类型的产品和有趣的设计，但目前应用最广的是升降柱，主要因为其有于以下优点，使其综合实用价值最优:

　　1）和传统固定式、半固定式和移动式路障设备相比，升降柱的日常操作极为便捷，仅需通过软件或硬件按钮即可对出入通道进行管控。

　　2）和传统的自动大型路障相比，例如翻板路障，其外形更美观，安装要求和成本更低，部署更灵活，然而其抗冲击能力毫不逊色。

　　必须要说明一点，还是有一些应用场合并不适用升降柱，以及很多高安等级的场合需要升降柱和其他路障产品配合使用才能达到安防技术要求。

　　升降柱的形式也有很多，行业中并无权威的分类方法。因此，我就根据从业经验，基于分类方法不同，将升降柱分为以下几种，并不严谨，仅读者供参考。

　　a) 高安级，防冲撞等级高，一般来说至少可抵御6.8吨卡车以65km/h时速的撞击。这类产品，一般柱体直径273mm以上，壁厚15mm以上，阻挡高度800mm以上，但其制造成本高，所以多被安装于安全最敏感的场所，例如政府重要机构、监狱、军队、核电站、天然气站，电网变电站、使领馆，边境卡口等等…

　　b) 城市级，防冲撞等级中等，最高可抵御小于2.3吨机动车以60-80km/h时速的撞击，这类产品，一般柱体直径219-233mm，壁厚6-10mm，阻挡高度600-800mm。由于其价格适中，外形美观，多用于城市中的某些人员容易集聚的区域中，如学校、医院、公共演出或展览场馆等，或对机动车实施限行管控的区域。

　　a) 半自动型。这种类型的升降柱，主要是为了满足经济性的需要，可管理性差，基本靠人力，主要用来与全自动升降柱配合使用，对一个较大面积的出入口进行管控。它的内部安装有一个气弹簧，使用钥匙打开锁扣后，可自动升起，但需要人力下压将其降下。此外，还有一种更便宜的但完全不能升降的固定柱，其地表外观与全自动升降柱一样，也是与全自动升降柱配合使用。

　　b) 电动型。这类升降柱的内部安装有一套以电机驱动的蜗轮蜗杆机构，可将升降柱升起和降下。优点是结构简单，成本低。缺点是速度慢、负载小，由于其防护级别低，所以易发生由于进水导致的故障。不合适高安级，由于其经济性，被应用于一些城市级低流量出入口，非主流技术。

　　c) 气压驱动型。这类升降柱内部采用的一支气动缸作为执行器，将柱体升起和降下，但压缩空气动力源必须安装在地面以上，所以这种类型的升降柱的实施项目均是1拖多的驱动方式，一个在地面某处安装的压缩空气泵站，通过压缩空气管路连接多支升降柱内部的气缸。优点：相比液压，无漏油带来的污染风险。缺点：故障率高，维修成本高，噪音大，负载小，由于是集中压缩空气动力源模式，所以易造成大面积故障，对于要求高且复杂的场合，其成本也非常高，所以也非此行业所采用的主流技术。

　　d) 液压驱动型。这类升降柱的驱动方式，是国内外安防路障行业中主要采用的方式，从之前的外置液压站（类似气压驱动型）集中驱动，发展至目前主流的的内置微型液压驱动单元，向未来集成式液压驱动模组发展。其优点是体积小，功率密度高，负载能力强，而且与生俱来的高防护等级，且寿命和可靠性是所有驱动方式中最高的。其唯一的缺点就是成本较高。

　　其实，升降柱工作过程非常简单，柱体内部的执行器（机芯）在控制命令的操纵下驱动柱体升起和降下。但是由于其工况特别恶劣，而且应用要求和管理需求也越来越复杂，使得对升降柱的技术要求也越来越高。

　　以上这些标准中，主要是在阻车器路障阻挡能力性能指标、测试方法和安装应用制定了方法、规范和评价标准，且包含所有形式的阻车器路障，而非专门针对升降柱。

　　这项指标是升降柱产品最重要的技术要求，应根据被保护的对象，以及安装位置，需要酌情选择恰当阻挡能力的升降柱产品。阻挡能力评估，国外的标准多以可承受的最大碰撞能量（KJ，千焦）来衡量，虽严谨但不直观，且不能用于中国市场，就不做介绍。下面对中国的标准中的阻挡能力的评估方法，做简单介绍。

　　需要说明的是，A1/B1/C1这些实车碰撞成绩是很难达到的，特别是A1和B1这两个实车碰撞成绩，对于升降柱而言几乎仅停留在理论层面。因为实车碰撞测试的车辆一般均采用报废车辆在牵引或重力加速度的作用下达到预设的碰撞时速，车辆上的某些大质量部件在碰撞时会瞬间脱离车体，加速飞离，例如发动机、变速箱，而升降柱的间距又不足以完全挡住这些小体积大质量部件穿过，因此，对于实车碰撞成绩，A2/B2/C2就已经算是实际最好成绩。

　　另外，由于碰撞测试的偶然性和车辆的差异性，而且由于碰撞测试成本高昂，制造商不可能将每款产品进行所有A、B、C、D四个级别的碰撞测试，所以碰撞成绩同级大体可比较，但不完全合适跨级比较，例如

　　由于升降柱被埋设在地面以下，其是否能够浸水正常运行是一个非常重要的刚性要求。一般来说，内部的驱动器多是具备IP68防护等级，能够浸水运行的，所以升降柱主体结构无需有防水要求。

　　但是，如果升降柱内部安装的执行器（机芯）没有IP68防护能力，就必须要求升降柱主体结构能够达到IP68防水等级。将升降柱主体结构内部进行密封，使之具备IP68防护等级，既不经济，也不耐用，所以目前极少有采用此种设计的升降柱产品。这是因为，升降柱体是一个直径大于219mm的圆柱形运动部件，升降过程会将地面上的沙砾带入密封间隙中，沙砾的硬度与金刚石相当，可以对任何密封材料造成破坏，从而会使密封结构失效。

　　IP防护等级，是国家标准GB/T4028以及IEC 60529中规定的对设备外壳抵御外部物质进入的能力的评级。举例：

　　为了应对一年四季的温度变化，以及各种地理位置的气候条件的巨大差异，升降柱必须能够在-40°C到65°C的环境温度条件下，无故障运行。即使在低温或高温情况下，升降柱的运行性能有衰减，但必须不能因此出现故障，导致设备失效而完全无法动作，从而使管制点处于管理功能完全丧失的风险状态。

　　各个国际标准及中国标准上，没有对升降速度有明确的约束与要求。基于实际应用经验，我们认为升起速度根据不同柱体高度2.5-4秒为较合适，下降速度为2-3秒较合适，超过这个范围，使用者的使用体验会有较大幅度的恶化。

　　1) 升起时，如果速度过快，周边人群或恰好处于升降柱上端的人或非机动车辆来不及反应，误伤的风险加大

　　3) 下降时，如果速度过快，柱体下落时的惯性力对整体结构冲击增大，长时间运行会降低产品的使用寿命，故障率上升。

　　GA/T 1343中有一项明确要求：路障按升降频率2次/分钟连续运行5000次。这是在实验室条件下，对升降柱的一项可靠性测试。按中等使用频率，10辆车/小时，每天12个小时，那么每天120辆车，那么5000次升降就是2个月左右时间，那么按低频次计算，大约4-6月时间，仍然不能够满足使用寿命的要求，而且还是实验室条件下。因此，GA/T 1343中给出的要求可以认为是最低要求。

　　我们认为，作为埋设型设备，应该在实际工况下能够10万次或3年时间内，无故障或轻故障，而且在第一年（低流量）或6个月（高流量）免维护。一年以后，每6个月（低流量）或3个月（高流量）检修一次。

　　由于升降柱属于地面设备，而且高度有限，所以对于驾驶员的危险性是客观存在的。所以，设备本体的警示性就属于一个重要的产品属性，除了反光膜， 也必须在升降柱的顶部安装LED警示灯，其颜色必须是穿透力强的或浅，彩色的警示灯不仅不能起到警示作用反而可能会干扰驾驶员的视觉识别。并且，在升降柱动作时，LED警示灯必须以一定的频率闪烁，以加强警示作用。

　　由于不同的场合，安装升降柱的管理使用方式不同，务必要考虑出入通道的流量大小，选择合适的产品，避免出现设备无法满足流量要求的情况。

　　安装升降柱时，需要在地面以下开挖，开挖深度因产品而异。常识就能告诉我们，开挖深度越浅越好，但越是浅埋的设备成本也越高，所以就要在施工成本和设备成本做一个权衡。浅埋的优点：

　　此处，需要纠正一个很多人的一个误区：就是设备埋得越深，抗冲击能力越强。简单来说，如果只是一根竖在地面上的柱子，其抗冲击能力与埋在地面以下的深度在一个数值内大体是正比关系，但超过这个深度，就关系很弱了，而与这根柱子的屈服强度和抗剪切强度有直接关系。对于力学结构合理的升降柱来说，这个深度大概仅是300-400mm左右。

　　2） 电缆线） 电缆接线） 回填透水层。对于防水等级不够高的升降柱设备还要考虑设置主动排水井。

　　5） 混凝土回填厚度。根据设备的安防等级，回填厚度也不同，但基本也要保证300-400mm的厚度，请参考制造商的要求。

　　1) 升降柱设备由于安装于道路地面以下，工况恶劣，所以对其进行日常的清理，以及适当的周期性检查和维护还是十分必要的，否则当其发生故障，对其进行维修，有些情况下是相当费时费力而且成本高昂。

　　2) 另一方面，升降柱的设计，也必须易于维护和维修。有不少升降柱产品，因为降低成本，又或者是受限于制造者的技术能力，其结构的可维修性极差，导致一旦发生故障，其维修难度爆表。

　　控制单元是另一个关键因素，优秀的控制单元不仅能够灵活地适配多种应用场合和管理方式，而且能够在很大程度上提高升降柱设备的运行稳定性。很多升降柱在使用过程中出现的故障，是由于控制单元的原因。

　　1) 主。安装在室外环境中的控制柜，最好使用有一定防护能力PLC作为主，一方面，是其以强大灵活的可编程能力，能够通过修改程序的方式适配实际应用场合的个性化需求，也能够在后期一定程度上比较灵活的改变管理控制方式和原先的某些设定。另一方面，相比单片机，PLC的防护能力和稳定性都较强，但其缺点就是首次购入成本较高。

　　3) 合理的布线) 高质量的控制柜箱体。很多人都没有认识到一个高质量的箱体的重要性。一年中的某些季节，空气湿度大，而且白天与黑夜温差大，就会导致箱体内出现凝水，如果箱体小、设计不合理、通风差，就会导致冷凝水滴落到电气元件上造成故障…等等

　　1） 利用12VDC小型后备电池操作一个电磁释放阀将柱体降下。使用这种方式，需要维护这个后备电池，避免电池失效。

　　2） 完全手动，纯机械式的手动应急装置，位于升降柱设备本体的上端。这种形式的手动应急装置的可靠性是最高的。

　　很多人认为升降柱就应该是不锈钢柱。