地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)可行性研究

朱宗智

摘 要：地鐵車輛緊急制動(dòng)設(shè)置的目的，是為減少因?yàn)槟承┎豢煽沽σ蛩卦斐傻罔F列車設(shè)備的損壞，保護(hù)地鐵乘客和工作人員的安全。則地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路的運(yùn)行，不僅直接聯(lián)系著城市地鐵車輛運(yùn)行狀態(tài)，還影響著城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)作情況。本文將對城市地鐵車輛緊急制動(dòng)的設(shè)計(jì)和概念進(jìn)行簡要了解，針對地鐵車輛緊急制動(dòng)故障問題，提出設(shè)置旁路開關(guān)的措施，并以對地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)可行性的分析和探討為主要內(nèi)容，改進(jìn)地鐵車輛緊急制動(dòng)設(shè)置，確保地鐵列車運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；緊急制動(dòng)；旁路開關(guān)；可行性

中圖分類號(hào)：U270 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著城市軌道交通網(wǎng)主線路的快速發(fā)展，地鐵已經(jīng)成為一線城市人們出行的重要交通工具，則為滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求量，城市地鐵部門增加了地鐵列車數(shù)量和運(yùn)行頻率。但近年來，地鐵車輛緊急制動(dòng)故障的頻發(fā)，引起了地鐵部門和城市居民的重視，威脅著地鐵乘坐者和工作人員的安全，則如何改善地鐵車輛緊急制動(dòng)設(shè)置，成為地鐵部門目前最重要的問題。故本文為了解決地鐵車輛緊急制動(dòng)故障而設(shè)置的旁路開關(guān)實(shí)際應(yīng)用可行性進(jìn)行分析和研究，提升地鐵列車對故障的應(yīng)急能力。

1.地鐵車輛緊急制動(dòng)故障問題

地鐵車輛緊急制動(dòng)圖形概述：零速繼電器一共有四個(gè)，兩兩相連分別控制主控（方向轉(zhuǎn)換）和快速制動(dòng)，再和兩個(gè)緊急制動(dòng)繼電器、4個(gè)自動(dòng)折返模式開關(guān)連接形成回路系統(tǒng)，與由ATP故障隔離繼電器和列車自動(dòng)控制系統(tǒng)組成的系統(tǒng)連接，共同組成緊急制動(dòng)環(huán)路局部電路圖。以某市地鐵2號(hào)線地鐵車輛緊急制動(dòng)故障事故為例，進(jìn)行對地鐵車輛緊急制動(dòng)故障問題敘述，2號(hào)線路地鐵列車所用的是由南車浦鎮(zhèn)車輛廠生產(chǎn)B號(hào)電客車，地鐵電客車內(nèi)部運(yùn)行的是架控式電空混合制動(dòng)系統(tǒng)。該列車在投入使用的第二天便發(fā)生了因?yàn)榈罔F車輛緊急制動(dòng)被觸動(dòng)又無法取消動(dòng)作的故障事故，后經(jīng)檢修人員進(jìn)行勘檢確認(rèn)故障是由于緊急制動(dòng)繼電器設(shè)備的觸點(diǎn)燒損，進(jìn)而引發(fā)地鐵列車緊急制動(dòng)內(nèi)部環(huán)路失電，在地鐵列車停車后也無法正常取消動(dòng)作。

2.地鐵車輛緊急制動(dòng)故障的旁路開關(guān)措施

根據(jù)上文對地鐵車輛緊急制動(dòng)圖形的簡述，可以了解到地鐵車輛緊急制動(dòng)環(huán)路涉及的線路和電氣元件很多，則城市地鐵主線路控制系統(tǒng)無法及時(shí)診斷故障列車的具體故障位置，只能采取最基本的應(yīng)急措施，無法確保地鐵列車的安全運(yùn)行；此外，故障發(fā)生時(shí)列車上的乘務(wù)人員和檢修人員也無法對故障列車進(jìn)行判斷和處理，只能將地鐵列車停運(yùn)進(jìn)行全方面測試，不僅嚴(yán)重干擾城市地鐵運(yùn)行秩序，還浪費(fèi)了地鐵部門大量的人力和物力。則針對地鐵車輛緊急制動(dòng)故障問題，提出在地鐵列車上合理設(shè)置緊急旁路開關(guān)，即在緊急制動(dòng)環(huán)路旁設(shè)置與其回路相似的并聯(lián)電路來控制是否接通電源，實(shí)現(xiàn)隔離緊急制動(dòng)故障點(diǎn)的目的，列車乘務(wù)人員可以在短時(shí)間內(nèi)做出對故障的判斷并對故障做出應(yīng)急措施，減少對地鐵主線路運(yùn)行的影響。

3.地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)可行性分析

雖然，地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)的設(shè)計(jì)目的，不僅能夠減少故障對地鐵主線路的影響，還能確保地鐵乘客和工作人員的安全，但是地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)是否會(huì)影響地鐵系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行、在實(shí)際地鐵中可行性卻還值得探究和分析。由于緊急制動(dòng)一般有4個(gè)觸發(fā)點(diǎn)：ATP觸發(fā)、人為觸發(fā)和緊急制動(dòng)環(huán)路失電觸發(fā)，則下文將從4個(gè)方面（包括4個(gè)觸發(fā)點(diǎn)方面和列車系統(tǒng)運(yùn)營方面）對旁路開關(guān)的可行性進(jìn)行論述。

3.1 ATP系統(tǒng)安全性

在城市地鐵實(shí)際運(yùn)行中，一般是由更加安全的自動(dòng)駕駛代替人工駕駛，在行駛中有時(shí)便會(huì)出現(xiàn)地鐵列車行駛速度過快、后溜或是車載ATP故障等問題，再加上城市地鐵列車一般位于地下運(yùn)行，一般的監(jiān)控系統(tǒng)無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)地鐵列車的故障，埋下了巨大的地鐵列車安全隱患。則ATP觸發(fā)列車緊急制動(dòng)的設(shè)置，便是基于信號(hào)系統(tǒng)對地鐵列車自動(dòng)駕駛時(shí)各種安全監(jiān)控保護(hù)的要求，因此，若是設(shè)置地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)，ATP所發(fā)出的緊急制動(dòng)指令失去作用，則要令地鐵司機(jī)從主觀上不再依賴對信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)控的保護(hù)，由自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)入人工駕駛，遭遇突發(fā)情況時(shí)通過操控緊急制動(dòng)讓地鐵列車停止，規(guī)避了自動(dòng)駕駛帶來的風(fēng)險(xiǎn)。故在設(shè)計(jì)鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)時(shí)，不僅要考慮緊急制動(dòng)按鈕功能和旁路開關(guān)功能依然存在并互不干擾，還要考慮在啟動(dòng)地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)后，地鐵列車行駛時(shí)速要低于正常地鐵線路運(yùn)行限速，避免列車超速問題。

3.2 列車控制系統(tǒng)

地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)對于列車控制系統(tǒng)運(yùn)行也會(huì)有一定的影響，而一般列車控制系統(tǒng)解決地鐵列車問題分為4個(gè)部分：地鐵列車的超速問題（地鐵列車的最高限速為86km/h）、列車與站臺(tái)60m內(nèi)發(fā)生車門緊急解鎖問題、制動(dòng)力施加不足問題和列車外部總風(fēng)壓力低于5bar問題，其他系統(tǒng)無法代替列車控制系統(tǒng)的運(yùn)作，則若是想要設(shè)置地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)，便要考慮如何能夠讓列車控制系統(tǒng)操控旁路開關(guān)的識(shí)別功能，做到在操作地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)后給地鐵列車設(shè)定限速，并將電路上的緊急制動(dòng)旁路信號(hào)送到數(shù)字量輸入模塊，使得列車始終保持相對低的運(yùn)行速度；而對于動(dòng)車60m內(nèi)操作引發(fā)的緊急制動(dòng)和風(fēng)壓不足導(dǎo)致的緊急制動(dòng)，一旦采用地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)，則便要求采用到站清客輔助措施并加強(qiáng)對人工駕駛的監(jiān)察力度，增設(shè)危險(xiǎn)提醒的蜂鳴器，確保地鐵列車控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.3 其他列車安全保護(hù)性能

相比于以上兩種因素的觸發(fā)源，人為因素和環(huán)路失電導(dǎo)致緊急制動(dòng)的觸發(fā)源是最多的，一共有6個(gè)觸發(fā)源：（1）人工駕駛情況下，未按下警惕裝置3秒；（2）按下緊急制動(dòng)；（3）地鐵高速運(yùn)行時(shí)，手柄回到原位；（4）列車進(jìn)行分離動(dòng)作；（5）緊急制動(dòng)環(huán)路中斷或是失電；（6）DC110V控制電源失電，前4種觸發(fā)源都是因?yàn)槿藶橐蛩?，而后兩種觸發(fā)源則是緊急制動(dòng)環(huán)路因素。對于人為失誤的觸發(fā)源，在操作地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)后可以采用蜂鳴器提醒司機(jī)安全駕駛，并在故障列車行駛于終點(diǎn)站后，立即停止列車服務(wù)，確保地鐵主線路列車運(yùn)行正常；而對于地鐵車輛緊急制動(dòng)環(huán)路中斷因素，在開啟緊急制動(dòng)旁路開關(guān)后，旁路只是會(huì)對列車某些保護(hù)功能的檢測有影響，但依然支持地鐵列車?yán)^續(xù)運(yùn)行，則緊急制動(dòng)旁路開關(guān)的設(shè)置對其他列車安全保護(hù)性能沒有阻礙。

3.4 地鐵列車運(yùn)營

在通常情況下，若是發(fā)生由于不明因素造成地鐵車輛緊急制動(dòng)并且動(dòng)作無法取消，乘務(wù)人員和檢修人員又無法對故障問題進(jìn)行及時(shí)處理時(shí)，地鐵司機(jī)便會(huì)向地鐵主線路控制系統(tǒng)申請救援，并將地鐵上乘客安全輸送離開，整個(gè)過程至少造成幾十分鐘的延誤；再加上，車輛救援運(yùn)輸也有一定的時(shí)限，則故障造成的影響范圍在逐漸增加，嚴(yán)重影響地鐵列車的運(yùn)行情況。但若是設(shè)置地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)，不僅能夠削除緊急制動(dòng)安全環(huán)路損壞造成的故障，還能減少對后續(xù)列車運(yùn)行的影響，節(jié)約城市地鐵部門運(yùn)行成本，提高地鐵列車的運(yùn)營效率。

結(jié)語

只要能夠合理設(shè)計(jì)和設(shè)置地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)，則旁路開關(guān)就能夠確保在地鐵車輛發(fā)生故障后的安全運(yùn)行。此外，在地鐵車輛緊急制動(dòng)旁路開關(guān)運(yùn)行時(shí)，地鐵部門還要編制有關(guān)旁路開關(guān)使用的嚴(yán)格手冊，避免由于人為因素造成緊急制動(dòng)二次損壞。

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