城市軌道交通初期運營前車輛系統安全評估測試方法研究

王自鑫、李正培、薛世城

（鄭州地鐵集團有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

隨著城市化發展進程加快，近年來我國城市軌道交通事業發展迅速，截至2021 年底，國內累計有50 個城市投運城軌交通線路9192.62km，其中地鐵7253.73km，占比78.9%。僅2021 年當年新增城軌交通運營線路長度就有1222.92km，新增運營線路39條。城市軌道交通在加強各區域的聯系、緩解地面交通壓力、綠色環保出行等方面優勢明顯，是市民首選的通勤方式。伴隨城市軌道交通線網密度的加大和運營里程的增長，安全運營的壓力也與日俱增。因此，確保載運乘客的車輛系統穩定可靠運行，對保證城市軌道交通線路安全運營具有重要意義。

為保障城市軌道交通新建線路的安全運營，把好新線投入運營的首道安全關口，2019 年初，交通運輸部相繼下發了《城市軌道交通初期運營前安全評估管理暫行辦法》(簡稱《暫行辦法》)[1]和《城市軌道交通初期運營前安全評估技術規范第1 部分：地鐵和輕軌》(簡稱《技術規范》)[2]，對初期運營前安全評估中車輛系統功能核驗項目和測試流程進行了明確規范。自2019 年7 月1 日《技術規范》實施以來，鄭州地鐵先后有5 號 線、14 號 線 一 期，2 號 線 二 期，4 號 線、6 號 線 一期西段共計5 條線路使用《技術規范》通過了初期運營前的安全評估[3]。

1 車輛系統功能核驗

為明確城市軌道交通工程項目初期運營前設施設備系統功能達到基本要求，根據《技術規范》相關條例，車輛試運營時間不少于3 個月，組織行車20 日以上指標，車輛系統故障率不高于5 次/萬列公里，列車退出正線運行故障率不高于0.5 次/萬列公里。同時，《技術規范》規定了車輛系統功能核驗的項目、目的和方法，對單個系統的關鍵功能進行再確認。車輛系統功能核驗測試項目共6 條，分別為車輛超速保護測試、列車緊急制動距離測試、車門安全聯鎖測試、車門故障隔離測試、車門障礙物探測測試、列車聯掛救援測試。下面對其測試方法進行分析。

2 車輛超速保護測試

根據《城市軌道交通列車運行速度限制與匹配技術規范》[4]，在線路等級速度上增加8km/h 為車輛超速防護（緊急制動）的觸發速度，城市軌道車輛關鍵速度值匹配數據如表1 所示。

表1 車輛超速保護速度值匹配表

2.1 測試目的

測試列車持續加速至車輛設計最高運行速度，當超過車輛設計最高運行速度時，驗證車輛超速保護的報警、牽引封鎖和制動保護措施是否符合設計要求。

2.2 測試方法

在同一個供電區間內，平直線路，干燥軌面，線路長度不小于2km，切除列車自動防護（ATP），以人工駕駛模式（NRM）單線往返運行。試驗時解除車輛網絡（EGWM）、牽引（DCU）限速，牽引手柄保持最大牽引位，使列車持續加速至車輛設計最高運行速度。以線路等級80km/h 為例，記錄列車速度在82km/h、85km/h、88km/h 時超速保護的措施。

2.3 測試過程

2.3.1 列車100%牽引加速至80km/h 牽引封鎖后，依靠慣性繼續加速至82km/h，列車自動蜂鳴報警、彈窗提醒，如圖1 所示，司機聽取調試人員指令以快速制動模式停車。

圖1 列車超速后彈窗提醒

2.3.2 刷新EGWM、DCU 軟件，放開列車限速。停車階段測試緊急制動蘑菇按鈕功能正常，然后恢復蘑菇按鈕、升弓、合高速斷路器，進行85km/h 全常用制動測試。列車100%牽引加速至85km/h，列車自動施加100%常用制動。

2.3.3 再次刷新EGWM、DCU 軟件，解除牽引封鎖和全常用制動保護。軟件刷新完成后，停車階段測試蘑菇按鈕功能正常，然后恢復蘑菇、升弓、合高速斷路器，進行88km/h 列車緊急制動測試。列車100%牽引至88km/h，列車自動緊急制動。

2.3.4 測試過程中，調試人員對HMI 顯示屏進行錄像記錄。測試結束后，EGWM、DCU 軟件退回。

3 列車緊急制動距離測試

3.1 測試目的

測試列車在設計最高運行速度下的緊急制動距離是否符合設計要求。

3.2 測試方法

列車以人工駕駛模式在平直線路區段運行至設計最高運行速度時，列車司機按下緊急制動蘑菇按鈕，至列車停止時，測量列車緊急制動距離。

3.3 測試過程

以線路等級80km/h 為例，利用司機交互界面（HMI）調試模式下的距離測試功能，監測列車的緊急制動距離。

3.3.1 測試列車已完成調試及驗收，車輛型式、例行試驗符合要求。

3.3.2 在HMI 上設置列車目標速度為80km/h，點擊屏幕“開始測試”按鈕，列車啟動后測試緊急制動距離。

3.3.3 列車100%牽引加速至80km/h 后，惰行2s后拍下緊急停車蘑菇按鈕，列車降弓、高速斷路器分，緊急制動至停車。查看HMI 緊急制動距離測試界面，HMI 顯示80km/h 時列車施加緊急制動，讀取緊急制動距離數值，并與合同規定的列車緊急制動距離比對，不大于合同目標值即為合格。

4 客室車門測試

4.1 測試目的

測試車門與列車牽引控制聯鎖功能、車門故障隔離功能、車門防夾和再關門功能是否符合設計要求。

4.2 車門安全聯鎖測試

4.2.1 將測試木塊放至兩門頁之間，使車門無法關閉。

4.2.2 推主控手柄牽引位，列車無牽引力，無法動車。

4.2.3 在正線上，列車運行速度10km/h，按壓開門按鈕，車門無法打開。

4.3 車門故障隔離測試

4.3.1 列車在站臺停穩，用鑰匙將車門隔離裝置轉換至“隔離”位，隔離成功后隔離指示燈亮。

4.3.2 HMI 正確顯示車門隔離，按壓開門按鈕，無法打開被隔離車門，其他車門正常打開。

4.3.3 緊急解鎖被隔離車門，無法手動打開解鎖車門。

4.4 車門障礙物探測測試

4.4.1 列車停穩后，打開列車一側車門，將防夾木塊置于選定的車門兩門頁之間，按壓關門按鈕，列車探測到障礙物后自動打開一定距離后自動再次關門，重復3 次后車門最終完全打開，HMI 顯示車門防夾圖標。

4.4.2 打開列車一側車門，將關門力測試儀置于選定車門兩門頁之間，按壓關門按鈕。關門力測試儀測試3 次關門力峰值逐次加大，每次記錄數值不大于合同防夾標準值即為關門壓力合格。

5 列車聯掛救援測試

5.1 測試目的

測試列車聯掛救援功能是否符合設計要求。

5.2 測試方法

5.2.1 將模擬故障列車施加停放制動，降弓停放在線路上，另一列救援列車低速靠近模擬故障列車進行列車聯掛。

5.2.2 完成聯掛后，釋放模擬故障列車停放制動，推救援列車牽引手柄，牽引模擬故障列車至一定距離，記錄列車聯掛救援情況。

5.3 測試過程

5.3.1 救援車運行至站臺進站位置停車，距離故障車5m 左右。

5.3.2 救援車將“慢行”旋鈕打至“合”位。

5.3.3 救援車以3km/h 速度與故障車聯掛（見圖2），聯掛成功后解鉤按鈕指示燈亮起，試拉無脫鉤。

圖2 列車聯掛救援測試

5.3.4 切除故障車所有制動風源隔離旋鈕（B05）后，緩解故障車、救援車停放制動。

5.3.5 推救援車牽引手柄牽引位，將故障車推出站臺，實現列車聯掛救援測試。

6 結語

隨著交通運輸部《暫行辦法》《技術規范》等安全評估文件的頒布實施，為城市軌道交通新線路初期運營前安全評估工作提供了政策支持與流程規范，防范了初期運營階段可能產生的風險。文章總結了鄭州地鐵在已開通線路初期運營前安全評估中車輛系統測試方面的現場經驗，提出了車輛系統功能核驗項目測試的方法和項目流程，為后續線路開通測試評估提供參考。具體測試過程中，涉及建設單位、運營單位調度、乘務、接觸網供電、軌道信號等，為確保安全評估測試順利進行，調試負責人應提前謀劃，做好預案，高質量完成安全評估測試工作。