淺談人員防護(hù)開關(guān)SPKS

卡斯柯信號（成都）有限公司 宋 燕

為保證地鐵下軌道維修人員的人身安全，地鐵信號系統(tǒng)引入人員防護(hù)開關(guān)SPKS的概念，本文主要從SPKS設(shè)置的目的、運(yùn)營場景、定義、工作原理、對非CBTC列車防護(hù)原則、設(shè)置合理性驗(yàn)證等方面進(jìn)行研究，通過理論研究結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用，給出SPKS合理且安全的建議方案。

科技的飛速發(fā)展給人們的生活帶來巨大的改變，每一次新技術(shù)的應(yīng)用都會使人們的生活更加方便快捷。人工智能、大數(shù)據(jù)、智慧運(yùn)維等新技術(shù)與人們的出行越來越密切。地鐵作為現(xiàn)代城市必不可少的出行方式也逐漸向“智慧”升級，信號系統(tǒng)也是緊跟時(shí)代的步伐，從固定閉塞到基于無線通信移動閉塞的CBTC系統(tǒng)，從普通的有人駕駛系統(tǒng)到全自動無人駕駛系統(tǒng)，信號系統(tǒng)的發(fā)展可謂是日新月異，但在地鐵全自動無人駕駛運(yùn)營期間，當(dāng)軌旁設(shè)備發(fā)生故障需要維修人員下軌道搶修作業(yè)時(shí)，行車組織人員通常采用扣車、緊急停車等臨時(shí)處置措施，可能因溝通不暢造成行車安全隱患，此外行車效率也不能得到保證，如何保證行車安全和行車效率，是智慧地鐵待解決的問題之一，由此無人駕駛信號系統(tǒng)引入了人員防護(hù)開關(guān)的功能，針對人員防護(hù)開關(guān)本文將從以下方面進(jìn)行說明。

1 SPKS運(yùn)營場景

當(dāng)軌旁設(shè)備發(fā)生故障需要維修人員下軌道作業(yè)時(shí)，為了對進(jìn)入全自動運(yùn)行區(qū)域的維修人員進(jìn)行安全防護(hù)，作業(yè)人員通過激活車站車控室IBP盤的SPKS開關(guān)激活防護(hù)區(qū)域，在開關(guān)激活之后SPKS表示燈點(diǎn)亮紅燈。對于CBTC列車，防護(hù)區(qū)域被區(qū)域控制器ZC設(shè)置為限制狀態(tài)，對于非CBTC列車，聯(lián)鎖關(guān)閉防護(hù)區(qū)域的防護(hù)信號機(jī)。此時(shí)對于已經(jīng)停在防護(hù)區(qū)域內(nèi)的列車因無移動授權(quán)列車將無法運(yùn)行，對于防護(hù)區(qū)域內(nèi)正在運(yùn)行的列車將觸發(fā)緊急制動而停車，對于防護(hù)區(qū)域外的列車以常用制動停在防護(hù)區(qū)域前方。這樣區(qū)域內(nèi)部的列車不能移動，區(qū)域外部的列車不能進(jìn)入該區(qū)域，整個(gè)防護(hù)區(qū)域處于一個(gè)安全防護(hù)的狀態(tài)。此時(shí)車站值班員與調(diào)度員溝通確認(rèn)SPKS區(qū)域內(nèi)及接近SPKS區(qū)域的所有列車均已經(jīng)完全停穩(wěn)，維修人員方可通過門禁卡進(jìn)入軌行區(qū)進(jìn)行維修作業(yè)。

2 定義

SPKS是一種使某個(gè)區(qū)域處于安全狀態(tài)的系統(tǒng)，它通過激活線路對應(yīng)區(qū)域的緊急停車區(qū)域，并關(guān)閉防護(hù)該區(qū)域的信號機(jī)的方式，確保一個(gè)規(guī)定區(qū)域的安全。

3 工作原理

人員防護(hù)開關(guān)主要根據(jù)線路實(shí)際情況將線路劃分為若干個(gè)防護(hù)區(qū)域，并設(shè)置與防護(hù)區(qū)域關(guān)聯(lián)的SPKS開關(guān)實(shí)現(xiàn)人員防護(hù)功能。它主要由聯(lián)鎖、區(qū)域控制器ZC、車載以及ATS實(shí)現(xiàn)SPKS采集層、執(zhí)行層和顯示層的業(yè)務(wù)功能，具體情況如下：

（1）區(qū)域劃分：系統(tǒng)在遵從客戶要求的情況下，按照以下原則將ATC區(qū)域劃分成若干個(gè)防護(hù)區(qū)域。

無人駕駛項(xiàng)目中SPKS設(shè)置應(yīng)覆蓋所有全自動運(yùn)行區(qū)域，包括正線、場段ATC區(qū)域、試車線。

正線上SPKS設(shè)置數(shù)量宜與端門數(shù)量匹配，SPKS防護(hù)本側(cè)站臺和相應(yīng)的區(qū)間并盡量不影響鄰站接車和折返。

正線存車線、出入段線應(yīng)單獨(dú)設(shè)置SPKS。

場段ATC區(qū)域可在停車列檢庫上兩到四條軌道設(shè)置一個(gè)SPKS。

車輛段咽喉區(qū)、洗車線和試車線應(yīng)單獨(dú)設(shè)置SPKS。

（2）采集層：為實(shí)現(xiàn)防護(hù)功能，系統(tǒng)層中將線路劃分為若干個(gè)防護(hù)區(qū)域，每個(gè)防護(hù)區(qū)域關(guān)聯(lián)一個(gè)SPKS開關(guān)。聯(lián)鎖系統(tǒng)通過繼電器采集SPKS開關(guān)位置實(shí)現(xiàn)SPKS狀態(tài)采集，同時(shí)驅(qū)動人員防護(hù)開關(guān)表示燈，表示燈平時(shí)處于熄滅狀態(tài)，當(dāng)SPKS被激活后點(diǎn)亮紅色表示燈。

（3）執(zhí)行層：當(dāng)聯(lián)鎖系統(tǒng)檢測到SPKS開關(guān)處于開啟狀態(tài)后，聯(lián)鎖通過關(guān)閉防護(hù)區(qū)域的防護(hù)信號機(jī)的方式封鎖區(qū)域，同時(shí)聯(lián)鎖將開關(guān)激活的狀態(tài)發(fā)送給ZC；ZC將防護(hù)區(qū)域設(shè)置為限制狀態(tài)，同時(shí)將列車的移動授權(quán)設(shè)定在防護(hù)區(qū)域的末端并發(fā)送給車載系統(tǒng)；車載系統(tǒng)控制列車在防護(hù)區(qū)域末端停車，區(qū)域內(nèi)列車施加緊急制動。

（4）顯示層：為了更好的組織行車，當(dāng)ATS收到SPKS防護(hù)區(qū)域激活的信息時(shí)，ATS系統(tǒng)將其狀態(tài)及相應(yīng)的封鎖區(qū)域顯示到中央ATS工作站。

4 SPKS對非CBTC列車防護(hù)原則

系統(tǒng)對CBTC列車、非CBTC列車實(shí)現(xiàn)防護(hù)的原理不同。為了防止CBTC列車進(jìn)入激活的SPKS區(qū)域，系統(tǒng)通過ZC設(shè)置防護(hù)區(qū)域?yàn)橄拗茽顟B(tài)來實(shí)現(xiàn)區(qū)域的防護(hù)。為了防護(hù)非CBTC列車進(jìn)入激活的SPKS區(qū)域，系統(tǒng)通過關(guān)閉防護(hù)該區(qū)域的信號機(jī)并禁止辦理通過該區(qū)域的進(jìn)路來實(shí)現(xiàn)區(qū)域的防護(hù)。下面以實(shí)際站場為列說明對非CBTC列車防護(hù)需要關(guān)閉的信號機(jī)和禁止辦理的進(jìn)路。

如圖1所示，蓮花站根據(jù)范圍劃分原則將本站臺、區(qū)間劃分為4個(gè)不同顏色的防護(hù)區(qū)域，同時(shí)關(guān)聯(lián)4個(gè)與防護(hù)區(qū)域相同顏色的SPKS開關(guān)。當(dāng)激活紅色SPKS1開關(guān)時(shí)，紅色防護(hù)區(qū)域?yàn)橄拗茽顟B(tài)，同時(shí)需要關(guān)閉防護(hù)該區(qū)域的信號機(jī)、禁止辦理通過該區(qū)域的進(jìn)路如表1所示。

圖1 SPKS防護(hù)區(qū)域示意圖

表1 SPKS激活關(guān)閉的信號機(jī)和禁止辦理的進(jìn)路

5 SPKS設(shè)置合理性驗(yàn)證

通常項(xiàng)目在完成SPKS系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，驗(yàn)證人員需要檢驗(yàn)其設(shè)置的合理性和規(guī)范性，確保SPKS設(shè)計(jì)符合現(xiàn)場需求、保證現(xiàn)場安全，本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行簡單介紹。

首先，檢驗(yàn)SPKS區(qū)域劃分是否滿足劃分基本原則及客戶的要求。通常項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)人員根據(jù)基本劃分原則對ATC區(qū)域進(jìn)行逐一劃分，最后根據(jù)業(yè)主的需求形成最終的范圍劃分文檔，驗(yàn)證人員根據(jù)該文檔逐一檢驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置是否符合要求。

其次，檢查非CBTC列車防護(hù)信號機(jī)的設(shè)置是否滿足現(xiàn)場防護(hù)要求。驗(yàn)證人員根據(jù)不讓外部列車進(jìn)入防護(hù)區(qū)域、防護(hù)區(qū)域內(nèi)部列車不能移動的原則檢查每一個(gè)防護(hù)區(qū)域的防護(hù)信號機(jī)、禁止辦理的進(jìn)路是否正確且完整的列出。

最后，檢查是否滿足平臺中SPKS的相關(guān)規(guī)則。比如，非CBTC防護(hù)信號機(jī)不能為調(diào)車信號機(jī)，禁止辦理的進(jìn)路不能為調(diào)車進(jìn)路等。

結(jié)束語：目前全國各地多條無人駕駛項(xiàng)目均引入人員防護(hù)開關(guān)的功能設(shè)計(jì)，無論行車組織效率，還是行車組織安全可靠方面都得到保障。隨著全國各地?zé)o人駕駛系統(tǒng)線路的增多，人員防護(hù)開關(guān)的功能也將被廣泛使用，人員防護(hù)開關(guān)也將被越來越多的人所了解。