地鐵信號(hào)系統(tǒng)中防淹門(mén)防護(hù)技術(shù)分析與探究

李坤育 龔路磊 肖謝鋒 李麗萍

摘 要：隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展，地鐵信號(hào)系統(tǒng)作為提高列車(chē)運(yùn)行速度與運(yùn)行安全的重要控制技術(shù)，其目前已經(jīng)在很多城市的地鐵運(yùn)輸中得到了應(yīng)用，并取得了不錯(cuò)的效果，但由于當(dāng)前城市軌道交通的各類(lèi)行業(yè)技術(shù)規(guī)范尚未得到完善，因而地鐵信號(hào)系統(tǒng)與防淹門(mén)系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)控制仍然存在著不小的問(wèn)題。為此，本文對(duì)地鐵防淹門(mén)系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并在此基礎(chǔ)上對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的防淹門(mén)防護(hù)技術(shù)展開(kāi)了探討。

關(guān)鍵詞：地鐵信號(hào)系統(tǒng)；防淹門(mén)；列車(chē)

引言：防淹門(mén)是地鐵系統(tǒng)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，主要用于車(chē)站與區(qū)間隧道的密封，以免河水或地下水在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí)涌入到地鐵系統(tǒng)中，對(duì)相關(guān)設(shè)備與人員造成傷害。從功能上來(lái)看，當(dāng)前地鐵防淹門(mén)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，能夠有效避免洪水的涌入，但在聯(lián)動(dòng)控制方面，要想在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的第一時(shí)間及時(shí)控制防淹門(mén)系統(tǒng)采取緊急隔斷措施，需要依靠地鐵信號(hào)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由此可見(jiàn)，對(duì)于地鐵信號(hào)系統(tǒng)防淹門(mén)防護(hù)技術(shù)的研究是非常必要的。

1.地鐵防淹門(mén)系統(tǒng)概述

從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，地鐵防淹門(mén)系統(tǒng)主要可分為機(jī)械系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)兩部分。其中機(jī)械系統(tǒng)包括閘門(mén)、門(mén)槽、閘門(mén)啟閉裝置、鎖定裝置等部件，而控制系統(tǒng)則包括現(xiàn)場(chǎng)控制裝置、控制柜、報(bào)警裝置、控制電纜、液位傳感器以及外部通信接口幾部分。而從功能上來(lái)看，地鐵防淹門(mén)系統(tǒng)則具有水位監(jiān)測(cè)、報(bào)警以及門(mén)體控制幾種主要功能，在系統(tǒng)運(yùn)行期間，安裝在區(qū)間廢水泵房?jī)?nèi)的液位傳感器會(huì)對(duì)地鐵區(qū)間隧道內(nèi)的水位信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將收集到的水位信息直接傳輸給防淹門(mén)的地鐵信號(hào)系統(tǒng)，由信號(hào)系統(tǒng)對(duì)水位信息進(jìn)行綜合分析，判斷當(dāng)前水位狀態(tài)是否存在威脅。一旦區(qū)間水位超過(guò)安全線，或是區(qū)間水位變化對(duì)列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生威脅，那么系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警功能，并根據(jù)水位的危險(xiǎn)程度來(lái)向工作人員發(fā)出不同級(jí)別的警報(bào)，而工作人員在接收到警報(bào)后，也可通過(guò)信號(hào)系統(tǒng)來(lái)觀察區(qū)間實(shí)時(shí)水位、上漲情況以及防淹門(mén)運(yùn)行狀況，并根據(jù)實(shí)際情況來(lái)關(guān)閉防淹門(mén)，將地鐵系統(tǒng)與監(jiān)視區(qū)隔離開(kāi)來(lái)[1]。另外，在出現(xiàn)緊急情況時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員同樣可以通過(guò)防淹門(mén)系統(tǒng)功能接口來(lái)向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送關(guān)門(mén)請(qǐng)求，在信號(hào)系統(tǒng)允許后，即可通過(guò)人工控制來(lái)關(guān)閉防淹門(mén)。

2.地鐵信號(hào)系統(tǒng)對(duì)防淹門(mén)系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)

2.1接口設(shè)計(jì)

要想實(shí)現(xiàn)地鐵信號(hào)系統(tǒng)與防淹門(mén)系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)控制，首先就必須要充分結(jié)合信號(hào)系統(tǒng)與防淹門(mén)系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)間的接口進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

2.1.1設(shè)計(jì)要求

從整體上來(lái)看，接口設(shè)計(jì)主要應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)原則：首先，防淹門(mén)系統(tǒng)的運(yùn)行直接關(guān)系著列車(chē)行車(chē)安全，因此接口設(shè)計(jì)必須要注重信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性與持續(xù)性，否則一旦出現(xiàn)信號(hào)傳輸不及時(shí)、傳輸錯(cuò)誤、傳輸中斷等情況，就會(huì)使列車(chē)運(yùn)行與防淹門(mén)啟閉無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步，從而給列車(chē)行駛帶來(lái)安全隱患。其次，防淹門(mén)系統(tǒng)除了要向地鐵信號(hào)系統(tǒng)傳輸自身運(yùn)行狀態(tài)信息，還要將監(jiān)測(cè)到的水位信息傳輸或是關(guān)門(mén)請(qǐng)求傳輸給信號(hào)系統(tǒng)，由于這些信息比較復(fù)雜，因此信號(hào)接口的設(shè)計(jì)必須要滿足多種復(fù)雜信息的同步傳輸需求。最后，地鐵系統(tǒng)內(nèi)部的電氣設(shè)備較多，信號(hào)系統(tǒng)在與防淹門(mén)系統(tǒng)進(jìn)行傳輸時(shí)，很容易受到其他電磁信號(hào)的干擾，因此二者間的接口還需進(jìn)行電氣隔離設(shè)計(jì)，以降低外界對(duì)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_。

2.1.2功能接口設(shè)計(jì)

地鐵信號(hào)系統(tǒng)與防淹門(mén)系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)控制實(shí)際上就是由信號(hào)系統(tǒng)對(duì)水位信息與列車(chē)運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析，以保證列車(chē)運(yùn)行安全為前提對(duì)防淹門(mén)是否應(yīng)關(guān)閉作出準(zhǔn)確判斷，因此防淹門(mén)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)故障安全原則進(jìn)行功能接口設(shè)計(jì)，其接口信息主要?jiǎng)t要包括防淹門(mén)關(guān)閉請(qǐng)求、防淹門(mén)開(kāi)啟鎖閉狀態(tài)以及允許關(guān)閉指令。

2.1.3

為保證防淹門(mén)系統(tǒng)與信號(hào)系統(tǒng)間信息傳遞的安全性與可靠性，其接口電路必須要采用雙斷電設(shè)計(jì)，并采取遠(yuǎn)端供電方法，這樣即便某一系統(tǒng)出現(xiàn)意外斷電情況，也不會(huì)對(duì)信息傳輸造成太大的影響，同時(shí)由于電源為遠(yuǎn)端供電，因此水位上漲的情況也會(huì)影響到接口電路的運(yùn)行。

2.2防淹門(mén)控制

前文中提到，防淹門(mén)的控制需要綜合考慮列車(chē)運(yùn)行情況與水位情況，當(dāng)列車(chē)未進(jìn)入防淹門(mén)區(qū)域時(shí)，防淹門(mén)的啟閉完全取決于水位情況，而當(dāng)列車(chē)即將或已經(jīng)進(jìn)入防淹門(mén)區(qū)域后，無(wú)論是水位情況如何，為保證列車(chē)的運(yùn)行安全，均不可直接關(guān)閉防淹門(mén)，基于這一原則展開(kāi)防淹門(mén)控制設(shè)計(jì)，就能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)與防淹門(mén)的有效聯(lián)動(dòng)控制。從具體上來(lái)看，防淹門(mén)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)防淹門(mén)區(qū)域內(nèi)的列車(chē)運(yùn)行情況進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)系統(tǒng)，如有列車(chē)進(jìn)入防淹門(mén)區(qū)域，則信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)將進(jìn)路直接轉(zhuǎn)為鎖閉狀態(tài)，之后再對(duì)經(jīng)過(guò)列車(chē)進(jìn)行排列，這時(shí)如防淹門(mén)系統(tǒng)發(fā)出關(guān)門(mén)請(qǐng)求，信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)給出“禁止關(guān)門(mén)”指令。另外，在進(jìn)行關(guān)門(mén)請(qǐng)求判斷時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)還需防淹門(mén)內(nèi)是否被列車(chē)占用以及防淹門(mén)區(qū)域相關(guān)區(qū)段是否存在進(jìn)路鎖閉這兩大條件進(jìn)行判斷，只有當(dāng)該防淹門(mén)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)滿足兩大條件時(shí)，方可給出“允許關(guān)門(mén)”指令[2]。

2.3列車(chē)控制

由于防淹門(mén)的啟閉會(huì)給列車(chē)運(yùn)行帶來(lái)直接影響，因此地鐵信號(hào)系統(tǒng)在對(duì)防淹門(mén)系統(tǒng)進(jìn)行控制的同時(shí)，也需要對(duì)列車(chē)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。在信號(hào)系統(tǒng)列車(chē)控制的設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)考慮到不同防淹門(mén)狀態(tài)下對(duì)列車(chē)運(yùn)行的影響，之后根據(jù)不同防淹門(mén)狀態(tài)的影響制定相應(yīng)的列車(chē)控制指令，并將防淹門(mén)狀態(tài)數(shù)據(jù)作為列車(chē)控制指令的激勵(lì)條件，從而使列車(chē)運(yùn)行控制能夠與防淹門(mén)運(yùn)行狀態(tài)相協(xié)調(diào)。例如信號(hào)系統(tǒng)在受到防淹門(mén)系統(tǒng)的“開(kāi)門(mén)且鎖閉”狀態(tài)信號(hào)時(shí)，就會(huì)觸發(fā)列車(chē)可通過(guò)這一控制指令，并控制各子系統(tǒng)為列車(chē)辦理通過(guò)防淹門(mén)的進(jìn)路，而列車(chē)軌道兩側(cè)的ZC系統(tǒng)也會(huì)為即將通過(guò)防淹門(mén)的列車(chē)提供移動(dòng)權(quán)限，使列車(chē)順利通過(guò)防淹門(mén)區(qū)域。相反如信號(hào)系統(tǒng)接收到防淹門(mén)系統(tǒng)的“關(guān)閉且未鎖閉”的信號(hào)時(shí)，則ZC系統(tǒng)則不會(huì)為列車(chē)提供移動(dòng)權(quán)限，而列車(chē)也不會(huì)從防淹門(mén)，這樣一來(lái)，列車(chē)的運(yùn)行就不會(huì)受到影響。另外，由于信號(hào)系統(tǒng)需要對(duì)防淹門(mén)關(guān)閉請(qǐng)求進(jìn)行判斷，關(guān)閉請(qǐng)求與允許關(guān)閉指令間并不同步，因此信號(hào)系統(tǒng)還需將關(guān)閉請(qǐng)求是否通過(guò)作為激勵(lì)條件，如信號(hào)系統(tǒng)在受到關(guān)閉請(qǐng)求后尚未發(fā)出允許關(guān)閉指令，則仍可為列車(chē)提供移動(dòng)權(quán)限，并在該列車(chē)通過(guò)后再發(fā)出允許關(guān)閉指令，如已經(jīng)發(fā)出允許關(guān)閉指令，則同樣需要關(guān)閉列車(chē)移動(dòng)授權(quán)功能。

結(jié)束語(yǔ)：總而言之，地鐵信號(hào)系統(tǒng)是防淹門(mén)啟閉控制的關(guān)鍵所在，在地鐵信號(hào)系統(tǒng)已經(jīng)得到較為廣泛應(yīng)用的情況下，應(yīng)將防淹門(mén)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理明確下來(lái)，并在此基礎(chǔ)上展開(kāi)合理的接口設(shè)計(jì)、列車(chē)控制設(shè)計(jì)以及防淹門(mén)控制設(shè)計(jì)，以更好的實(shí)現(xiàn)地鐵信號(hào)系統(tǒng)與防淹門(mén)間的聯(lián)動(dòng)控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳茜，程梁.城際鐵路信號(hào)系統(tǒng)與防淹門(mén)系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2018，62（04）：173-176.

[2]王鯤，楊華昌，徐意等.地鐵信號(hào)系統(tǒng)防淹門(mén)防護(hù)技術(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2018，62（08）：153-158+183.