陳 波

(廣東珠三角城際軌道交通有限公司,廣州 510308)

近年來，我國在珠三角、長三角等各大城市群逐漸開展城際鐵路交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，為城市群之間的密集客流實現(xiàn)公交化客運交通提供了堅實的保障，同時也將城際鐵路深入到城市群規(guī)劃密集的核心區(qū)，越來越多的城際鐵路配合規(guī)劃選擇將鐵路敷設(shè)在地下，如某城際鐵路就有一個長達35 km的6個地下車站連接7個地下區(qū)間的地下段和一個長達15 km的4個地下站連接5個地下區(qū)間的地下段，其中15 km的地下段下穿了某通航河流，在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，因考慮到區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)在下穿河流段如果遇結(jié)構(gòu)損壞，會引起快速蔓延的水害，而在該下穿河流段的兩側(cè)設(shè)置了防淹門系統(tǒng)用于控制災(zāi)害范圍，減少災(zāi)害損失[1]。

1 城際鐵路防淹門系統(tǒng)運營安全需求

防淹門在地鐵工程中應(yīng)用較為常見，如廣州、武漢、成都、長沙等城市的地鐵中均有應(yīng)用。在以往的鐵路工程中，因地下區(qū)段較少且更少下穿河流湖泊而較少采用，鑒于該城際鐵路的防淹門是在鐵路系統(tǒng)中首次應(yīng)用，在驗收和安全評估過程中，為進一步提高防淹門在運營期間的可靠性，相關(guān)部門提出對防淹門系統(tǒng)監(jiān)測控制[2]、防止誤操作、運營管理要求等方面進行優(yōu)化，增加防止防淹門誤動的可靠技術(shù)措施。

2 防淹門系統(tǒng)發(fā)生誤動作的危害和位置分析

2.1 防淹門系統(tǒng)發(fā)生誤動作的危害

防淹門的門體采用鋼制結(jié)構(gòu)的升降式閘門，體量大，質(zhì)量大，結(jié)構(gòu)強度高，當系統(tǒng)發(fā)生誤動作啟動關(guān)門操作，驅(qū)動結(jié)構(gòu)直接運行，引起門體下降，部分關(guān)閉或者整樘關(guān)閉，門體下落的過程中將直接損毀軌行區(qū)上方的接觸網(wǎng)，對于正常情況下帶電的接觸網(wǎng)會造成短路故障，中斷供電，對列車行車將造成失電停車，侵入行車限界并最終將隧道橫斷面整個封閉，如列車正駛向防淹門則危害更大，危險性不言而喻。常規(guī)的地鐵工程也有在下穿河湖段設(shè)置防淹門系統(tǒng)的措施，但其控制權(quán)限通常設(shè)置在臨近的車站綜合控制室內(nèi)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置在地鐵運營控制中心的中央級對防淹門系統(tǒng)只監(jiān)視其所處的狀態(tài)，不做直接的控制，實際控制權(quán)交由車站BAS系統(tǒng)工作站和IBP盤來操作[1，3]。

2.2 誤動作可能發(fā)生的位置

結(jié)合防淹門系統(tǒng)控制各環(huán)節(jié)中能夠直接操作關(guān)門動作的關(guān)鍵位置來分析誤動作可能發(fā)生的位置，在各個關(guān)節(jié)位置采取對應(yīng)的措施來加強其安全性。

首先是現(xiàn)場防淹門控制室內(nèi)，就地控制柜盤面設(shè)有操作按鈕，無論操作指令來自遠端調(diào)度中心還是車站，在正常情況下，只要按下控制柜解鎖按鈕，就可以直接操作防淹門關(guān)閉，因此是最直接的誤操作可能發(fā)生位置[4]。

其次是在車站消防控制室內(nèi)，BAS系統(tǒng)在IBP盤上設(shè)置的防淹門遠程操作按鈕，在設(shè)計過程中，這些遠程操作按鈕均按照帶防護蓋防誤觸動考慮，但是按鈕自身的故障和人為的非災(zāi)害觸動使系統(tǒng)依然存在被誤啟動、誤操作的可能。

因此，需要從就地和遠程消防控制室兩個位置對系統(tǒng)的控制進行強化完善，有針對性的提高其防誤操作功能。

3 防止防淹門發(fā)生誤動作的對策

為了防止防淹門系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)發(fā)生誤動作，需要有針對性地制定相應(yīng)的防誤動對策來提高其運行的安全性，確保防淹門系統(tǒng)在需要時可靠動作，不需要時確保不動作。

3.1 制定防誤動措施

通過對可能發(fā)生誤操作位置的分析，考慮到需要對防淹門就地控制柜和車站IBP盤同時增加控制性措施，因此有必要在第三個位置引入對防淹門系統(tǒng)集中監(jiān)管的功能，同時，通過對控制權(quán)限的管理，將系統(tǒng)的控制形成自上而下的順序，將此稱之為雙重保險授權(quán)控制，具體方案如下。

首先，對防淹門系統(tǒng)自帶控制柜增設(shè)授權(quán)管理，授權(quán)管理由BAS系統(tǒng)中央級和車站級兩級構(gòu)成[5]。正常情況下，防淹門系統(tǒng)自帶控制柜需要由調(diào)度所防淹門專用中央級工作站授權(quán)方可解鎖，即中央級不授權(quán)，防淹門系統(tǒng)自帶控制柜遠程操作(消防控制室IBP盤控制)和防淹門控制室就地控制操作均無效。當調(diào)度所防淹門專用中央級工作站授權(quán)失效時，需要由調(diào)度所經(jīng)調(diào)度電話向BAS車站級授權(quán)輸入解鎖密碼方可解鎖防淹門的控制柜。

BAS系統(tǒng)防淹門中央級工作站軟件圖形界面如圖1所示，通過界面下方的授權(quán)按鈕實施操作權(quán)限的控制，當無操作授權(quán)時，僅提供防淹門狀態(tài)監(jiān)視信號[6]，所有操作均無效，即只監(jiān)不控。授權(quán)后，現(xiàn)場和消防控制室操作功能解鎖。

圖1 BAS系統(tǒng)防淹門中央級工作站軟件圖形界面

然后，對消防控制室IBP盤的操作改為由鑰匙開關(guān)實現(xiàn)。鑰匙存放在消防控制室專用保險柜內(nèi)，專用保險柜密碼由調(diào)度所集中管理，當有防淹門操作需求時，需要由調(diào)度所下達操作指令，同時告知車站專用保險柜密碼，取出防淹門操作鑰匙，在消防控制室IBP盤進行防淹門啟動操作。

防淹門系統(tǒng)自帶控制柜現(xiàn)場也須經(jīng)鑰匙方可操作，設(shè)置在區(qū)間內(nèi)的防淹門就地啟動鑰匙存放在防淹門控制室專用保險柜，其設(shè)置在車站的防淹門就地啟動鑰匙存在消防控制室專用保險柜內(nèi)保管。

上述改造后形成的雙重保險控制機制的操作流程如下。

第一步：BAS系統(tǒng)監(jiān)視防淹門狀態(tài)信息和報警水位信息[7]，達到啟動條件后上報調(diào)度所，征求調(diào)度意見是否啟動防淹門。如不啟動，流程終止，返回初始狀態(tài)，監(jiān)視防淹門狀態(tài)信息和報警水位信息；如決定啟動防淹門，須確認防淹門啟動后封閉的區(qū)間無車。如果車站正準備向區(qū)間發(fā)車，則由調(diào)度下令停車，不得進入防淹門區(qū)間；如已向防淹門區(qū)間發(fā)車，須由調(diào)度指揮列車離開防淹門封閉的區(qū)間[8-9]。確認過程完成后方可下發(fā)授權(quán)，進入下一步流程。

第二步：BAS系統(tǒng)接到調(diào)度下達的啟動防淹門指令后，須通過調(diào)度所防淹門專用中央級工作站解鎖防淹門自帶控制柜，使其能夠接受并實現(xiàn)遠程操作(消防控制室IBP盤控制)和防淹門控制室就地操作控制；當調(diào)度所防淹門專用中央級工作站授權(quán)失效時，須由調(diào)度所經(jīng)調(diào)度電話向BAS車站級授權(quán)輸入解鎖密碼方可解鎖防淹門的控制柜，中央級工作站授權(quán)通道未失效時，屏蔽BAS車站級解鎖密碼輸入功能。

第三步：調(diào)度所向車站下發(fā)存放防淹門操作鑰匙專用保險柜密碼，由受令操作者通過密碼開啟專用保險柜取出防淹門操作鑰匙，在消防控制室IBP盤進行防淹門啟動操作。

經(jīng)上述第二步的授權(quán)解鎖和第三步的啟動操作雙重保險措施，達到了防淹門的授權(quán)啟動和防誤操作的目的。

圖2即改進后的經(jīng)授權(quán)方可關(guān)門的防淹門系統(tǒng)控制流程[8-9]。

圖2 經(jīng)授權(quán)方可關(guān)門的防淹門系統(tǒng)控制流程

3.2 相關(guān)系統(tǒng)軟、硬件的改進

在調(diào)度所增設(shè)防淹門專用中央級工作站，平時用于系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視，需要關(guān)門操作時，用于下達授權(quán)指令。

對防淹門設(shè)備自帶控制柜進行改進，將其運行納入BAS中央級及車站級的授權(quán)管理。改造后，在未接到防淹門專用中央級工作站或車站級授權(quán)時，防淹門的控制柜遠程操作(消防控制室IBP盤控制)和防淹門控制室就地控制操作均無效。對防淹門系統(tǒng)自帶控制柜增加雙按鈕改造，確保其安全性、可靠性。

防淹門設(shè)備自帶控制柜的安全控制措施如下。

(1)在沒有BAS系統(tǒng)授權(quán)的情況下，防淹門是無法操作的。即使按下關(guān)閉和開啟按鈕在沒有授權(quán)的情況防淹門也不會動作。

(2)防淹門接收的授權(quán)信號采用安全繼電器雙斷電路[10]，安全繼電器的觸點直接串入驅(qū)動啟閉機和鎖定電機的交流接觸器線圈中，即：沒有授權(quán)，驅(qū)動線圈不得電，也就無法實現(xiàn)關(guān)門動作[11]。

(3)防淹門在操作開/關(guān)門時，必須同時按下按鈕開關(guān)和鑰匙開關(guān)，以上開關(guān)采用串聯(lián)電路，每個開關(guān)使用兩組常開和常閉觸點[12]。

3.3 制定配套管理方案

除了上述制定的防誤動作措施，要使系統(tǒng)長期穩(wěn)定處于隨時可用的狀態(tài)，還需要在日常管理和執(zhí)行演練過程中逐步形成配套的管理文件，以便定期用于培訓(xùn)、防災(zāi)害演練使用。

同時對于防淹門系統(tǒng)這類使用概率很低但是又相當重要的安全保障設(shè)備，還需要對系統(tǒng)的機械運行部件、電氣控制系統(tǒng)、軟件控制系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)等等堅持定期的維護和檢測，以便其能夠長久穩(wěn)定的發(fā)揮作用[13-14]。

防淹門系統(tǒng)的日常維護和檢修，須在主管站段的主導(dǎo)下進行，經(jīng)過中央級授權(quán)程序、在維修天窗時間內(nèi)進行?？紤]到系統(tǒng)自身維護不應(yīng)對城際鐵路的其他系統(tǒng)產(chǎn)生潛在的安全隱患，檢修維護的過程中，防淹門設(shè)備的驅(qū)動機構(gòu)、鎖定機構(gòu)應(yīng)保持互鎖，不得同時進行[15-18]。

4 結(jié)語

通過對防淹門系統(tǒng)運營需求的分析，制定了防誤動作的技術(shù)措施，在此技術(shù)措施的指導(dǎo)下，對BAS系統(tǒng)和防淹門系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)均進行了相應(yīng)的改進，為該城際鐵路的防淹門系統(tǒng)的安全運營增加了保障，提高了運營期間的系統(tǒng)的可靠性。同時，對運營期間管理手段加強制定了專用管理方案，結(jié)合日常對防淹門系統(tǒng)機械、電氣組件的定期維護和動作演練，技術(shù)手段和管理手段雙管齊下，形成了一整套完整的、完善的防誤動作解決方案。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50157—2013 地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[2] 盧屹東，張春敏，王淑敬，等.地鐵防淹門安全設(shè)計初探[J].機械工程師，2012(3)：140-141.

[3] 盧昌儀.地鐵防淹門系統(tǒng)的設(shè)計[J].都市快軌交通，2005(4)：116-120.

[4] 付文剛.防淹門系統(tǒng)與信號系統(tǒng)的接口與邏輯控制分析[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2008(5)：33-34.

[5] 魏文濤.廣州地鐵4號線信號系統(tǒng)與防淹門的邏輯控制[J].鐵道通信信號，2013，49(5)：45-49.

[6] 劉曉娟.城市軌道交通CBTC系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].蘭州：蘭州交通大學(xué)，2009.

[7] 孫增田.廣州地鐵2號線防淹門系統(tǒng)的設(shè)計分析[J].都市快軌交通，2004，17(S)：79-82.

[8] 李賢妮，趙立新.西安地鐵1號線防淹門控制系統(tǒng)及其接口分析[J].福建建筑，2015(4)：80-82.

[9] 張建林.東莞地鐵信號系統(tǒng)與防淹門系統(tǒng)接口設(shè)計[J].鐵路通信信號，2015(4)：87-89.

[10] 劉曉娟，黨建武，劉蓓.基于通信的列車控制系統(tǒng)中無線傳輸系統(tǒng)的安全性研究[J].城市軌道交通研究，2009(12)：37-41.

[11] 郜春海.基于通信的軌道交通列車運行控制系統(tǒng)[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2017(2)：9-12.

[12] 張惺.地鐵信號系統(tǒng)與防淹門系統(tǒng)的接口設(shè)計[J].鐵道通信信號，2007，43(8)：55-57

[13] 文小偉.珠三角城際鐵路CTCS+ATO技術(shù)方案中難點問題的解決[J].鐵道通信信號，2014，50(2)：65-67.

[14] 中國鐵路總公司.鐵總科技[2013]79號 城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)暫行總體技術(shù)方案[S].北京：中國鐵路總公司，2014.

[15] 國家鐵路局.TB10623—2014 城際鐵路設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2015.

[16] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國家發(fā)展和改革委員會，建標104—2008 城市軌道交通工程項目建設(shè)標準[S].北京:中國計劃出版社，2008.

[17] 陳煒.城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)列車運用初探[J].鐵道通信信號，2016，52(12)：7-9.

[18] 劉穎，張瑞龍，盧屹東，等.地鐵隧道防淹門控制系統(tǒng)研究[J].鐵道標準設(shè)計，2012(10)：76-80.