城際鐵路防止防淹門誤動作對策研究

陳 波

(廣東珠三角城際軌道交通有限公司,廣州 510308)

近年來，我國在珠三角、長三角等各大城市群逐漸開展城際鐵路交通網絡的建設，為城市群之間的密集客流實現公交化客運交通提供了堅實的保障，同時也將城際鐵路深入到城市群規劃密集的核心區，越來越多的城際鐵路配合規劃選擇將鐵路敷設在地下，如某城際鐵路就有一個長達35 km的6個地下車站連接7個地下區間的地下段和一個長達15 km的4個地下站連接5個地下區間的地下段，其中15 km的地下段下穿了某通航河流，在土建結構設計過程中，因考慮到區間隧道結構在下穿河流段如果遇結構損壞，會引起快速蔓延的水害，而在該下穿河流段的兩側設置了防淹門系統用于控制災害范圍，減少災害損失[1]。

1 城際鐵路防淹門系統運營安全需求

防淹門在地鐵工程中應用較為常見，如廣州、武漢、成都、長沙等城市的地鐵中均有應用。在以往的鐵路工程中，因地下區段較少且更少下穿河流湖泊而較少采用，鑒于該城際鐵路的防淹門是在鐵路系統中首次應用，在驗收和安全評估過程中，為進一步提高防淹門在運營期間的可靠性，相關部門提出對防淹門系統監測控制[2]、防止誤操作、運營管理要求等方面進行優化，增加防止防淹門誤動的可靠技術措施。

2 防淹門系統發生誤動作的危害和位置分析

2.1 防淹門系統發生誤動作的危害

防淹門的門體采用鋼制結構的升降式閘門，體量大，質量大，結構強度高，當系統發生誤動作啟動關門操作，驅動結構直接運行，引起門體下降，部分關閉或者整樘關閉，門體下落的過程中將直接損毀軌行區上方的接觸網，對于正常情況下帶電的接觸網會造成短路故障，中斷供電，對列車行車將造成失電停車，侵入行車限界并最終將隧道橫斷面整個封閉，如列車正駛向防淹門則危害更大，危險性不言而喻。常規的地鐵工程也有在下穿河湖段設置防淹門系統的措施，但其控制權限通常設置在臨近的車站綜合控制室內，綜合監控系統設置在地鐵運營控制中心的中央級對防淹門系統只監視其所處的狀態，不做直接的控制，實際控制權交由車站BAS系統工作站和IBP盤來操作[1，3]。

2.2 誤動作可能發生的位置

結合防淹門系統控制各環節中能夠直接操作關門動作的關鍵位置來分析誤動作可能發生的位置，在各個關節位置采取對應的措施來加強其安全性。

首先是現場防淹門控制室內，就地控制柜盤面設有操作按鈕，無論操作指令來自遠端調度中心還是車站，在正常情況下，只要按下控制柜解鎖按鈕，就可以直接操作防淹門關閉，因此是最直接的誤操作可能發生位置[4]。

其次是在車站消防控制室內，BAS系統在IBP盤上設置的防淹門遠程操作按鈕，在設計過程中，這些遠程操作按鈕均按照帶防護蓋防誤觸動考慮，但是按鈕自身的故障和人為的非災害觸動使系統依然存在被誤啟動、誤操作的可能。

因此，需要從就地和遠程消防控制室兩個位置對系統的控制進行強化完善，有針對性的提高其防誤操作功能。

3 防止防淹門發生誤動作的對策

為了防止防淹門系統的控制環節發生誤動作，需要有針對性地制定相應的防誤動對策來提高其運行的安全性，確保防淹門系統在需要時可靠動作，不需要時確保不動作。

3.1 制定防誤動措施

通過對可能發生誤操作位置的分析，考慮到需要對防淹門就地控制柜和車站IBP盤同時增加控制性措施，因此有必要在第三個位置引入對防淹門系統集中監管的功能，同時，通過對控制權限的管理，將系統的控制形成自上而下的順序，將此稱之為雙重保險授權控制，具體方案如下。

首先，對防淹門系統自帶控制柜增設授權管理，授權管理由BAS系統中央級和車站級兩級構成[5]。正常情況下，防淹門系統自帶控制柜需要由調度所防淹門專用中央級工作站授權方可解鎖，即中央級不授權，防淹門系統自帶控制柜遠程操作(消防控制室IBP盤控制)和防淹門控制室就地控制操作均無效。當調度所防淹門專用中央級工作站授權失效時，需要由調度所經調度電話向BAS車站級授權輸入解鎖密碼方可解鎖防淹門的控制柜。

BAS系統防淹門中央級工作站軟件圖形界面如圖1所示，通過界面下方的授權按鈕實施操作權限的控制，當無操作授權時，僅提供防淹門狀態監視信號[6]，所有操作均無效，即只監不控。授權后，現場和消防控制室操作功能解鎖。

圖1 BAS系統防淹門中央級工作站軟件圖形界面

然后，對消防控制室IBP盤的操作改為由鑰匙開關實現。鑰匙存放在消防控制室專用保險柜內，專用保險柜密碼由調度所集中管理，當有防淹門操作需求時，需要由調度所下達操作指令，同時告知車站專用保險柜密碼，取出防淹門操作鑰匙，在消防控制室IBP盤進行防淹門啟動操作。

防淹門系統自帶控制柜現場也須經鑰匙方可操作，設置在區間內的防淹門就地啟動鑰匙存放在防淹門控制室專用保險柜，其設置在車站的防淹門就地啟動鑰匙存在消防控制室專用保險柜內保管。

上述改造后形成的雙重保險控制機制的操作流程如下。

第一步：BAS系統監視防淹門狀態信息和報警水位信息[7]，達到啟動條件后上報調度所，征求調度意見是否啟動防淹門。如不啟動，流程終止，返回初始狀態，監視防淹門狀態信息和報警水位信息；如決定啟動防淹門，須確認防淹門啟動后封閉的區間無車。如果車站正準備向區間發車，則由調度下令停車，不得進入防淹門區間；如已向防淹門區間發車，須由調度指揮列車離開防淹門封閉的區間[8-9]。確認過程完成后方可下發授權，進入下一步流程。

第二步：BAS系統接到調度下達的啟動防淹門指令后，須通過調度所防淹門專用中央級工作站解鎖防淹門自帶控制柜，使其能夠接受并實現遠程操作(消防控制室IBP盤控制)和防淹門控制室就地操作控制；當調度所防淹門專用中央級工作站授權失效時，須由調度所經調度電話向BAS車站級授權輸入解鎖密碼方可解鎖防淹門的控制柜，中央級工作站授權通道未失效時，屏蔽BAS車站級解鎖密碼輸入功能。

第三步：調度所向車站下發存放防淹門操作鑰匙專用保險柜密碼，由受令操作者通過密碼開啟專用保險柜取出防淹門操作鑰匙，在消防控制室IBP盤進行防淹門啟動操作。

經上述第二步的授權解鎖和第三步的啟動操作雙重保險措施，達到了防淹門的授權啟動和防誤操作的目的。

圖2即改進后的經授權方可關門的防淹門系統控制流程[8-9]。

圖2 經授權方可關門的防淹門系統控制流程

3.2 相關系統軟、硬件的改進

在調度所增設防淹門專用中央級工作站，平時用于系統狀態的監視，需要關門操作時，用于下達授權指令。

對防淹門設備自帶控制柜進行改進，將其運行納入BAS中央級及車站級的授權管理。改造后，在未接到防淹門專用中央級工作站或車站級授權時，防淹門的控制柜遠程操作(消防控制室IBP盤控制)和防淹門控制室就地控制操作均無效。對防淹門系統自帶控制柜增加雙按鈕改造，確保其安全性、可靠性。

防淹門設備自帶控制柜的安全控制措施如下。

(1)在沒有BAS系統授權的情況下，防淹門是無法操作的。即使按下關閉和開啟按鈕在沒有授權的情況防淹門也不會動作。

(2)防淹門接收的授權信號采用安全繼電器雙斷電路[10]，安全繼電器的觸點直接串入驅動啟閉機和鎖定電機的交流接觸器線圈中，即：沒有授權，驅動線圈不得電，也就無法實現關門動作[11]。

(3)防淹門在操作開/關門時，必須同時按下按鈕開關和鑰匙開關，以上開關采用串聯電路，每個開關使用兩組常開和常閉觸點[12]。

3.3 制定配套管理方案

除了上述制定的防誤動作措施，要使系統長期穩定處于隨時可用的狀態，還需要在日常管理和執行演練過程中逐步形成配套的管理文件，以便定期用于培訓、防災害演練使用。

同時對于防淹門系統這類使用概率很低但是又相當重要的安全保障設備，還需要對系統的機械運行部件、電氣控制系統、軟件控制系統、通信傳輸系統等等堅持定期的維護和檢測，以便其能夠長久穩定的發揮作用[13-14]。

防淹門系統的日常維護和檢修，須在主管站段的主導下進行，經過中央級授權程序、在維修天窗時間內進行。考慮到系統自身維護不應對城際鐵路的其他系統產生潛在的安全隱患，檢修維護的過程中，防淹門設備的驅動機構、鎖定機構應保持互鎖，不得同時進行[15-18]。

4 結語

通過對防淹門系統運營需求的分析，制定了防誤動作的技術措施，在此技術措施的指導下，對BAS系統和防淹門系統的硬件系統和軟件系統均進行了相應的改進，為該城際鐵路的防淹門系統的安全運營增加了保障，提高了運營期間的系統的可靠性。同時，對運營期間管理手段加強制定了專用管理方案，結合日常對防淹門系統機械、電氣組件的定期維護和動作演練，技術手段和管理手段雙管齊下，形成了一整套完整的、完善的防誤動作解決方案。

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