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。
1） 升降柱的优点-实用价值
2） 升降柱的分类
3） 升降柱的主要技术要求
4） 如何评价升降柱的优劣
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。
3）道路表面上无需安装任何附属设施，降下后完全不降低通道的通流能力。
4）可通过控制软件灵活修改设备编组方式，以适应设备安装后通道管理方式的改变。
5）作为具有超强抗冲击能力的硬质隔离设备，其性能价格比优于所有同类。
通俗总结一下，就是：
1) 比它便宜的，没它有用
2) 和它一样有用的，没它经济
3) 和它一样经济的，没它美观友好
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。
1. 按用途来分：
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。
2. 按驱动方式来分：
驱动方式的不同，在升降柱的外观上的区别不明显。
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。
3. 按使用频率来分
a) 高流量型，连续每1分钟通过一辆机动车，全天24h
b) 低流量型，连续每8-10分钟通过1辆机动车，但允许15-30分钟内的高流量。
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。
1) 中国公安部的推荐标准GA/T1343 《防爆升降式阻车路障》
2) 英国的BS PAS68 《Specification for vehicle security barriers》，PAS69《Guidance for the selection, installation and use of vehicle security barrier systems》
3) 美国的ASTM F2656/2656M 《Standard Test Method for Crash Testing of Vehicle Security Barriers》
4) 国际标准 IWA 14-1 《Vehicle security barriers —Performance requirement, vehicle impact test method and performance rating》，和 IWA 14-2 《Vehicle security barriers — Applications》
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。
2. 阻挡能力要求。
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。下面对中国公安部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
1） C1>C2>C3，
2） A1>B1>D1>C1>E1
3） 但C3不能说一定比D2阻挡能力强
从实际应用角度来说，B3以上可以认为是高安级，C2以下可满足基本城市应用。
3. 浸水耐受要求。
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。
理论上，机芯的IP68防护等级与升降柱主体IP68防护等级，是等效的。
小知识：
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：
IP65, 外壳尘封，可抵御猛烈喷水
4. 环境温度耐受要求
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。
5. 升降速度要求
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
2) 升起时，如果速度过慢，一方面会增大强行闯入的风险，另一方面会降低通道的通流能力。
4) 下降时，如果速度过慢，一方面会增大车辆误撞击的风险，另一方面会降低通道的通流能力。
6. 可靠性和寿命要求
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。
7. 警示（可识别性）要求
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黄色或浅黄色，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。
8. 通流能力要求
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。
9. 安装条件要求
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：
1) 施工成本低
2) 施工风险低
3) 浅埋设备后期设备维护较深埋设备更容易，也就是成本更低。
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。
10. 施工要求
施工的质量是仅次于设备质量的第二重要的，其中有几个关键因素
1） 设备垂直度
2） 电缆线径和电缆质量
3） 电缆接线质量和防水处理
4） 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。
11. 维修维护要求。
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。
11. 控制单元要求
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) 主控制器。安装在室外环境中的控制柜，最好使用有一定防护能力PLC作为主控制器，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。
2) 优秀的电气元件质量。
3) 合理的布线与接线端子安置。
4) 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
12. 供电失效后的应急装置
作为升降柱的使用单位，是有可能遇到某种特殊情况造成供电故障，例如火灾，此时处于设防状态的升降柱就需要被人为手动操作将其落下，为救援车辆让出通道，这个手动应急功能是每一台升降柱必备的，以应对这种状况，规避风险，虽然可能对于大多数升降柱而言从安装到报废的多年中，从未用到过一次。
目前，全自动升降柱有两种手动应急装置：
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。
13. 材质要求和美观要求
很多人认为升降柱就应该是不锈钢柱体，这其实是误会。升降柱诞生之初，作为反恐安防路障设备首先考虑的是抗冲击能力，所以早期的升降柱无一例外使用的都是优质碳素结构钢，但由于需要做防锈处理和表面喷涂，工艺路线复杂，造成其总体成本较高。随着升降柱产品的不断普及，开始应用于城市中的某些并无较高反恐要求特定场合，其美观性和经济性要求更加突出，所以就出现了使用不锈钢材料（多为304）来制作柱体。虽然304不锈钢材料屈服强度较弱（例如，比较软的#20碳素结构钢低约17%），但由于“不锈”这个优点，省去了表面防锈处理和喷涂等工艺，反而成本更低，降低了制造门槛，就受到了生产厂家的欢迎。也就影响了用户的认知。
除了柱身，另一个决定其抗冲击能力的部分是“地面法兰“，这个部分的材料及其力学结构也很重要。当柱体受到车辆撞击时，这个部位受到的挤压力大约是柱体撞击面的3-4倍，而如果这个部位受损被破环，这个地面法兰与下部的预埋主体是焊接在一起的，那么就只能将其全部挖出，再安装一个全新的设备才能修复。因此，如果你发现有的升降柱的地面法兰使用不锈钢材质制造，那你就可以绕道了。
市场上，升降柱的厂家很多，能力资质差异巨大，产品图片美轮美奂，外观光鲜亮丽，各式各样、价格五花八门，但内在质量和可靠性的差异就很难甄别，这就给经销商和用户选择合适的产品带来了很大困难。
升降柱，作为一种地面以下埋设型设备，埋设时需要浇灌水泥固化，且很多情况下需要用沥青恢复路面。设备安装后如果出现运行故障需要维修，升降柱设计的是否易于维修就很关键。如果出现故障率高而不得不将设备整体更换，其代价是巨大的。
而且，绝大多数使用场合，升降柱的安装数量都是不止1台，部分场合甚至20-30台以上，如果设备质量不好，或者施工质量不高，其后期带给用户和承包商的麻烦事将会是灾难性的。过去几年中，在行业中已屡次出现设备频繁故障，用户不堪其扰，而不得不将所有设备全部挖出更换，甚至有客户索性放弃使用。
那么，如何评价一台升降柱设备的优劣呢？可以根据前文所述的13条技术要求进行逐条检验，另补充以下几个方面的内容，供读者参考：
1） 机芯（核心驱动器）质量。
机芯的质量是升降柱的核心关键，超过半数以上的升降柱故障是是机芯故障，我们可以从以下几个方面评估机芯质量
a) 业界口碑。
b) 外观工艺。
c) 防护等级认证，等级越高与好，例如IP68、IP69，越权威的认证机构越好。
d) 机芯结构设计，这需要有些机械结构知识基础。很多低价位的升降柱所使用的液压驱动型机芯，其结构为明显的三段式，如下图 A没有整体外壳加固，电机也裸漏在外面。随着使用时间越长不断动作和震动，紧固件会出现松动，导致内部进水而失效。下图B是一款更优异液压驱动型机芯的外观。
2） 结构设计；
a) 导向结构。
导向结构的作用是将柱体在升降过程的动作约束在一个垂直的轴线上，而不发生旋转和晃动，以提高设备动作质感和使用寿命。机械结构中，导向的设计有非常多的类型，但几乎都不适用于升降柱，原因就是“恶劣工况“。图一为一种常见的安装于行进法兰上的轴套式三点式的导向结构，（可以想象为用三只手握住三根铅笔顶着一个装满水的盘子升降），为了取得最好的导向效果，导向套和轴之间的间隙要控制的比较小，但对于升降柱而言，地面以下会随着雨水带入着大量各种细小颗粒，进入到间隙中，将间隙磨大，而且导向表粗糙，很快就使得导向结构失效；反过来，如果间隙放大，不仅导向结构作用减弱，则一些大颗粒则就会很容卡在间隙中使得柱体在升降过程摆动，或干脆卡住。图二，是另一种导向结构，柱体圆周三点式导向，三个导向点与柱体接触面是线状的，可以想象为你用三根手指的指甲尖去扶正一个上下动的圆柱，圆柱的顶端有一个装满水的盘子。这种导向结构，即使间隙很小，也不会因为大小颗粒而影响导向效果。
b) 机芯安装结构
升降柱的升降动作由有安装在底部的机芯驱动的，如果不考虑取出的因素（维修时），将机芯固定在升降柱底部是一个连中学生都能完成的任务，但如果加一个条件，底部不能有任何紧固机构，以便于将机芯取出，那么这就成了一个问题。你如果仔细观察，你会发现很多升降柱的机芯的是用螺栓紧固在升降柱底部的，那么问题来了，你如何在一个直径300mm深1.1米的坑内将一个拧紧的螺丝拆除，而且坑中间还有一个机芯，以及螺栓很有可能被淤泥或积水覆盖? 那么，当你选择一个升降柱时，是否应该考虑售后维修时机芯的拆除方式？
c) 机芯调整机构
升降柱安装运行一段时间后，由于振动或车辆碾压造成的结构变形的原因，出厂时处于同轴安装的机芯可能会发生轻微偏移，这时就需要对机芯的同轴度进行调整，以改善升降柱运行品质并延长其工作寿命。目前，大多数升降柱产品都不具备此结构。
3） 材料选择；
在前文中的升降柱的技术要求中已提到了关于升降柱的材料选择。
a) 柱体采用304不锈钢和碳素结构钢都是合适的，碳素结构钢其抗冲击能力会更强，但需要做好表面防锈处理和涂层保护。另外，还有一种材料铝镁合金6061-T5，也适合做柱体，但必须要在内部铸有纵向加强筋，我们通过有限元力学模拟分析，其等效抗撞击强度不逊色不锈钢，而且重量轻，防腐能力强，与表面涂层的结合力好，涂装工艺简单。这就是为什么现在汽车行业也在逐渐使用全铝车身的原因。
b) 升降柱的地面法兰及面板最适合的材料是球墨铸铁，球墨铸铁有多种牌号，合适的牌号能够兼具韧性与刚性，作为整个升降柱主体的主受力结构，其在撞击时单侧要承受3-4倍于柱体所要承受的撞击力，且不能变形或碎裂。而且铸铁表面可以在铸造时形成各种防滑纹路和异形力学结构。所以你能看到各种在路面上窨井盖几乎都是球磨铸铁的。如果使用的是热轧钢板，虽韧性较好，且成本低，但刚性较逊色，所以承压能力较球墨铸铁弱。而最不适合做地面法兰及面板的材质是不锈钢，不仅强度低，而且防滑能力最弱，很多用户对不锈钢的偏好是受一些制造厂家的误导。因为不锈钢材质软，加工门槛低，而且视觉效果好。
4） 易安装性
如果其他条件不变，预埋越浅一定越易安装，而且地面开挖风险也更小，毫无疑问是更优的选择。还有少数安装现场的可挖掘深度非常浅，远低于一般升降柱的要求的1.3米的开挖深度，仅能达到0.6m左右。然而浅预埋的升降柱，取决于机芯是否满足。为了实现更浅的预埋深度，就出现了两级伸缩的升降柱，其内部的液压驱动装置也是两级的，但需要注意以下两点：
a) 两级伸缩的速度是否同步且一致，如果不一致，当下降时，第一级会以较快速度下降，而第二级的下降速度则较慢，这种情形，就会造成驾驶员的误判，以为处于驾驶员视觉盲区中升降柱已完全下落，启动车辆通过，从而导致车辆的意外撞击。
b) 柱体下降后，如果两级柱体间的环形间隙暴露在地面上，无论间隙再小都会存在进入更细小沙砾的风险，从而导致升降过程中的卡滞，特别是下降过程中较容易卡住。
5） 易维护维修性
升降柱产品的易出现故障的4种情形：
a) 机芯故障需要更换，此时机芯是否易于取出就决定了是否易维修。
b) 升降顿挫或卡滞，多为导向结构异常造成，那么导向的可维护性是否友好就很重要。
c) 电气控制故障。此时，电气控制柜的走线、以及接线端子的布置决定了是否方便维修。
d) 发生车辆撞击，如果造成地面法兰及面板损坏，是否好更换？
6） 电气控制柜的质量
a) 主控制器是PLC还是单片机
b) 电气元件质量和功率等级。
c) 合理的布线与接线端子安置。
d) 控制柜箱体的大小、透气性、防雨能力和壁厚。还有一点就是控制柜是否有设计配套的预埋底座，这个预埋底座可以帮助柜体安装，并增强其抗风能力。
7） 智能化与物联网（IOT）能力
智能化和物联网，是一个近些年的热词，一时间所有的产品都在向智能化方向发展，那么对于升降柱而言，什么是智能化，什么是物联网（IOT）能力，是一个较为复杂的话题，也是一个判断制造商技术能力的重要指标，我在后文中专门讨论这个问题。
1. A级，智能程度 ★，
仅总控单元（电气控制柜）联网
总控单元联网，可接收通过网络发来的控制命令，然后控制升降柱动作，并向命令方反馈命令执行结果。
2. B级，智能程度 ★★，
触屏控制终端，作为电气控制柜作的上位机，不仅具备更全面的网络通讯能力外，还具备更全面的本地管理能力，能够通过软件界面修改管理模式和记录设备运行日志。
3. C级，智能程度 ★★★，
取消电气控制柜，升降柱内置驱动模块并可以独立联网，采用数字化控制，触屏控制终端作为本地管理中心机，数字化地控制本地的每一台升降柱动作。升降柱具备初级自我状态感知能力，能够把自身的确切运行状态实时反馈给本地管理中心机，并由本地管理中心机集中记录后通过网络发送给更上层的管理中心平台。
C1，升降柱非独立联网，通过触屏控制终端与网络连接。
C2，升降柱独立联网，联网方式为WiFi, NB-IOT或4G。
4. D级，智能程度 ★★★★，
在C级的基础之上，升降柱具备更高级的自我状态感知以及环境感知。例如，通过柱体上部内置的传感器和摄像头，察觉环境变化并识别接近车辆，发送信息给本地管理中心或远程的管理中心平台做动作决策。