全自動運行系統人員防護開關的工程應用方案

郭建偉，趙振杰，史世盛

（太原軌道交通集團有限公司 機電設備部，太原 030002）

城市軌道交通全自動運行（FAO，Fully Automatic Operation）系統在出行安全、運輸效率等方面具有明顯優勢，為城市軌道交通運營服務質量的持續提升提供了強大的技術支撐，具有較強的社會意義和經濟效益[1]。在無人值守的列車自動運行（UTO，Unattended Train Operation）模式下，全自動設備及系統替代了傳統的司機，實現列車的全自動運行。設置人員防護開關（SPKS，Staff Protection Key Switch）是提高FAO 系統安全性的重要手段，可以確保進入FAO 區域的清掃、維修、乘務、乘客等人員的安全[2]。目前，上海10 號線[3]、北京燕房線、成都9 號線[4]等FAO 線路上均使用了SPKS。

由于建設理念、線路條件及運營管理模式不同，SPKS 的應用方式也有所不同。太原軌道交通2 號線是按照GoA4 級標準建設的FAO 線路，本文結合該線路的實際情況，介紹其SPKS 的工程應用方案。

1 SPKS 功能需求及設置方式

1.1 SPKS 功能需求

在FAO 線路的日常運營中，必須設置SPKS，為進入FAO 區域的人員提供安全防護。SPKS 激活后，信號系統立即封鎖該防護區域，防護區域內禁止喚醒列車；已喚醒但未移動的列車，保持靜止狀態，不得移動；對已經進入防護區域的FAO 列車和連續式通信級列車必須立即實施緊急制動；防護區域外的列車不允許進入防護區域內；防護區域內或經由防護區域已開放的列車及調車進路始端信號機立即關閉。SPKS 復原后，信號機自動開放，列車自動恢復運行[5-6]。為方便運營維護，SPKS 激活后，允許單獨操作道岔。

1.2 SPKS 設置方式

目前，FAO 系統SPKS 的設置方式主要有兩種：（1）控制室集中式設置；（2）現場就地式設置。根據太原軌道交通2 號線運營場景，采取了部分集中式+部分就地式的設置方式：正線、自動化車輛段咽喉區（含轉換軌）、試車線的SPKS 采用了集中式設置方式，設置于正線各車站綜合控制室綜合后備盤（IBP，Integrated Backup Panel）、車輛基地控制中心（DCC，Data Control Center）綜合操作盤和試車線控制盤[7]；車輛段FAO 區的停車列檢庫及洗車線的SPKS 采用就地式設置方式，設置于列檢庫及洗車線的入口處。每個SPKS 均對應設置一個防護指示燈。同時，為防止SPKS 激活后發生故障而不能復原，每個SPKS均設置一個旁路按鈕和旁路指示燈，用以切除該故障SPKS。

2 SPKS 防護分區劃分原則

SPKS 防護分區的劃分原則是安全與效率兼顧，既不能過分強調安全而影響效率，也不能因為要提高效率而存在安全隱患。

2.1 正線SPKS 防護分區劃分原則

2.1.1 無岔、單渡線和聯絡線

正線無岔區域SPKS 防護分區分界點為本站臺及上行（或下行）區間，防護范圍不包括影響臨站接車的保護區段。正線單渡線SPKS 防護分區分界點為渡線計軸點處，確保不影響下行（或上行）的接發車作業。聯絡線SPKS 防護分界點為兩條線路分界點處。以大南門站為例，共設置4 個SPKS 防護分區，即SPKS1601、SPKS1602、SPKS1603 和SPKS1604，車站控制室IBP 對應設置4 個SPKS 鑰匙，如圖1所示。

圖1 大南門站SPKS 防護分區示意

（1）SPKS1601 防護范圍：本站臺、下行左側區間。

（2）SPKS1602 防護范圍：本站臺、上行左側區間（不包括影響左側站臺接車的保護區段）和聯絡線。

（3）SPKS1603 防護范圍：本站臺和下行右側區間（不包括影響右側站臺接車的保護區段）。

（4）SPKS1604 防護范圍：本站臺和上行右側區間。

2.1.2 交叉渡線、存車線和折返線

對于正線的交叉渡線、存車線和折返線，設置單獨的SPKS 防護分區但不能影響正線運行，分界點為渡線計軸點處。以龍城公園站為例，該站交叉渡線、存車線SPKS 防護分區如圖2 所示。

圖2 龍城公園站存車線、交叉渡線SPKS 防護分區示意

2.1.3 出入段線

出入段線歸正線管轄，出入段接軌站人民南路站單獨為該出入段線設置一個SPKS 防護分區，防護范圍為車輛段進出段信號機至出入段線及本站交叉渡線處，如圖3 所示。

圖3 人民南路站出入段線SPKS 防護分區示意

2.2 車輛段SPKS 防護分區劃分原則

FAO 車輛段通過物理隔離劃分為FAO 區和非FAO 區。FAO 區的SPKS 防護分區分別為停車列檢庫、咽喉區（含轉換軌：FAO 區與非FAO 區的轉換線）、洗車線[8-9]。試車線位于非FAO 運行區一側，單獨設置一個SPKS 防護分區。

2.2.1 停車列檢庫

停車列檢庫共設20 股道，每股道設2 個停車位，SPKS 防護分區按2 股道4 個停車位進行劃分，共設10 個SPKS 防護分區，每個SPKS 防護分區之間通過物理柵欄進行隔離，防止人員進入相鄰防護分區。

2.2.2 咽喉區（含轉換軌）

根據站場布置，咽喉區（含轉換軌）共設一個SPKS 防護分區，防護范圍為停車列檢庫出庫信號機至出段信號機處和轉換軌的終端信號機處。

2.2.3 洗車線

本線路洗車線位于FAO 區域且設置為貫通式，列車回庫時可直接洗車或借道通過直接入庫，洗車線SPKS 防護分區的防護范圍為洗車庫防護信號機至牽出線和渡線計軸分界點處。

2.2.4 試車線

試車線作為FAO 功能的測試區域，單獨設置一個SPKS 防護分區，防護范圍為試車線至非FAO 區域的計軸分界點處。

3 SPKS 管理方式

3.1 集中式管理方式

作業人員進入FAO 區前需在綜合控制室登記，值班員操作IBP 上SPKS 鑰匙置于防護位，SPKS 鑰匙僅在防護位時才能拔出，同時點亮SPKS 鑰匙對應的防護指示燈。在確認該區域安全后，授權作業人員進入FAO 區。當作業人員進行作業時，值班員不得操作SPKS 鑰匙，當作業完成并且值班員確認后，方可將SPKS 鑰匙復位。

若乘務或檢修人員需進入正線存車線登乘列車時，車站值班員激活所經路線關聯的所有SPKS，按指定路線登車，當登車人員與值班員確認登乘成功后，值班員才可將SPKS 鑰匙復位，再恢復該區域的正常運行。若乘務人員駕駛列車進入存車線停穩后需退出存車線列車時，同樣，車站值班員激活所經路線關聯的所有SPKS，乘務人員按指定路線返回，與值班員確認已返回到站臺有人區后，值班員將SPKS 鑰匙復位，恢復該區域正常運行。

對于集中式管理的SPKS 防護分區，人員的進出通過防護門鑰匙進行管理。由于每個集中站的SPKS 防護分區眾多，為避免作業人員誤入非防護區域，不同SPKS 采用不同編號和不同顏色進行區分管理。每個SPKS 的編號統一印制在IBP 盤面對應位置上、SPKS 鑰匙對應防護門鑰匙牌上和現場SPKS 防護分區標識牌上，格式為“作業防護SPKS+編號”。每個SPKS 鑰匙對應的防護區門鑰匙牌顏色、ATS 界面SPKS 激活狀態顏色和現場SPKS 防護分區標識牌顏色設置為同一顏色，相鄰SPKS 的顏色不同，交替設置為白、黃、紅、綠和藍5 種顏色。

正線SPKS 標識牌設置分為兩種：（1）安裝在線路行車方向右側垂直于隧道面的三角體樣式；（2）安裝于岔區道床上的四棱臺樣式，表面均涂刷反光材料。現場SPKS 防護分區標識牌如圖4所示。

圖4 現場SPKS 防護分區標識牌

3.2 就地式管理方式

作業人員在進入車輛段停車列檢庫和洗車庫時：（1）在DCC 登記，領取防護門鑰匙，得到許可進入后，作業人員將就地式SPKS 箱內SPKS 鑰匙置于防護位；（2）拔出鑰匙并隨身攜帶，進入FAO 區，直至完成作業后再將鑰匙插入復位；（3）到DCC注銷作業。

停車列檢庫就地式SPKS 箱面板如圖5 所示，G01-G02 表示本SPKS 箱防護停車列檢庫第1 股道和第2 股道，SPKS10 為本SPKS 箱名稱，其內設5 個防護開關，供5 組作業人員出入。

圖5 就地式SPKS 箱面板

3.3 旁路管理方式

除對SPKS 進行檢修外，只有在SPKS 發生故障的情況下才可使用旁路操作。在SPKS 旁路按鈕置于旁路位時，其防護區域內的人員安全由人工保證。一旦需要旁路支持的運營服務結束，SPKS 旁路按鈕立即復位。

4 結束語

SPKS 是城市軌道交通FAO 區域人員安全防護的重要設備，其功能需求、設置方式、防護分區劃分原則及管理方式與線路條件、運營場景、運營規則息息相關。本文以太原軌道交通2 號線為例，根據SPKS 功能需求，結合其線路條件，介紹SPKS 的工程應用方案，該方案已在太原軌道交通2 號線實施。SPKS 的應用，在提高運營效率的同時有效地保障了進入FAO 區人員的安全，尤其是在發生突發事件的情況下，提升了應急處置能力。此方案可為其他FAO 線路的建設提供參考。