張志春

(廈門軌道交通集團有限公司運營事業(yè)總部，福建 廈門 361000）

緊急制動是信號、車輛大系統(tǒng)基于行車安全在地鐵車輛上設置的重要功能，地鐵列車發(fā)生緊急制動影響正常行車組織、乘客安全舒適性和車輛設備質量，產生的原因涉及信號、車輛、通信、站臺門等專業(yè)系統(tǒng)或駕駛操作等人為因素。由于緊急制動具有突發(fā)性的特點，故而需要結合運營實際和設備情況，形成地鐵列車發(fā)生緊急制動時的聯(lián)動處置機制，保障地鐵列車正常運行。

一、緊急制動控制原理

地鐵列車通過貫穿車輛的硬線環(huán)路實現(xiàn)對緊急制動的施加及緩解控制，緊急制動安全環(huán)路中通常會串入司機室占用、警惕、總風壓力、車載信號、超速等安全繼電器的觸點?；诠收蠈虬踩O計原則，緊急制動安全環(huán)路通常采用常電方式，當環(huán)路失電時使得緊急制動繼電器失電，此時觸發(fā)緊急制動指令；為確保安全，一旦列車觸發(fā)緊急制動，一般需要列車完全停車后方可重新使安全環(huán)路得電、緩解緊急制動（通過串入零速信號實現(xiàn)）。

緊急制動指令通過列車線電平信號傳給每個制動控制單元（BECU），制動控制單元根據(jù)列車載荷信號計算列車所需總制動力并分配制動力（調節(jié)單元制動機輸入風壓）給各個轉向架，且內部設有獨立的電磁閥控制，控制單元制動機氣路的通斷來實現(xiàn)制動的施加與緩解。車載信號系統(tǒng)通過一組節(jié)點接入至車輛緊急制動環(huán)線中，當車載信號系統(tǒng)需要觸發(fā)緊急制動或車載信號系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，會將節(jié)點斷開，造成緊急制動環(huán)路斷開，由車輛系統(tǒng)完成緊急制動。

緊急制動發(fā)生時易造成車輪踏面擦傷，縮短設備的有效使用壽命；因緊急制動指令發(fā)出后是不可撤除的，列車必須減速直到列車停止，影響后續(xù)列車的運行控制，降低行車組織效率；緊急制動時因列車慣性乘客可能發(fā)生磕傷等問題。

二、緊急制動產生的異常原因

（一）車輛原因

總風欠壓；當列車在運行狀態(tài)下，方向手柄為零位；緊急電氣列車線回路中斷或失電；DC110V控制電源失電；列車分離（脫鉤）；人工駕駛超過保護值時施加緊急制動。

（二）信號系統(tǒng)原因

信號系統(tǒng)通過車載信號系統(tǒng)機柜內部邏輯判斷，最終以高/低電平的形式輸出邏輯值，當信號系統(tǒng)機柜輸出為低電平時，會使緊急制動環(huán)路斷開，列車執(zhí)行緊急制動。

1.信號設備原因

（1）車載系統(tǒng)發(fā)生嚴重故障，以致不能正常執(zhí)行安全功能，如兩端車載信號系統(tǒng)均發(fā)生故障、列車完整性丟失等；（2）列車前方的聯(lián)鎖條件無法滿足行車要求且列車已經駛入安全制動距離范圍內，如聯(lián)鎖系統(tǒng)出現(xiàn)故障，道岔失去表示，軌道區(qū)段出現(xiàn)異常占用等；（3）車載系統(tǒng)對列車定位或速度測量出現(xiàn)較大偏差，如車載測速傳感器和定位信標天線故障，軌旁信標出現(xiàn)連續(xù)故障等。

2.通信原因

由于目前地鐵列車信號系統(tǒng)采用基于無線通信來完成列車定位和自動駕駛功能，所以當車地通信出現(xiàn)較大延時或中斷以及通信頻段出現(xiàn)干擾時，也會造成車載信號系統(tǒng)無法接收到準確信息，故而輸出緊急制動命令。

3.站臺門原因

站臺門光電感應開關閃開觸發(fā)信號，通常發(fā)生在列車進出站時，因列車運行帶來的活塞風效應加之光電感應開關安裝、接觸間隙等問題導致。當列車以CBTC-MCS或CBTC-AMC模式進出站時監(jiān)測到站臺門沒有關閉且鎖閉，觸發(fā)緊急制動。

（三）駕駛操作原因

人工駕駛模式下，司機松開警惕按鈕超過4秒；司機誤操作司機臺上的緊急制動按鈕（此時包括降弓）；司機在手動駕駛模式時超出允許速度；司機在自動折返工況時操作錯誤等都會造成列車緊急制動。

（四）車站作業(yè)原因

站臺中設有應急處置功能的緊急停車按鈕，按下緊急停車按鈕時可以使站臺區(qū)域內列車緊急制動，避免危險情況，車站作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)危及人身及行車安全緊急情況，站務人員與行車值班員按照“先發(fā)現(xiàn)，先按壓”原則，按壓緊急停車按鈕，觸發(fā)列車緊急制動。

圖1 緊急制動安全環(huán)路監(jiān)測點

圖2 列車緊急制動ERM數(shù)據(jù)

三、防范措施

（一）理清觸發(fā)列車緊急制動屬于車輛或信號的源頭

試運行初期經常發(fā)生列車緊急制動未能及時判明原因，主要問題在于車輛與信號機柜不能實現(xiàn)相互監(jiān)測，無法判斷真實原因是否為車輛方面觸發(fā)。對此問題，車輛通過電路改造，從端子排處引線至IO板卡，在安全環(huán)路中對司機室占用、CC機柜緊急制動前點、CC機柜緊急制動后點、零速繼電器前點、零速繼電器后點五個環(huán)路節(jié)點進行監(jiān)視(如圖1所示）。VCU和ERM針對上述硬件更改，更新VCU軟件MVB信號配置表，增加“司機室占用”“CC機柜緊急制動前點”“CC機柜緊急制動后點”“零速繼電器前點”“零速繼電器后點”信號監(jiān)測點；更新ERM信號記錄配置表，增加“司機室占用”“CC機柜緊急制動前點”“CC機柜緊急制動后點”“零速繼電器前點”“零速繼電器后點”信號監(jiān)測點。當發(fā)生緊急制動故障時，檢修人員通過數(shù)據(jù)下載分析，可以快速判斷產生列車緊急制動的原因是否源自車輛。

如圖2所示，19:16:48分故障時刻，車輛緊急制動觸發(fā)條件1-7均為低電平、1車和6車VCU緊急制動觸發(fā)條件也為低電平，可判斷非車輛原因觸發(fā)緊制。由圖可知，故障時刻1車CC機柜前端緊急制動回路監(jiān)視1為高電平（正常），1車CC機柜后端“1車 CC后diTc發(fā)送”為低電平（異常），可判斷是由于信號CC機柜內部串聯(lián)于緊急制動安全回路上的觸點斷開，導致安全回路斷開，觸發(fā)列車緊制。

（二）對關聯(lián)安全回路觸發(fā)緊急制動的相關設備質量進行把控

比如在站臺門方面，針對緊制—光電開關導致安全回路斷開故障，從源頭查找設計缺陷問題：（1）站臺門MMS監(jiān)控主機對安全回路繼電器有監(jiān)視無記錄；（2）應急門光電感應頂桿容易晃動，造成安全回路閃斷，導致列車發(fā)生緊急制動。采取改進措施，確保源頭質量受控：（1）針對安全回路通斷監(jiān)控進行優(yōu)化，由PEDC增加對安全回路繼電器線圈和觸點進行掃描和確認，將采集到的狀態(tài)信息，通過R485串型通訊總線上報到上位機MMS監(jiān)控界面，縮短間隔時間可以更可靠地監(jiān)視到整側安全回路的通斷情況。（2）針對應急門光電感應頂桿固定不牢靠，在振動的情況下，固定頂桿的螺母會出現(xiàn)松動，容易造成頂桿與光電感應開關間距不足，造成應急門安全回路斷開。通過優(yōu)化應急門光電感應頂桿設計，增大應急門頂桿上接觸面積，同時采用螺紋膠加強對螺母的固定，消除頂桿晃動的隱患。

四、聯(lián)動機制

（一）目的

為第一時間應對發(fā)生緊急制動后的聯(lián)動處置，及時查找原因，避免在同一時段或區(qū)段接二連三地發(fā)生列車緊急制動事件，建立聯(lián)動機制和響應措施。

（二）基本措施

1.乘務專業(yè)（第一信息層面）

司機作為列車運行的現(xiàn)場第一責任者，發(fā)生緊急制動時，司機應第一時間從顯示屏信息對發(fā)生緊急制動的基本原因作出初步判斷，分清是人為因素還是設備因素，及時反饋控制中心行調。司機進行車輛/信號故障應急處理時，參照電客車、信號設備故障應急處理指南處理。操作各旁路開關前，必須確認符合安全條件，并取得行調的授權，同時落實手指口呼操作標準。

2.車站作業(yè)（第一信息層面）

一是站臺人員按壓緊停按鈕，站臺發(fā)生危及人身及行車安全緊急情況時，由站臺作業(yè)人員立即破除鉛封打開防護罩按壓站臺緊急停車按鈕（1-3秒），直至相應站臺緊急停車指示燈點亮，通過對講機向行車值班員匯報。行車值班員收到匯報后確認IBP盤蜂鳴器報警及相對應上/下行緊急停車按鈕指示燈亮，按壓報警確認按鈕消除報警語音，向行調匯報。二是行車值班員按壓緊急停車按鈕，行車值班員發(fā)現(xiàn)危及人身及行車安全或站臺區(qū)域以外發(fā)生危及人身及行車緊急情況時，行車值班員立即按壓相對應上/下行緊急停車按鈕（1-3秒），IBP盤蜂鳴器報警及指示燈亮后，向行調匯報。

3.調度專業(yè)（協(xié)調指揮層面）

行調接到司機反饋列車發(fā)生緊急制動，司機能夠明確反饋原因并能快速核實的，行調及時通知責任專業(yè)處置；行調接到車站行車值班員匯報車站按壓緊急停車按鈕的原因后，做好相應跟蹤和信息流轉；對于不明原因的緊急制動，行調應立即通知車輛、信號、通信專業(yè)開展聯(lián)動排查，并同步通知綜合監(jiān)控專業(yè)對站臺門等設備狀態(tài)進行排查；行調對接續(xù)列車應做好嚴密監(jiān)控，做好現(xiàn)場信息收集、整理、互通、發(fā)布。

4.信號專業(yè)（排查層面）

信號專業(yè)接報后應第一時間對列車數(shù)據(jù)進行遠程下載，并立即安排人員進行添乘作業(yè)，對故障原因進行初步分析，組織查找分析是否為信號原因導致，分清問題來源，做好信息互通和處置。對于信號自身問題，充分利用各方面數(shù)據(jù)進行分析診斷，結合軌旁聯(lián)鎖數(shù)據(jù)、ATS數(shù)據(jù)和網絡數(shù)據(jù)對故障進行全面分析，查找根本原因。

5.車輛專業(yè)（排查層面）

車輛專業(yè)基于分清問題來源設置了接口監(jiān)控，這是實現(xiàn)聯(lián)動處置的一個重要載體和手段，在接報后第一時間開展數(shù)據(jù)遠程下載，對產生緊急制動的原因作出初步判斷，區(qū)分是信號還是車輛觸發(fā)的緊急制動，做好信息互通和處置，同時安排駐站人員跟車對現(xiàn)車進行檢查確認。

6.站臺門專業(yè)（聯(lián)動層面）

要實現(xiàn)站臺門原因導致緊急制動問題的快速查找，關鍵在于一是光電感應開關動作信號串入信號系統(tǒng)，二是動作信號采集周期的縮短，三是落實檢修制度和質量卡控措施。站臺門光電感應開關安裝或間隙問題，在開通初期是故障高發(fā)期，若因此發(fā)生緊急制動沒有及時處置，會持續(xù)影響后續(xù)列車產生緊急制動，這是一個不容忽視的問題。站臺門專業(yè)在接報后應立即開展查找，發(fā)現(xiàn)問題時及時通過車站作業(yè)人員對站臺門采取隔離措施，并安排維修人員趕赴現(xiàn)場處置。

7.通信專業(yè)（預防層面）

通信干擾造成的列車緊急制動，應著力于開通初期全面開展場強測試，避免民用通信干擾車地通信，同時對沿線周邊民用通信設置情況定期跟蹤、測試，去除干擾源，保證車地通信質量。

（三）聯(lián)動響應提升措施

為提升聯(lián)動響應的及時性和有效性，主要通過對運營故障數(shù)據(jù)積累，形成相應的大數(shù)據(jù)庫，并持續(xù)更新、優(yōu)化及大數(shù)據(jù)分析，形成緊急制動故障處理流程指南。當故障出現(xiàn)的第一時間，當事人可根據(jù)當前的故障現(xiàn)象，從流程指南中匹配到最接近的故障現(xiàn)象（流程指南會將發(fā)生頻率最高的故障原因排在首位供當事人比對），判斷出最有可能導致的故障原因，并及時獲取相應的處置措施，確保故障發(fā)生第一時間及時有效處置。

同時，將大數(shù)據(jù)系統(tǒng)接入車輛網絡系統(tǒng)，實現(xiàn)故障出現(xiàn)后對應主要原因及處置措施的自主推送。通過上述系統(tǒng)，能有效避免現(xiàn)有故障處理指南更新滯后、現(xiàn)有車輛網絡系統(tǒng)故障原因分析及措施缺乏等問題，也有利于減少當事人因緊張等人為因素造成故障處置不當，此類故障處理聯(lián)動機制主要是基于大數(shù)據(jù)處理技術及信息系統(tǒng)一體化技術的發(fā)展，是后續(xù)故障處置的重要發(fā)展方向之一。

建立對列車發(fā)生緊急制動的聯(lián)動處置機制，不僅在于應急處置時乘務、調度、車輛、信號、通信、站臺門、站務等專業(yè)的聯(lián)動響應和信息暢通，也有賴于提升監(jiān)控檢測手段快速判斷專業(yè)責任，并以聯(lián)動機制作為應急演練項目定期開展，促進聯(lián)動管理和響應速度。