軌道交通列車安全系統(tǒng)淺析

張濤

比亞迪汽車工業(yè)有限公司（軌道交通運(yùn)營(yíng)處） 廣東深圳 518000

軌道交通列車安全系統(tǒng)主要由應(yīng)急廣播、車門緊急解鎖裝置、應(yīng)急照明、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急連掛系統(tǒng)、緊急通風(fēng)系統(tǒng)等組成。本文僅從安全性的角度結(jié)合軌道交通列車的特點(diǎn)，針對(duì)列車安全系統(tǒng)的功能及原理進(jìn)行了分析。

1 應(yīng)急廣播

列車廣播系統(tǒng)除了承擔(dān)正常的報(bào)站功能外，在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)兼應(yīng)急廣播使用，主要還有以下幾種功能。

1.1 司機(jī)與乘客緊急對(duì)講

在客室出現(xiàn)緊急情況時(shí)，乘客可以通過(guò)客室內(nèi)緊急報(bào)警裝置上的“報(bào)警”鍵向司機(jī)室報(bào)警。車廂控制單元將代表報(bào)警的緊急報(bào)警裝置編號(hào)信息，通過(guò)列車通信控制總線發(fā)送到激活端司機(jī)室廣播控制盒和主控設(shè)備的中央控制器，中央控制器將報(bào)警信息上傳給顯示屏顯示。激活端司機(jī)室廣播控制盒收到報(bào)警信息后，“PC”鍵指示燈閃爍，同時(shí)發(fā)出聲光提示，提醒司機(jī)有乘客報(bào)警。

1.2 應(yīng)答多個(gè)緊急報(bào)警器報(bào)警

當(dāng)有多個(gè)乘客緊急報(bào)警傳入廣播控制盒，傳輸途徑同單個(gè)緊急報(bào)警呼叫，此時(shí)激活端司機(jī)室司機(jī)控制單元廣播控制盒收到報(bào)警信息后，廣播控制盒上的“報(bào)警”指示燈閃爍，同時(shí)，廣播控制盒中的蜂鳴器發(fā)出聲光提示，提醒司機(jī)有乘客報(bào)警。

1.3 廣播優(yōu)先級(jí)

廣播和對(duì)講功能具有優(yōu)先級(jí)，在高級(jí)別的通信要求到來(lái)時(shí)，立即中斷正在播送的低一級(jí)的通信，并進(jìn)行高級(jí)別的通信。優(yōu)先級(jí)可以通過(guò)設(shè)置軟件進(jìn)行修改。其出廠缺省廣播優(yōu)先級(jí)：控制中心（OCC）對(duì)列車進(jìn)行廣播；關(guān)門提示音；司機(jī)與乘客的對(duì)話（乘客緊急報(bào)警）；司機(jī)室對(duì)講人工廣播；出站廣播；緊急廣播；媒體播放伴音信號(hào)。

2 車門應(yīng)急系統(tǒng)

列車每節(jié)車廂有10個(gè)客室車門(每側(cè)5個(gè))，每節(jié)車廂中1號(hào)門和4號(hào)門外安裝了外緊急解鎖裝置，各門左側(cè)門立柱上均安裝了內(nèi)緊急解鎖裝置。

2.1 緊急解鎖裝置

為了能夠在緊急情況下解鎖齒輪制動(dòng)裝置并打開車門，在各門左側(cè)門立柱上均安裝了內(nèi)緊急解鎖裝置，其上裝有操作手柄。在每節(jié)車廂中1號(hào)門和4號(hào)門外安裝了外緊急解鎖裝置，采用四方鑰匙操作。操作該手柄或旋轉(zhuǎn)四方鑰匙解鎖，將會(huì)：?jiǎn)?dòng)緊急解鎖限位開關(guān)，并發(fā)出“車門緊急裝置已啟動(dòng)”信號(hào)；通過(guò)牽拉鋼絲繩，端部齒輪制動(dòng)裝置被釋放；如果車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，可以手動(dòng)將車門打開；如果車輛處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，門驅(qū)動(dòng)電機(jī)將在關(guān)門方向輸出可持續(xù)3分鐘的力，以阻止車門被打開。

2.2 車門安全繼電器

車門控器包含1個(gè)安全繼電器，與速度信號(hào)（只能在停車時(shí)才能釋放車門）耦合的釋放信號(hào)控制激活。安全繼電器有2個(gè)觸點(diǎn)，常開觸點(diǎn)連接到車門齒輪制動(dòng)的啟動(dòng)電路，即安全繼電器沒有激活則不能釋放齒輪制動(dòng)裝置，絲杠不能轉(zhuǎn)動(dòng)開門；常閉觸點(diǎn)連接到門已關(guān)閉回路，即安全繼電器處于激活狀態(tài)時(shí)，門已關(guān)閉回路無(wú)法閉合，保證車門在打開的情況下不能動(dòng)車。

2.3 車門障礙物探測(cè)功能

為了防止夾傷乘客，車門設(shè)置了障礙物探測(cè)功能，車門障礙探測(cè)通過(guò)下列方式進(jìn)行：

電機(jī)電流監(jiān)控：在關(guān)門過(guò)程中電機(jī)電流被存儲(chǔ)并在每一次關(guān)閉過(guò)程中自動(dòng)調(diào)整。如果實(shí)際電流超過(guò)電機(jī)的額定電流值，障礙物探測(cè)將被激活。

位移時(shí)間監(jiān)控：通過(guò)門位置傳感器的磁脈沖將車門運(yùn)動(dòng)分為很多小段，如果關(guān)門過(guò)程中未能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)規(guī)定的距離，障礙檢測(cè)被激活。如果障礙物探測(cè)被激活，將會(huì)施加一個(gè)150N的關(guān)門力，之后車門將自動(dòng)打開200mm，停止2秒后，再次關(guān)閉，以便清除障礙物。

3 應(yīng)急照明

列車客室照明燈具全部為L(zhǎng)ED冷光源，可提供無(wú)眩光、無(wú)閃爍、舒適的優(yōu)質(zhì)照明。同時(shí)比傳統(tǒng)熒光燈節(jié)約至少40%的電能消耗。客室照明驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)有專門的緊急照明信號(hào)接口，當(dāng)意外造成列車內(nèi)動(dòng)力供電中斷時(shí)，緊急照明信號(hào)將由正常的低電平自動(dòng)切換為（車載蓄電池供電）高電平。在緊急照明模式下，客室照明系統(tǒng)可自動(dòng)降低照度以延長(zhǎng)照明時(shí)間，并為客室提供足夠的安全照度，保證逃生使用。

4 應(yīng)急電源

為了防止突發(fā)停電，每節(jié)車底架安裝了蓄電池箱，蓄電池箱帶有溫度傳感器及外掛熔斷器箱，箱子采用懸掛安裝模式。蓄電池的浮充電性能良好，其容量應(yīng)能夠滿足車輛在故障情況下的應(yīng)急照明、外部照明、車載安全設(shè)備、廣播、通訊、應(yīng)急通風(fēng)等系統(tǒng)工作不低于45分鐘；地面與高架線路不低于30分鐘。從而保證乘客的安全。

5 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

每節(jié)車廂內(nèi)安裝火災(zāi)報(bào)警控制器，在電氣屏柜及車廂內(nèi)布置組合火災(zāi)探測(cè)器，當(dāng)探測(cè)器出現(xiàn)故障或探測(cè)到火情后，將信號(hào)通過(guò)電纜傳送給火災(zāi)報(bào)警控制器，火災(zāi)報(bào)警控制器一方面啟動(dòng)本地信號(hào)燈進(jìn)行聲光提示，并在主機(jī)顯示屏上準(zhǔn)確顯示每一個(gè)報(bào)警或故障探測(cè)器所在區(qū)域，另一方面將火警信息通過(guò)車輛IO 模塊傳送到列車控制單元。除此之外，列車每個(gè)客室設(shè)置2臺(tái)干粉滅火器，每個(gè)司機(jī)室設(shè)置1臺(tái)干粉式滅火器。保證發(fā)生火情的情況下應(yīng)急使用。

6 救援連掛系統(tǒng)

列車因故障或其它原因造成不能動(dòng)車時(shí)，為了不影響其它列車運(yùn)營(yíng)，這時(shí)需要由另外一列車與故障車連掛，并將故障車拖到停車線或車輛段。連掛時(shí)無(wú)需人工輔助，把一輛車開向另一輛車就可以實(shí)現(xiàn)兩輛車的自動(dòng)聯(lián)掛。兩個(gè)車鉤頭連掛時(shí)，進(jìn)入凹錐面的鉤舌緊靠對(duì)應(yīng)車鉤的鉤板。鉤鎖在拉伸彈簧力的作用下旋轉(zhuǎn)，使鉤舌與鉤板槽嚙合。鎖定后，鉤鎖在拉伸彈簧作用下旋轉(zhuǎn)到連掛位置。兩個(gè)鉤鎖形成平行四邊形，負(fù)載處于平衡。鉤鎖只承受均勻分布在兩個(gè)鉤舌上的拉力。不可能發(fā)生意外解鉤。正常磨損不會(huì)對(duì)鉤鎖的安全性造成影響。解鉤時(shí)，鉤鎖在拉伸彈簧力的作用下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使鉤舌與鉤板槽分離。

7 緊急通風(fēng)系統(tǒng)

列車出現(xiàn)停電等緊急情況時(shí)，為了保證列車客室空氣正常，空調(diào)機(jī)組通過(guò)應(yīng)急電源驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)。此時(shí)送風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，廢排風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，保證客室通風(fēng)正常。除此之外每節(jié)車廂，還設(shè)置了兩個(gè)緊急通風(fēng)窗，緊急情況下人工可打開緊急通風(fēng)窗進(jìn)行通風(fēng)，從而增加客室的通風(fēng)量。

8 結(jié)語(yǔ)

軌道交通列車安全系統(tǒng)復(fù)雜，牽扯面廣，尤其是運(yùn)營(yíng)事故發(fā)生后逃生、救援難度更大。因此，列車安全系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合調(diào)度、客運(yùn)等專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮，且在后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中做好維護(hù)保養(yǎng)等工作，保證列車的安全高效運(yùn)行。