地鐵車輛緊急制動旁路開關可行性研究

朱宗智

摘 要：地鐵車輛緊急制動設置的目的，是為減少因為某些不可抗力因素造成地鐵列車設備的損壞，保護地鐵乘客和工作人員的安全。則地鐵車輛緊急制動旁路的運行，不僅直接聯系著城市地鐵車輛運行狀態，還影響著城市軌道交通系統的運作情況。本文將對城市地鐵車輛緊急制動的設計和概念進行簡要了解，針對地鐵車輛緊急制動故障問題，提出設置旁路開關的措施，并以對地鐵車輛緊急制動旁路開關可行性的分析和探討為主要內容，改進地鐵車輛緊急制動設置，確保地鐵列車運行安全。

關鍵詞：地鐵車輛；緊急制動；旁路開關；可行性

中圖分類號：U270 文獻標識碼：A

隨著城市軌道交通網主線路的快速發展，地鐵已經成為一線城市人們出行的重要交通工具，則為滿足人們日益增長的需求量，城市地鐵部門增加了地鐵列車數量和運行頻率。但近年來，地鐵車輛緊急制動故障的頻發，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設置，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故障而設置的旁路開關實際應用可行性進行分析和研究，提升地鐵列車對故障的應急能力。

1.地鐵車輛緊急制動故障問題

地鐵車輛緊急制動圖形概述：零速繼電器一共有四個，兩兩相連分別控制主控（方向轉換）和快速制動，再和兩個緊急制動繼電器、4個自動折返模式開關連接形成回路系統，與由ATP故障隔離繼電器和列車自動控制系統組成的系統連接，共同組成緊急制動環路局部電路圖。以某市地鐵2號線地鐵車輛緊急制動故障事故為例，進行對地鐵車輛緊急制動故障問題敘述，2號線路地鐵列車所用的是由南車浦鎮車輛廠生產B號電客車，地鐵電客車內部運行的是架控式電空混合制動系統。該列車在投入使用的第二天便發生了因為地鐵車輛緊急制動被觸動又無法取消動作的故障事故，后經檢修人員進行勘檢確認故障是由于緊急制動繼電器設備的觸點燒損，進而引發地鐵列車緊急制動內部環路失電，在地鐵列車停車后也無法正常取消動作。

2.地鐵車輛緊急制動故障的旁路開關措施

根據上文對地鐵車輛緊急制動圖形的簡述，可以了解到地鐵車輛緊急制動環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無法及時診斷故障列車的具體故障位置，只能采取最基本的應急措施，無法確保地鐵列車的安全運行；此外，故障發生時列車上的乘務人員和檢修人員也無法對故障列車進行判斷和處理，只能將地鐵列車停運進行全方面測試，不僅嚴重干擾城市地鐵運行秩序，還浪費了地鐵部門大量的人力和物力。則針對地鐵車輛緊急制動故障問題，提出在地鐵列車上合理設置緊急旁路開關，即在緊急制動環路旁設置與其回路相似的并聯電路來控制是否接通電源，實現隔離緊急制動故障點的目的，列車乘務人員可以在短時間內做出對故障的判斷并對故障做出應急措施，減少對地鐵主線路運行的影響。

3.地鐵車輛緊急制動旁路開關可行性分析

雖然，地鐵車輛緊急制動旁路開關的設計目的，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旁路開關是否會影響地鐵系統設備運行、在實際地鐵中可行性卻還值得探究和分析。由于緊急制動一般有4個觸發點：ATP觸發、人為觸發和緊急制動環路失電觸發，則下文將從4個方面（包括4個觸發點方面和列車系統運營方面）對旁路開關的可行性進行論述。

3.1 ATP系統安全性

在城市地鐵實際運行中，一般是由更加安全的自動駕駛代替人工駕駛，在行駛中有時便會出現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行，一般的監控系統無法及時發現地鐵列車的故障，埋下了巨大的地鐵列車安全隱患。則ATP觸發列車緊急制動的設置，便是基于信號系統對地鐵列車自動駕駛時各種安全監控保護的要求，因此，若是設置地鐵車輛緊急制動旁路開關，ATP所發出的緊急制動指令失去作用，則要令地鐵司機從主觀上不再依賴對信號系統監控的保護，由自動駕駛轉入人工駕駛，遭遇突發情況時通過操控緊急制動讓地鐵列車停止，規避了自動駕駛帶來的風險。故在設計鐵車輛緊急制動旁路開關時，不僅要考慮緊急制動按鈕功能和旁路開關功能依然存在并互不干擾，還要考慮在啟動地鐵車輛緊急制動旁路開關后，地鐵列車行駛時速要低于正常地鐵線路運行限速，避免列車超速問題。

3.2 列車控制系統

地鐵車輛緊急制動旁路開關對于列車控制系統運行也會有一定的影響，而一般列車控制系統解決地鐵列車問題分為4個部分：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60m內發生車門緊急解鎖問題、制動力施加不足問題和列車外部總風壓力低于5bar問題，其他系統無法代替列車控制系統的運作，則若是想要設置地鐵車輛緊急制動旁路開關，便要考慮如何能夠讓列車控制系統操控旁路開關的識別功能，做到在操作地鐵車輛緊急制動旁路開關后給地鐵列車設定限速，并將電路上的緊急制動旁路信號送到數字量輸入模塊，使得列車始終保持相對低的運行速度；而對于動車60m內操作引發的緊急制動和風壓不足導致的緊急制動，一旦采用地鐵車輛緊急制動旁路開關，則便要求采用到站清客輔助措施并加強對人工駕駛的監察力度，增設危險提醒的蜂鳴器，確保地鐵列車控制系統的正常運行。

3.3 其他列車安全保護性能

相比于以上兩種因素的觸發源，人為因素和環路失電導致緊急制動的觸發源是最多的，一共有6個觸發源：（1）人工駕駛情況下，未按下警惕裝置3秒；（2）按下緊急制動；（3）地鐵高速運行時，手柄回到原位；（4）列車進行分離動作；（5）緊急制動環路中斷或是失電；（6）DC110V控制電源失電，前4種觸發源都是因為人為因素，而后兩種觸發源則是緊急制動環路因素。對于人為失誤的觸發源，在操作地鐵車輛緊急制動旁路開關后可以采用蜂鳴器提醒司機安全駕駛，并在故障列車行駛于終點站后，立即停止列車服務，確保地鐵主線路列車運行正常；而對于地鐵車輛緊急制動環路中斷因素，在開啟緊急制動旁路開關后，旁路只是會對列車某些保護功能的檢測有影響，但依然支持地鐵列車繼續運行，則緊急制動旁路開關的設置對其他列車安全保護性能沒有阻礙。

3.4 地鐵列車運營

在通常情況下，若是發生由于不明因素造成地鐵車輛緊急制動并且動作無法取消，乘務人員和檢修人員又無法對故障問題進行及時處理時，地鐵司機便會向地鐵主線路控制系統申請救援，并將地鐵上乘客安全輸送離開，整個過程至少造成幾十分鐘的延誤；再加上，車輛救援運輸也有一定的時限，則故障造成的影響范圍在逐漸增加，嚴重影響地鐵列車的運行情況。但若是設置地鐵車輛緊急制動旁路開關，不僅能夠削除緊急制動安全環路損壞造成的故障，還能減少對后續列車運行的影響，節約城市地鐵部門運行成本，提高地鐵列車的運營效率。

結語

只要能夠合理設計和設置地鐵車輛緊急制動旁路開關，則旁路開關就能夠確保在地鐵車輛發生故障后的安全運行。此外，在地鐵車輛緊急制動旁路開關運行時，地鐵部門還要編制有關旁路開關使用的嚴格手冊，避免由于人為因素造成緊急制動二次損壞。

參考文獻

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