孫佳





摘要:隨著城市軌道交通的發展,從有人駕駛到無人駕駛再到全自動運行,自動化程度不斷提高,不僅對各系統設備的安全可靠性要求不斷提高,而且對相關人員業務技能的要求也進一步提升。本文主要以站臺門系統為例,對如何在全自動運行模式下提升設備安全可靠性、優化運維組織方面進行探索。
關鍵詞:全自動運行,站臺門,對位隔離,障礙物探測,SIL2安全認證,運維組織,施工關注重點
引言
隨著城市軌道交通的發展,從有人駕駛到無人駕駛再到全自動運行,自動化程度不斷提高,不僅對各系統設備的安全可靠性要求不斷提高,而且對相關人員業務技能的要求也進一步提升。隨著國內上海、廣州、北京等無人駕駛線路的開通,南京、寧波、杭州等兄弟地鐵公司也在進行全自動運行的開發,蘇州軌道交通5號線也將采用全自動運行模式。由于是蘇州第一條全自動運行線路,各系統專業與既有線路設計原理與運維組織架構都發生了較大的變化,本文就站臺門系統為例進行探討。
1全自動運行優化提升功能
1.1對位隔離功能
站臺門系統與信號系統增加通訊接口,采用基于RSSP-1協議的雙網冗余配置,保證數據通訊的安全性、可靠性,實現站臺門與列車門的“對位隔離”功能。在列車進站前,信號系統向站臺門系統報告列車車門的相關故障信息,而站臺門系統同時向信號系統發送站臺安全門的故障信息。當列車門故障時,站臺門對應的滑動門不打開;當站臺門故障時,對應的列車門也不打開,實現“對位隔離”。同時通過廣播、滑動門上方行車指引顯示屏等預先通知乘客避開故障門體區域進行上下車。
該功能與“關閉鎖緊”同屬于安全類信號,軟件上采用安全類通訊協議,硬件在DCU開關門命令上采用強制安全導向觸點,進行命令安全校驗,避免對位隔離失敗后,站臺門誤開后帶來安全隱患。
如圖1所示在常規線路中可能出現站臺門故障,對應的車門開啟;或者車門故障,對應的站臺門開啟;這樣在安全把控以及運營效率上都存在一定影響。而通過“對位隔離”功能就能有效地避免此類情況的發生,提高運營效率,降低安全隱患,更好地為列車的穩定運行提供可靠保障。
1.2 站臺中部現地應急操作盤設置
在全自動運行模式下列車存在無人值守的情況,一旦站臺門系統出現故障,車站人員需在最短時間內響應,因此在站臺層中部位置(宜與車站站臺緊急關閉按鈕集中設置)增設一處現地應急操作盤,方便車站人員操作站臺門。現地應急操作盤宜安裝在兼顧作業和瞭望站臺的位置,應包含以下內容:
1)站臺門互鎖解鎖
2)人工打開/關閉站臺門開關
3)站臺緊急關閉按鈕
4)站臺清客按鈕
5)列車運行靜/動態指示燈
6)同步打開/關閉車門和站臺門
7)門允許指示燈
8)操作無效報警
9)站臺門門體試燈按鈕
10)對講機等
1.3 SIL2安全認證
在全自動運行模式下,為確保站臺門系統的安全可靠,需對涉及安全的站臺門開閉、防夾等重要功能進行SIL2安全認證。圖2為蘇州5號線站臺門系統需進行SIL2安全認證的功能清單。
1.4障礙物探測
為了提高全自動運行模式下乘客的安全性,在既有防夾功能基礎上增加了防夾擋板(圖3)以及站臺門車門間隙激光探測報警裝置(圖4),每節車廂設置一組激光探測報警裝置,一側共設置6組,接入該側站臺門安全回路中。
滑動門門體在軌道側設置橡膠防夾擋板。該裝置作為滑動門體的一部分,能夠探測到門檻上存在任何障礙物。該裝置不得侵入站臺門限界,防止乘客站立,結合滑動門在關門過程中遇到障礙物探測功能,有效地防止乘客夾于列車與站臺門之間。在滑動門的底部設置的三角斜擋板,完全覆蓋于門檻的表面上,加寬了站臺門門體障礙物探測的范圍。
平時在站內無車時,站臺門關閉,激光探測報警系統處于停止工作狀態;列車進站停穩后,正常開關門作業,站臺門自動關閉后啟動激光探測報警系統,當激光探測報警系統判定有異物時,安全回路斷開,啟動聲光報警,提醒站務人員現場手動處理,并將報警信息反饋至綜合監控系統,車站CCTV工作站自動切換至報警側站臺。
1.5安全性能提升
為了提高系統的安全性以及對故障點的檢測效率,5號線站臺門安全回路采用三回路級聯后再串聯的雙斷回路設計。單側所有滑動門“關門且鎖緊”的硬件安全行程開關觸點進行級聯,單側所有應急門“關門且鎖緊”的硬件安全行程開關觸點進行級聯,單側激光探測安全回路開關觸點進行級聯;以上三類回路需要分別按照雙斷硬安全觸點進行采集和反饋,并針對每一回路配置相應的旁路開關,實現安全回路斷點檢測及冗余可靠安全傳輸。其中位于設備房PSC柜內用于“關門且鎖緊”狀態采集和傳輸的是安全繼電器模組,安全級別達到SIL4。同時提高使用零部件的安全可靠性:
1)限位開關由普通型限位開關升級為安全型限位開關;
2)部分繼電器改為安全繼電器;
3)電氣設備的防護等級提高。
2 運維組織優化
2.1 多職能隊伍
在全自動運行模式下由于系統自動化程度的提高,一些崗位的操作性作業量減少,從崗位工作量分配平衡及優化資源配置的角度考慮,可將這些崗位的部分職能進行合并,成立多職能隊伍。根據崗位功能可分為列車多職能隊伍、站控多職能隊伍、巡視多職能隊伍。
2.2運維分離
運維分離指的是將日常的巡視、應急處置與設備的維護檢修進行分離,分別由不同的部門進行,資源進行重組優化。
以站臺門專業為例,將非全自動運行模式下的站臺門巡視內容分為兩類,一類為日常常規巡視,主要包括:
1)查看滑動門、應急門、端門、固定門的玻璃、密封件的狀態是否完好;
2)查看滑動門、端門開關功能是否正常,指示燈是否顯示正確;
3)查看蓋板是否鎖閉正常,有無脫落隱患;
4)查看應急門是否鎖閉到位,有無被吹開風險;
5)查看設備房內電源系統運行是否正常,有無報警。
以上內容由新成立的綜合巡視工班進行日巡,確認站臺門設備是否運行正常。另一類為剩余的巡視內容,由站臺門工班完成,但巡視周期由日巡改為月巡。
站臺門的故障應急處置中第一處置人為車站站控多職能隊伍,綜合巡視工班人員進行輔助一些簡單故障的處置,如夾異物、障礙物探測誤報警等;同時在站臺門發生較大故障時協同車站站控多職能隊伍做好應急處置及現場安全防護,等待站臺門工班人員前來進行處置。
2.3站臺門維保模式
通過對國內地鐵站臺門設備維保模式的調研總結,目前主要有兩種模式:自主維保模式和委外維保模式。其中北京、杭州、寧波地鐵等以自主維保模式為主,而上海、廣州、南京地鐵等以委外維保模式為主。
委外維保模式是指將站臺門系統設備的巡視、檢修保養、故障維修等完全或部分委托給專門的維保公司,由他們提供技術骨干負責設備維護的相關工作,運營公司只需配備必要的技術人員進行委外管理、作業監管、質量驗收等工作。這種模式的優點在于可以發揮專業維保公司對設備的性能以及維保規律的優勢,使設備能夠長期處于運行穩定的狀態,同時可以節約運營公司的人工、維護成本。
自主維保模式是指由運營公司內部專業人員從事站臺門系統設備的巡視、檢修保養、故障維修等工作。優點在于能夠培養儲備自己的專業技術人才,為后續線路的開通提供保障;缺點在于前期需要花費大量的精力和時間來學習掌握設備的相關技術及運行維保規律,故障率可能會升高,而且人工、維護成本上比委外模式要高。
為了更好地培養儲備專業技術人才,蘇州軌道交通5號線全線共計34個車站,設置3個站臺門自主維修工班,編制37人;采用四班兩運以及長夜維保兩種運轉方式,負責全線站臺門系統的維護保養、故障搶修以及電扶梯專業委外的監管工作。
3 施工關注重點
綜合蘇州軌道交通既有線路發現的一些問題,本文歸納總結了一些施工關注重點見下表:
結論
通過上述對站臺門系統在全自動運行模式下的探索,優化提升功能的研究,提高設備安全可靠性;同時通過運維組織的優化,節約人力成本,優化資源配置;明確施工關注重點,提前發現整改缺陷隱患,確保后續線路站臺門系統能夠安全穩定有效地運行。
參考文獻
【1】《地鐵設計規范》GB50157-2003
【2】《城市軌道交通站臺屏蔽門》(CJ/T236-2006)
【3】許敬輝.全自動運行系統下站臺門新增異物探測與控制功能方案研究[J/OL].鐵道標準設計:1-5[2019-08-07].
【4】丁忠鋒,劉波.城市軌道交通列車車門與站臺屏蔽門對位隔離技術[J].城市軌道交通研究,2018,21(10):
【5】黃育良. 上海地鐵十號線屏蔽門與信號系統接口設計[期刊論文]-鐵路通信信號工程技術 2011(2)