阿根廷地鐵司機(jī)警惕裝置功能分析

【摘要】通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)地鐵項(xiàng)目的司機(jī)警惕裝置原理，提出了新式司機(jī)警惕裝置的設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)警惕裝置功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析。本警惕裝置功能設(shè)置靈活、操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)，提高了列車(chē)安全可靠性。

【關(guān)鍵詞】地鐵；警惕裝置；運(yùn)行安全

1、前言

阿根廷布市薩緬托線地鐵是南車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)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(xiàng)目。由于阿根廷當(dāng)?shù)鼐€路的特殊性及司機(jī)的操作習(xí)慣與國(guó)內(nèi)地鐵的差異性，隨著列車(chē)速度和行車(chē)密度的不斷提高，司機(jī)操縱列車(chē)所承受的壓力越來(lái)越大，為保障列車(chē)在人工駕駛模式下的安全運(yùn)行，開(kāi)發(fā)一種新式的司機(jī)警惕控制裝置顯得尤為重要。

2、國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

警惕控制裝置用于在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中司機(jī)出現(xiàn)瞌睡、離崗或者因病喪失控車(chē)能力時(shí)車(chē)輛能實(shí)施自動(dòng)停車(chē)。在我國(guó)國(guó)內(nèi)很多地鐵安裝有“警惕按鈕”，要求司機(jī)行車(chē)時(shí)不斷地觸發(fā)該裝置，以確認(rèn)司機(jī)處于清醒狀態(tài)。當(dāng)超過(guò)3秒（觸發(fā)時(shí)間依車(chē)型不同而不同）未觸發(fā)該裝置時(shí)，司機(jī)室駕駛臺(tái)上的警示燈開(kāi)始閃爍、報(bào)警器發(fā)出報(bào)警音，若下一個(gè)3秒仍未觸發(fā)該裝置時(shí)，車(chē)輛將自動(dòng)輸出緊急制動(dòng)指令控制列車(chē)停車(chē)。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)警惕裝置的功能分析，發(fā)現(xiàn)都是通過(guò)一定的條件確認(rèn)司機(jī)是否處于清醒狀態(tài)，在檢測(cè)到司機(jī)處于非清醒狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)輸出制動(dòng)指令，及時(shí)控制列車(chē)停車(chē)。但是持續(xù)的警惕確認(rèn)對(duì)司機(jī)正常操作影響較大，而且不能針對(duì)具體情況進(jìn)行重點(diǎn)警惕控制。

3、警惕裝置概述

3.1警惕裝置設(shè)計(jì)原則

根據(jù)用戶(hù)要求及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研分析，在設(shè)計(jì)警惕功能裝置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：①能有效確認(rèn)司機(jī)處于清醒狀態(tài)；②減少司機(jī)不必要的操作；③能依據(jù)車(chē)輛當(dāng)前狀態(tài)適時(shí)調(diào)整周期報(bào)警時(shí)間。

3.2警惕裝置技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

3.2.1周期警惕時(shí)間。周期警惕是每隔一定時(shí)間對(duì)司機(jī)的操作進(jìn)行檢測(cè)，促使司機(jī)在列車(chē)運(yùn)行全程保持警惕狀態(tài)。時(shí)間間隔（警惕周期）必須合理選擇，周期太短或太長(zhǎng)都將影響到警惕功能的效果。如果周期太短會(huì)增加司機(jī)不必要的操作，易導(dǎo)致司機(jī)產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)作，失去警惕作用；周期太長(zhǎng)則起不到及時(shí)檢測(cè)司機(jī)狀態(tài)的作用。由于列車(chē)車(chē)輛運(yùn)行的特殊性，周期報(bào)警時(shí)間主要取決于車(chē)輛行駛速度和司機(jī)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(bào)警時(shí)間與速度對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。

3.2.2警惕功能啟動(dòng)速度條件。為避免列車(chē)在低速時(shí)造成周期警惕功能頻繁啟動(dòng)和終止，軟件對(duì)周期警惕功能啟動(dòng)做了特殊處理：只有當(dāng)列車(chē)速度大于4km/h后系統(tǒng)再啟動(dòng)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(chē)輛（6動(dòng)3拖）為例，系統(tǒng)故障類(lèi)別包括列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生4個(gè)牽引系統(tǒng)通訊故障或7個(gè)制動(dòng)控制裝置（BCU）故障。

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

3.2.5警惕制動(dòng)指令的輸出和緩解。當(dāng)滿足警惕報(bào)警啟動(dòng)條件，且在報(bào)警過(guò)程中，司機(jī)沒(méi)有按壓警惕按鈕或踩警惕踏板確認(rèn)時(shí)，TIMS將輸出緊急制動(dòng)指令?？紤]到制動(dòng)控制是在裝置認(rèn)為司機(jī)失去警惕之后實(shí)施的，因此必須在列車(chē)停車(chē)后才允許緩解。

3.3警惕裝置功能分析

通過(guò)對(duì)各關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合阿根廷用戶(hù)的需求，重新設(shè)計(jì)并優(yōu)化后的警惕裝置流程圖見(jiàn)圖1。

3.3.1列車(chē)速度。列車(chē)啟動(dòng)后，速度高于4km/h時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始執(zhí)行警惕功能，否則警惕功能無(wú)效。

3.3.2制動(dòng)級(jí)位。列車(chē)?yán)^續(xù)運(yùn)行，主控手柄置于制動(dòng)級(jí)位B4以下（包含牽引位、惰行位、制動(dòng)B1～B4位），系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行警惕功能，否則警惕功能無(wú)效。

3.3.3系統(tǒng)故障。列車(chē)運(yùn)行中，當(dāng)車(chē)輛系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，司機(jī)室蜂鳴器報(bào)警并持續(xù)報(bào)警20s后，列車(chē)封鎖牽引，實(shí)施緊急制動(dòng)。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^(guò)按下警惕按鈕、腳踏警惕踏板、操作風(fēng)笛開(kāi)關(guān)、前照燈開(kāi)關(guān)、司控器手柄等其中任何一項(xiàng)觸發(fā)警惕功能。

①如果在當(dāng)前列車(chē)速度所要求的周期警惕時(shí)間間隔內(nèi)（見(jiàn)表1）觸發(fā)警惕功能，系統(tǒng)重新開(kāi)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(shí)，如果踩踏或按壓時(shí)間長(zhǎng)于1s，系統(tǒng)持續(xù)報(bào)警2秒，列車(chē)封鎖牽引，實(shí)施緊急制動(dòng)。否則，系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行警惕功能。

③如果在當(dāng)前列車(chē)速度所要求的周期警惕時(shí)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(jī)依然沒(méi)有觸發(fā)警惕功能，警惕燈常亮且蜂鳴器持續(xù)報(bào)警。若此時(shí)觸發(fā)警惕按鈕，系統(tǒng)重新開(kāi)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(gè)2.5s內(nèi)司機(jī)依然沒(méi)有觸發(fā)警惕功能，列車(chē)將封鎖牽引，實(shí)施緊急制動(dòng)。

3.3.5警惕重置

列車(chē)施加緊急制動(dòng)后，在滿足制動(dòng)施加時(shí)間大于30s且車(chē)輛速度為0km/h，系統(tǒng)重新進(jìn)入警惕功能判斷。上述條件有一項(xiàng)不滿足，列車(chē)?yán)^續(xù)實(shí)施緊急制動(dòng)。

4、結(jié)束語(yǔ)

阿根廷布市薩緬托線地鐵在用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了大量的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，完全達(dá)到警惕功能目的，減少了因司機(jī)操作不當(dāng)造成的非正常停車(chē)，方便司機(jī)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(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)，提高了安全可靠性，滿足了用戶(hù)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]謝興中.機(jī)車(chē)司機(jī)警惕控制技術(shù)探索[J].電力機(jī)車(chē)與城軌車(chē)輛，2008（3）.

作者簡(jiǎn)介

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