全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)人員防護(hù)開關(guān)的工程應(yīng)用方案

郭建偉，趙振杰，史世盛

（太原軌道交通集團(tuán)有限公司 機(jī)電設(shè)備部，太原 030002）

城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行（FAO，F(xiàn)ully Automatic Operation）系統(tǒng)在出行安全、運(yùn)輸效率等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，為城市軌道交通運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量的持續(xù)提升提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，具有較強(qiáng)的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效益[1]。在無人值守的列車自動(dòng)運(yùn)行（UTO，Unattended Train Operation）模式下，全自動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)的司機(jī)，實(shí)現(xiàn)列車的全自動(dòng)運(yùn)行。設(shè)置人員防護(hù)開關(guān)（SPKS，Staff Protection Key Switch）是提高FAO 系統(tǒng)安全性的重要手段，可以確保進(jìn)入FAO 區(qū)域的清掃、維修、乘務(wù)、乘客等人員的安全[2]。目前，上海10 號(hào)線[3]、北京燕房線、成都9 號(hào)線[4]等FAO 線路上均使用了SPKS。

由于建設(shè)理念、線路條件及運(yùn)營管理模式不同，SPKS 的應(yīng)用方式也有所不同。太原軌道交通2 號(hào)線是按照GoA4 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的FAO 線路，本文結(jié)合該線路的實(shí)際情況，介紹其SPKS 的工程應(yīng)用方案。

1 SPKS 功能需求及設(shè)置方式

1.1 SPKS 功能需求

在FAO 線路的日常運(yùn)營中，必須設(shè)置SPKS，為進(jìn)入FAO 區(qū)域的人員提供安全防護(hù)。SPKS 激活后，信號(hào)系統(tǒng)立即封鎖該防護(hù)區(qū)域，防護(hù)區(qū)域內(nèi)禁止喚醒列車；已喚醒但未移動(dòng)的列車，保持靜止?fàn)顟B(tài)，不得移動(dòng)；對(duì)已經(jīng)進(jìn)入防護(hù)區(qū)域的FAO 列車和連續(xù)式通信級(jí)列車必須立即實(shí)施緊急制動(dòng)；防護(hù)區(qū)域外的列車不允許進(jìn)入防護(hù)區(qū)域內(nèi)；防護(hù)區(qū)域內(nèi)或經(jīng)由防護(hù)區(qū)域已開放的列車及調(diào)車進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)立即關(guān)閉。SPKS 復(fù)原后，信號(hào)機(jī)自動(dòng)開放，列車自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行[5-6]。為方便運(yùn)營維護(hù)，SPKS 激活后，允許單獨(dú)操作道岔。

1.2 SPKS 設(shè)置方式

目前，F(xiàn)AO 系統(tǒng)SPKS 的設(shè)置方式主要有兩種：（1）控制室集中式設(shè)置；（2）現(xiàn)場(chǎng)就地式設(shè)置。根據(jù)太原軌道交通2 號(hào)線運(yùn)營場(chǎng)景，采取了部分集中式+部分就地式的設(shè)置方式：正線、自動(dòng)化車輛段咽喉區(qū)（含轉(zhuǎn)換軌）、試車線的SPKS 采用了集中式設(shè)置方式，設(shè)置于正線各車站綜合控制室綜合后備盤（IBP，Integrated Backup Panel）、車輛基地控制中心（DCC，Data Control Center）綜合操作盤和試車線控制盤[7]；車輛段FAO 區(qū)的停車列檢庫及洗車線的SPKS 采用就地式設(shè)置方式，設(shè)置于列檢庫及洗車線的入口處。每個(gè)SPKS 均對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)防護(hù)指示燈。同時(shí)，為防止SPKS 激活后發(fā)生故障而不能復(fù)原，每個(gè)SPKS均設(shè)置一個(gè)旁路按鈕和旁路指示燈，用以切除該故障SPKS。

2 SPKS 防護(hù)分區(qū)劃分原則

SPKS 防護(hù)分區(qū)的劃分原則是安全與效率兼顧，既不能過分強(qiáng)調(diào)安全而影響效率，也不能因?yàn)橐岣咝识嬖诎踩[患。

2.1 正線SPKS 防護(hù)分區(qū)劃分原則

2.1.1 無岔、單渡線和聯(lián)絡(luò)線

正線無岔區(qū)域SPKS 防護(hù)分區(qū)分界點(diǎn)為本站臺(tái)及上行（或下行）區(qū)間，防護(hù)范圍不包括影響臨站接車的保護(hù)區(qū)段。正線單渡線SPKS 防護(hù)分區(qū)分界點(diǎn)為渡線計(jì)軸點(diǎn)處，確保不影響下行（或上行）的接發(fā)車作業(yè)。聯(lián)絡(luò)線SPKS 防護(hù)分界點(diǎn)為兩條線路分界點(diǎn)處。以大南門站為例，共設(shè)置4 個(gè)SPKS 防護(hù)分區(qū)，即SPKS1601、SPKS1602、SPKS1603 和SPKS1604，車站控制室IBP 對(duì)應(yīng)設(shè)置4 個(gè)SPKS 鑰匙，如圖1所示。

圖1 大南門站SPKS 防護(hù)分區(qū)示意

（1）SPKS1601 防護(hù)范圍：本站臺(tái)、下行左側(cè)區(qū)間。

（2）SPKS1602 防護(hù)范圍：本站臺(tái)、上行左側(cè)區(qū)間（不包括影響左側(cè)站臺(tái)接車的保護(hù)區(qū)段）和聯(lián)絡(luò)線。

（3）SPKS1603 防護(hù)范圍：本站臺(tái)和下行右側(cè)區(qū)間（不包括影響右側(cè)站臺(tái)接車的保護(hù)區(qū)段）。

（4）SPKS1604 防護(hù)范圍：本站臺(tái)和上行右側(cè)區(qū)間。

2.1.2 交叉渡線、存車線和折返線

對(duì)于正線的交叉渡線、存車線和折返線，設(shè)置單獨(dú)的SPKS 防護(hù)分區(qū)但不能影響正線運(yùn)行，分界點(diǎn)為渡線計(jì)軸點(diǎn)處。以龍城公園站為例，該站交叉渡線、存車線SPKS 防護(hù)分區(qū)如圖2 所示。

圖2 龍城公園站存車線、交叉渡線SPKS 防護(hù)分區(qū)示意

2.1.3 出入段線

出入段線歸正線管轄，出入段接軌站人民南路站單獨(dú)為該出入段線設(shè)置一個(gè)SPKS 防護(hù)分區(qū)，防護(hù)范圍為車輛段進(jìn)出段信號(hào)機(jī)至出入段線及本站交叉渡線處，如圖3 所示。

圖3 人民南路站出入段線SPKS 防護(hù)分區(qū)示意

2.2 車輛段SPKS 防護(hù)分區(qū)劃分原則

FAO 車輛段通過物理隔離劃分為FAO 區(qū)和非FAO 區(qū)。FAO 區(qū)的SPKS 防護(hù)分區(qū)分別為停車列檢庫、咽喉區(qū)（含轉(zhuǎn)換軌：FAO 區(qū)與非FAO 區(qū)的轉(zhuǎn)換線）、洗車線[8-9]。試車線位于非FAO 運(yùn)行區(qū)一側(cè)，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)SPKS 防護(hù)分區(qū)。

2.2.1 停車列檢庫

停車列檢庫共設(shè)20 股道，每股道設(shè)2 個(gè)停車位，SPKS 防護(hù)分區(qū)按2 股道4 個(gè)停車位進(jìn)行劃分，共設(shè)10 個(gè)SPKS 防護(hù)分區(qū)，每個(gè)SPKS 防護(hù)分區(qū)之間通過物理柵欄進(jìn)行隔離，防止人員進(jìn)入相鄰防護(hù)分區(qū)。

2.2.2 咽喉區(qū)（含轉(zhuǎn)換軌）

根據(jù)站場(chǎng)布置，咽喉區(qū)（含轉(zhuǎn)換軌）共設(shè)一個(gè)SPKS 防護(hù)分區(qū)，防護(hù)范圍為停車列檢庫出庫信號(hào)機(jī)至出段信號(hào)機(jī)處和轉(zhuǎn)換軌的終端信號(hào)機(jī)處。

2.2.3 洗車線

本線路洗車線位于FAO 區(qū)域且設(shè)置為貫通式，列車回庫時(shí)可直接洗車或借道通過直接入庫，洗車線SPKS 防護(hù)分區(qū)的防護(hù)范圍為洗車庫防護(hù)信號(hào)機(jī)至牽出線和渡線計(jì)軸分界點(diǎn)處。

2.2.4 試車線

試車線作為FAO 功能的測(cè)試區(qū)域，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)SPKS 防護(hù)分區(qū)，防護(hù)范圍為試車線至非FAO 區(qū)域的計(jì)軸分界點(diǎn)處。

3 SPKS 管理方式

3.1 集中式管理方式

作業(yè)人員進(jìn)入FAO 區(qū)前需在綜合控制室登記，值班員操作IBP 上SPKS 鑰匙置于防護(hù)位，SPKS 鑰匙僅在防護(hù)位時(shí)才能拔出，同時(shí)點(diǎn)亮SPKS 鑰匙對(duì)應(yīng)的防護(hù)指示燈。在確認(rèn)該區(qū)域安全后，授權(quán)作業(yè)人員進(jìn)入FAO 區(qū)。當(dāng)作業(yè)人員進(jìn)行作業(yè)時(shí)，值班員不得操作SPKS 鑰匙，當(dāng)作業(yè)完成并且值班員確認(rèn)后，方可將SPKS 鑰匙復(fù)位。

若乘務(wù)或檢修人員需進(jìn)入正線存車線登乘列車時(shí)，車站值班員激活所經(jīng)路線關(guān)聯(lián)的所有SPKS，按指定路線登車，當(dāng)?shù)擒嚾藛T與值班員確認(rèn)登乘成功后，值班員才可將SPKS 鑰匙復(fù)位，再恢復(fù)該區(qū)域的正常運(yùn)行。若乘務(wù)人員駕駛列車進(jìn)入存車線停穩(wěn)后需退出存車線列車時(shí)，同樣，車站值班員激活所經(jīng)路線關(guān)聯(lián)的所有SPKS，乘務(wù)人員按指定路線返回，與值班員確認(rèn)已返回到站臺(tái)有人區(qū)后，值班員將SPKS 鑰匙復(fù)位，恢復(fù)該區(qū)域正常運(yùn)行。

對(duì)于集中式管理的SPKS 防護(hù)分區(qū)，人員的進(jìn)出通過防護(hù)門鑰匙進(jìn)行管理。由于每個(gè)集中站的SPKS 防護(hù)分區(qū)眾多，為避免作業(yè)人員誤入非防護(hù)區(qū)域，不同SPKS 采用不同編號(hào)和不同顏色進(jìn)行區(qū)分管理。每個(gè)SPKS 的編號(hào)統(tǒng)一印制在IBP 盤面對(duì)應(yīng)位置上、SPKS 鑰匙對(duì)應(yīng)防護(hù)門鑰匙牌上和現(xiàn)場(chǎng)SPKS 防護(hù)分區(qū)標(biāo)識(shí)牌上，格式為“作業(yè)防護(hù)SPKS+編號(hào)”。每個(gè)SPKS 鑰匙對(duì)應(yīng)的防護(hù)區(qū)門鑰匙牌顏色、ATS 界面SPKS 激活狀態(tài)顏色和現(xiàn)場(chǎng)SPKS 防護(hù)分區(qū)標(biāo)識(shí)牌顏色設(shè)置為同一顏色，相鄰SPKS 的顏色不同，交替設(shè)置為白、黃、紅、綠和藍(lán)5 種顏色。

正線SPKS 標(biāo)識(shí)牌設(shè)置分為兩種：（1）安裝在線路行車方向右側(cè)垂直于隧道面的三角體樣式；（2）安裝于岔區(qū)道床上的四棱臺(tái)樣式，表面均涂刷反光材料。現(xiàn)場(chǎng)SPKS 防護(hù)分區(qū)標(biāo)識(shí)牌如圖4所示。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)SPKS 防護(hù)分區(qū)標(biāo)識(shí)牌

3.2 就地式管理方式

作業(yè)人員在進(jìn)入車輛段停車列檢庫和洗車庫時(shí)：（1）在DCC 登記，領(lǐng)取防護(hù)門鑰匙，得到許可進(jìn)入后，作業(yè)人員將就地式SPKS 箱內(nèi)SPKS 鑰匙置于防護(hù)位；（2）拔出鑰匙并隨身攜帶，進(jìn)入FAO 區(qū)，直至完成作業(yè)后再將鑰匙插入復(fù)位；（3）到DCC注銷作業(yè)。

停車列檢庫就地式SPKS 箱面板如圖5 所示，G01-G02 表示本SPKS 箱防護(hù)停車列檢庫第1 股道和第2 股道，SPKS10 為本SPKS 箱名稱，其內(nèi)設(shè)5 個(gè)防護(hù)開關(guān)，供5 組作業(yè)人員出入。

圖5 就地式SPKS 箱面板

3.3 旁路管理方式

除對(duì)SPKS 進(jìn)行檢修外，只有在SPKS 發(fā)生故障的情況下才可使用旁路操作。在SPKS 旁路按鈕置于旁路位時(shí)，其防護(hù)區(qū)域內(nèi)的人員安全由人工保證。一旦需要旁路支持的運(yùn)營服務(wù)結(jié)束，SPKS 旁路按鈕立即復(fù)位。

4 結(jié)束語

SPKS 是城市軌道交通FAO 區(qū)域人員安全防護(hù)的重要設(shè)備，其功能需求、設(shè)置方式、防護(hù)分區(qū)劃分原則及管理方式與線路條件、運(yùn)營場(chǎng)景、運(yùn)營規(guī)則息息相關(guān)。本文以太原軌道交通2 號(hào)線為例，根據(jù)SPKS 功能需求，結(jié)合其線路條件，介紹SPKS 的工程應(yīng)用方案，該方案已在太原軌道交通2 號(hào)線實(shí)施。SPKS 的應(yīng)用，在提高運(yùn)營效率的同時(shí)有效地保障了進(jìn)入FAO 區(qū)人員的安全，尤其是在發(fā)生突發(fā)事件的情況下，提升了應(yīng)急處置能力。此方案可為其他FAO 線路的建設(shè)提供參考。