信息化技術在地鐵運營安全控制體系中的應用

張 立

（深圳市地鐵集團有限公司，518026，深圳∥工程師）

城市軌道交通是大客量、高密度的交通工具和客流密集的公共場所，一旦發生突發事件，會直接影響乘客的生命安全，其對社會、經濟的影響也十分巨大。因此，如何保障城市軌道交通運營安全和構建運營安全控制體系是城市軌道交通運營安全控制的重點。

在我國已運營或在建的城市軌道交通線路中，涉及運營安全的設備，如信號、通信、安防、智能綜合監控系統等，在各地的功能和定位不盡相同，采用的防災系統和設備技術水平也參差不齊，不能形成統一的技術基礎，因此，各地對地鐵運營的安全預防和控制都有待加強。

近年來，電子技術、信息技術和控制技術的飛速發展，為提升城市軌道交通運營安全的水平提供了技術支持。要進一步提升城市軌道交通運營安全控制管理的水平，除了采用應急組織行動等傳統管理手段外，可從高科技、信息化和智能化的技術裝備等方面入手，采用安全化的智能裝備，配以應急預案的管理對策，建立和健全新的城市軌道交通運營突發事件安全控制體系，為城市軌道交通運營安全控制管理提供新的思路和途徑。

1 信息化技術在運營安全控制體系中作用

通過對國內外的軌道交通典型突發事件分析可知，軌道交通突發事件由內部因素和外部因素兩大方面因素所致。內部因素主要是指設備設施故障或人為誤操作等；外部因素主要是指恐怖襲擊、乘客攜帶違禁品、自然災害、外界突發事件等。如將軌道交通作為一個大系統來分析，突發事件發生的直接原因可歸為人、設備、環境，而管理缺陷則是造成事故的間接原因。在人、設備、環境、管理，這四者中任何一個出現問題，都會導致事故發生，同時管理因素制約著其他因素。管理因素或管理因素與其他因素耦合會形成隱患或故障，人在主觀上表現出的不安全行為會直接導致突發事件的發生。防止運營突發事件發生或者減少運營突發事件帶來的損失，在很大程度上取決于軌道交通運營管理的安全控制技術裝備和應急處置的管理水平及效率。僅靠傳統的技術裝備和管理手段很難作到迅速發現、快速反應、有效處置，對造成的危害程度、影響范圍等也難以得到有效控制。

智能化技術裝備通過采用智能化、信息化的技術和平臺設備，將報警系統與智能救災裝備兩者自動結合，達到在第一時間報警的同時也在第一時間啟動救災，使運營的突發事件處在日常受控狀態。

2 信息化技術在深圳地鐵運營安全控制中的應用

深圳地鐵一期工程通過采用信息化技術與智能化裝備系統，實現了運營安全控制體系的綜合自動化監控，建立了信息化共享平臺，并率先采用隧道感溫光纖火災預警監測系統、七氟丙烷氣體自動滅火系統、超長余輝蓄光自發光安全疏散標志系統等，填補了國內地鐵運營安全管理中的多項空白。

2.1 信息化深度集成綜合監控系統

深圳地鐵首創將地鐵智能設備監控系統、智能防災報警系統和智能電力自動監控系統深度集成為一體，統一服務器、統一軟件平臺，形成了我國第一個地鐵信息化深度集成綜合監控系統。各系統既能互不影響地獨立運作，又能信息共享和子系統間的信息無障礙傳遞，從而實現了深圳地鐵全范圍綜合監視與協調控制。系統共有監控點130 000個、中央級站1個、車站級站21個，全面監控和管理深圳地鐵的中央控制中心（OCC）大樓、車站、隧道區間、110kV主變電站，以及通風、空調、電梯扶梯、屏蔽門、照明、人防門、給排水、供配電、火災報警等機電設備，并與行車系統、乘客咨詢系統、大屏幕投影顯示系統、氣體滅火系統、隧道光纖溫度檢測系統、通信系統等接口互聯，構建了一個全方位的信息共享平臺。平臺不僅實現了各設備系統間的信息資源共享，還可在運營突發事件的應急處置中接受綜合監控系統發出統一的模式控制指令，統一協調所有設備系統，實現相關設備系統的聯動控制，使城市軌道交通的運營安全在一定程度上處于受控狀態。該技術的集成創新應用，提高了運營設施和設備的火災預警和報警能力，提高了防災和救災設備系統的快速響應和自動聯動的反應能力。

信息化深度集成綜合監控系統與已開通的其他地鐵自動化監控系統相比，具有如下顯著特點：一是集成范圍最大，全線監控管理的總物理點數超過13萬個點；二是集成深度最深，從OCC頂層直到終端控制器端子排；三是該系統對國情的適應性、可靠性優于進口系統，在車站級、網絡、中央級采用一體化軟硬件平臺，大幅降低了設備投資，并實現了多功能、多領域的綜合集成監控，是地鐵運營管理高度智能化的集中表現，達到國際先進水平，填補了國內的空白。

信息化深度集成綜合監控系統，實現了地鐵機電設備系統及整個地鐵運營監控管理系統的聯動，從自動監測火災，到安全裝備系統迅速自動投入救災，能在10s內完成，提高了運營設施和設備的火災預警和報警能力，極大地提高了防災和救災設備系統在緊急狀態下的快速響應和自動處理能力，保證了地鐵設備運營與乘客的安全。

2.2 集成應急控制系統

基于深度集成綜合監控系統平臺基礎上，構建了針對地鐵典型運營工況的應急控制系統（技術指標見表1），為地鐵運營提供了一個綜合的后備應急監控操作手段，將地鐵車站緊急后備監控的功能要求和重要性提高到前所未有的高度。該系統首次體現了集成的車站緊急后備監控設計理念，在同一個物理平臺上，集中布置安裝和地鐵緊急運營工況有關的的消防系統、環控風系統，以及照明場景、屏蔽門、電扶梯、AFC（自動售檢票）閘機釋放、信號系統等的后備控制與顯示設備，將后備監控功能、系統構架、人機接口設備和車站控制室的工藝布局進行一體化，按照人機工程學設計原理創造性地采用集成后備盤，構建了一個涉及地鐵多專業的后備監控系統，并首次在國內投入使用，為深圳地鐵安全運營構建了一套完備的車站級應急指揮調度系統。

表1 集成應急控制系統的主要技術指標

車站應急監控系統提供了運行安全的保證，實現了火災情況下能快速進行防災、救災，在阻塞情況下能疏導、疏散乘客，保證乘客安全，保證地鐵運營安全。

2.3 信息化共享平臺

信息化深度集成綜合監控系統為深圳地鐵構建了一個實在的信息化共享平臺。該平臺將數據儲存在統一的數據庫內作為全線信息共享的基礎，其硬件平臺由中央級、車站級和現場級綜合監控系統構成。當網絡發生故障時，車站級綜合監控系統可以保持相對獨立的工作，在車站控制室設置的綜合后備控制盤，用作備用監控獨立的信號通道，以支持車站的關鍵監視和控制功能，確保了系統的安全可靠。考慮了各種可能發生的事件，即使在最不利的情況下，仍然可以通過人工操作實現滅火、防排煙等功能。其軟件平臺從邏輯上分為三層結構：采集層、服務層、人機界面層。各層之間通過網絡平臺進行連接，各車站和上層監控中心之間通過骨干網進行連接，是一個以網絡為核心、分層的、開放的、面向應用的軟件平臺，形成了一個地理分散的綜合監控系統軟件平臺。信息化的共享平臺不僅實現了各設備系統間的信息資源共享，還可以在運營突發事件的應急處置中接受綜合監控系統發出的統一模式控制指令，統一協調所有設備系統實現相關設備系統的聯動控制；且可在控制中心設立應急指揮中心，全方位了解各設備系統的運行狀態，提升了處置突發事件的可靠性和效率，為城市軌道交通的運營安全控制提供了新的技術手段，從而使城市軌道交通的運營安全在一定程度上處于受控狀態。

利用信息化共享平臺可以在火災、阻塞、大客流等事件發生時，使設備報警和聯動控制的相關設備自動投入救災，從而實現運營范圍的安全控制和應急處置。

2.4 地鐵隧道感溫光纖火災預警監測系統

深圳地鐵一期工程首家采用地鐵隧道感溫光纖火災預警監測系統，用于保護全線地鐵隧道內的人員和設備的安全。感溫光纖鋪設長約61km，在中央控制室設置1個監控站，各車站控制室均設置1個監控站。該系統采用光纖分布式溫度監測設備，對隧道火災進行實時、連續、全方位的在線監測，徹底消除了地鐵火災檢測的盲區和安全死角；技術指標先進合理，信息化、自動化程度高，響應時間快，安全可靠；具備很好的開放性和可擴展性，組網方式靈活；首次實現了從地鐵隧道火災報警、防排煙模式指令下達、相關防排煙設備動作，到執行結果反饋全過程的自動化。該系統首次實現地鐵隧道連續空間溫度場的監測、報警，實行火災趨勢預報、系統全線計算機聯網、綜合監控和信息化管理。自投入使用以來該系統運行穩定，操作維護簡便，誤報率和故障率低，軟件程序及人機界面狀態良好。該系統總投資646萬元，被保護對象合計投資總額達142 574萬元，是一個投資少、功能強的安全預警系統，為地鐵的安全運行提供了強有力的技術支持。該系統是國產創新項目，與國外同類同檔次產品比較，達到了國際先進水平，可節省投資70%以上，填補了國內地鐵應用的空白。

2.5 七氟丙烷氣體自動滅火系統

深圳地鐵首次將國產七氟丙烷潔凈氣體滅火新技術應用在智能氣體滅火系統中。七氟丙烷氣體自動滅火系統的控制技術采用分布式智能滅火報警控制新技術，使系統具有自適應環境、自診斷故障、自由化報警、抗強電磁干擾等的能力，實現了動態在線、實施監控和預防性維修。其保護范圍主要涉及地下車站的通信設備室、信號設備室、環控電控室、高低壓變配電室、主變電所、控制中心內無人值守的機房和低壓配電室、通信和信號用房及不能采用水噴淋系統的大部分設備用房。該系統是目前國內應用規模最大的七氟丙烷氣體自動滅火系統，保護區超過200個，保護面積達2 000m2，保護設備價值超過4億元，運營安全水平和管理效率也由此而得到了大幅度的提升。七氟丙烷氣體滅火裝置實現了國產化，擁有全部國內自主知識產權，其投資費用僅為國外同類產品價格的二分之一，與國外同類裝置相比其水準高、造價低，填補了國內的空白。

3 結語

深圳地鐵一期工程從信息化和智能化的技術應用入手，從技術防范和管理防范兩個方面形成了運營安全控制的新體系，實現了預警系統的全覆蓋，全面提升了運營安全的整體控制水平。

在智能安全控制設備的護航下，深圳地鐵一期工程從2004年12月28日建成開通運營至今，已經實現了2 000多天的安全運營。

［1］簡煉.深圳地鐵裝備系統的國產化創新［J］.都市快軌交通，2006，19（3）：7.

［2］簡煉，董向陽，李新文，等.地鐵智能交通系統研究與實踐［M］.北京，中國鐵道出版社，2007.

［3］深圳市地鐵集團有限公司.城市軌道交通運行安全控制與應急處置研究［R］.深圳：深圳市地鐵集團有限公司，2010.

［4］魏海洋.光纖光柵火災檢測系統在地鐵區間應用的可行性研究［J］.城市軌道交通研究，2011（1）：73.