阿根廷地鐵司機警惕裝置功能分析

【摘要】通過對比國內(nèi)地鐵項目的司機警惕裝置原理，提出了新式司機警惕裝置的設(shè)計原則、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對警惕裝置功能進行了詳細的分析。本警惕裝置功能設(shè)置靈活、操作簡單、實用性強，提高了列車安全可靠性。

【關(guān)鍵詞】地鐵；警惕裝置；運行安全

1、前言

阿根廷布市薩緬托線地鐵是南車青島四方機車車輛股份有限公司繼新加坡地鐵之后又一重要的海外出口城軌項目。由于阿根廷當(dāng)?shù)鼐€路的特殊性及司機的操作習(xí)慣與國內(nèi)地鐵的差異性，隨著列車速度和行車密度的不斷提高，司機操縱列車所承受的壓力越來越大，為保障列車在人工駕駛模式下的安全運行，開發(fā)一種新式的司機警惕控制裝置顯得尤為重要。

2、國內(nèi)現(xiàn)狀

警惕控制裝置用于在列車運行過程中司機出現(xiàn)瞌睡、離崗或者因病喪失控車能力時車輛能實施自動停車。在我國國內(nèi)很多地鐵安裝有“警惕按鈕”，要求司機行車時不斷地觸發(fā)該裝置，以確認(rèn)司機處于清醒狀態(tài)。當(dāng)超過3秒（觸發(fā)時間依車型不同而不同）未觸發(fā)該裝置時，司機室駕駛臺上的警示燈開始閃爍、報警器發(fā)出報警音，若下一個3秒仍未觸發(fā)該裝置時，車輛將自動輸出緊急制動指令控制列車停車。通過對國內(nèi)警惕裝置的功能分析，發(fā)現(xiàn)都是通過一定的條件確認(rèn)司機是否處于清醒狀態(tài)，在檢測到司機處于非清醒狀態(tài)時，自動輸出制動指令，及時控制列車停車。但是持續(xù)的警惕確認(rèn)對司機正常操作影響較大，而且不能針對具體情況進行重點警惕控制。

3、警惕裝置概述

3.1警惕裝置設(shè)計原則

根據(jù)用戶要求及現(xiàn)場調(diào)研分析，在設(shè)計警惕功能裝置時，應(yīng)遵循以下原則：①能有效確認(rèn)司機處于清醒狀態(tài)；②減少司機不必要的操作；③能依據(jù)車輛當(dāng)前狀態(tài)適時調(diào)整周期報警時間。

3.2警惕裝置技術(shù)關(guān)鍵點

3.2.1周期警惕時間。周期警惕是每隔一定時間對司機的操作進行檢測，促使司機在列車運行全程保持警惕狀態(tài)。時間間隔（警惕周期）必須合理選擇，周期太短或太長都將影響到警惕功能的效果。如果周期太短會增加司機不必要的操作，易導(dǎo)致司機產(chǎn)生機械動作，失去警惕作用；周期太長則起不到及時檢測司機狀態(tài)的作用。由于列車車輛運行的特殊性，周期報警時間主要取決于車輛行駛速度和司機觸發(fā)警惕的操作方法（踩警惕踏板或按下警惕按鈕）或者其它操作方法（加速、按喇叭等）。阿根廷布市薩緬托線地鐵的警惕周期報警時間與速度對應(yīng)關(guān)系見表1。

3.2.2警惕功能啟動速度條件。為避免列車在低速時造成周期警惕功能頻繁啟動和終止，軟件對周期警惕功能啟動做了特殊處理：只有當(dāng)列車速度大于4km/h后系統(tǒng)再啟動周期警惕功能。

3.2.3系統(tǒng)故障定義。以阿根廷布市薩緬托線地鐵9編組車輛（6動3拖）為例，系統(tǒng)故障類別包括列車運行過程中發(fā)生4個牽引系統(tǒng)通訊故障或7個制動控制裝置（BCU）故障。

3.2.4警惕功能報警啟動后的解除條件。警惕功能報警后，在規(guī)定時間內(nèi)按壓主控端警惕按鈕或踩踏警惕踏板，即可解除報警。為保障行車中操作的靈活性，司機作出其它反應(yīng)，包括觸發(fā)風(fēng)笛、選擇前照燈開關(guān)、司控器手柄移動也可解除報警。

3.2.5警惕制動指令的輸出和緩解。當(dāng)滿足警惕報警啟動條件，且在報警過程中，司機沒有按壓警惕按鈕或踩警惕踏板確認(rèn)時，TIMS將輸出緊急制動指令?？紤]到制動控制是在裝置認(rèn)為司機失去警惕之后實施的，因此必須在列車停車后才允許緩解。

3.3警惕裝置功能分析

通過對各關(guān)鍵技術(shù)點進行分析，結(jié)合阿根廷用戶的需求，重新設(shè)計并優(yōu)化后的警惕裝置流程圖見圖1。

3.3.1列車速度。列車啟動后，速度高于4km/h時，系統(tǒng)開始執(zhí)行警惕功能，否則警惕功能無效。

3.3.2制動級位。列車?yán)^續(xù)運行，主控手柄置于制動級位B4以下（包含牽引位、惰行位、制動B1～B4位），系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行警惕功能，否則警惕功能無效。

3.3.3系統(tǒng)故障。列車運行中，當(dāng)車輛系統(tǒng)發(fā)生故障時，司機室蜂鳴器報警并持續(xù)報警20s后，列車封鎖牽引，實施緊急制動。如果不存在系統(tǒng)故障，系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行警惕功能。

3.3.4觸發(fā)警惕?？梢酝ㄟ^按下警惕按鈕、腳踏警惕踏板、操作風(fēng)笛開關(guān)、前照燈開關(guān)、司控器手柄等其中任何一項觸發(fā)警惕功能。

①如果在當(dāng)前列車速度所要求的周期警惕時間間隔內(nèi)（見表1）觸發(fā)警惕功能，系統(tǒng)重新開始判斷警惕周期。

②在執(zhí)行腳踏踏板或警惕按鈕觸發(fā)警惕功能時，如果踩踏或按壓時間長于1s，系統(tǒng)持續(xù)報警2秒，列車封鎖牽引，實施緊急制動。否則，系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行警惕功能。

③如果在當(dāng)前列車速度所要求的周期警惕時間間隔內(nèi)不觸發(fā)警惕功能，蜂鳴器響250ms，警惕燈常亮，繼續(xù)按照流程圖向下執(zhí)行。

④如果2.5s內(nèi)司機依然沒有觸發(fā)警惕功能，警惕燈常亮且蜂鳴器持續(xù)報警。若此時觸發(fā)警惕按鈕，系統(tǒng)重新開始判斷警惕周期。否則，繼續(xù)按照流程圖向下執(zhí)行。

⑤如果下一個2.5s內(nèi)司機依然沒有觸發(fā)警惕功能，列車將封鎖牽引，實施緊急制動。

3.3.5警惕重置

列車施加緊急制動后，在滿足制動施加時間大于30s且車輛速度為0km/h，系統(tǒng)重新進入警惕功能判斷。上述條件有一項不滿足，列車?yán)^續(xù)實施緊急制動。

4、結(jié)束語

阿根廷布市薩緬托線地鐵在用戶現(xiàn)場進行了大量的動態(tài)試驗，完全達到警惕功能目的，減少了因司機操作不當(dāng)造成的非正常停車，方便司機將精力用于安全、平穩(wěn)行駛的目的。本裝置功能設(shè)置靈活、操作簡單、實用性強，提高了安全可靠性，滿足了用戶要求。

參考文獻

[1]謝興中.機車司機警惕控制技術(shù)探索[J].電力機車與城軌車輛，2008（3）.

作者簡介

韓扶林（1983.05-），男，山東煙臺人，工程師，主要從事軌道車輛工藝方向的研究。