城際鐵路防止防淹門(mén)誤動(dòng)作對(duì)策研究

陳 波

(廣東珠三角城際軌道交通有限公司,廣州 510308)

近年來(lái)，我國(guó)在珠三角、長(zhǎng)三角等各大城市群逐漸開(kāi)展城際鐵路交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，為城市群之間的密集客流實(shí)現(xiàn)公交化客運(yùn)交通提供了堅(jiān)實(shí)的保障，同時(shí)也將城際鐵路深入到城市群規(guī)劃密集的核心區(qū)，越來(lái)越多的城際鐵路配合規(guī)劃選擇將鐵路敷設(shè)在地下，如某城際鐵路就有一個(gè)長(zhǎng)達(dá)35 km的6個(gè)地下車(chē)站連接7個(gè)地下區(qū)間的地下段和一個(gè)長(zhǎng)達(dá)15 km的4個(gè)地下站連接5個(gè)地下區(qū)間的地下段，其中15 km的地下段下穿了某通航河流，在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，因考慮到區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)在下穿河流段如果遇結(jié)構(gòu)損壞，會(huì)引起快速蔓延的水害，而在該下穿河流段的兩側(cè)設(shè)置了防淹門(mén)系統(tǒng)用于控制災(zāi)害范圍，減少災(zāi)害損失[1]。

1 城際鐵路防淹門(mén)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)安全需求

防淹門(mén)在地鐵工程中應(yīng)用較為常見(jiàn)，如廣州、武漢、成都、長(zhǎng)沙等城市的地鐵中均有應(yīng)用。在以往的鐵路工程中，因地下區(qū)段較少且更少下穿河流湖泊而較少采用，鑒于該城際鐵路的防淹門(mén)是在鐵路系統(tǒng)中首次應(yīng)用，在驗(yàn)收和安全評(píng)估過(guò)程中，為進(jìn)一步提高防淹門(mén)在運(yùn)營(yíng)期間的可靠性，相關(guān)部門(mén)提出對(duì)防淹門(mén)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制[2]、防止誤操作、運(yùn)營(yíng)管理要求等方面進(jìn)行優(yōu)化，增加防止防淹門(mén)誤動(dòng)的可靠技術(shù)措施。

2 防淹門(mén)系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作的危害和位置分析

2.1 防淹門(mén)系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作的危害

防淹門(mén)的門(mén)體采用鋼制結(jié)構(gòu)的升降式閘門(mén)，體量大，質(zhì)量大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作啟動(dòng)關(guān)門(mén)操作，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)直接運(yùn)行，引起門(mén)體下降，部分關(guān)閉或者整樘關(guān)閉，門(mén)體下落的過(guò)程中將直接損毀軌行區(qū)上方的接觸網(wǎng)，對(duì)于正常情況下帶電的接觸網(wǎng)會(huì)造成短路故障，中斷供電，對(duì)列車(chē)行車(chē)將造成失電停車(chē)，侵入行車(chē)限界并最終將隧道橫斷面整個(gè)封閉，如列車(chē)正駛向防淹門(mén)則危害更大，危險(xiǎn)性不言而喻。常規(guī)的地鐵工程也有在下穿河湖段設(shè)置防淹門(mén)系統(tǒng)的措施，但其控制權(quán)限通常設(shè)置在臨近的車(chē)站綜合控制室內(nèi)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置在地鐵運(yùn)營(yíng)控制中心的中央級(jí)對(duì)防淹門(mén)系統(tǒng)只監(jiān)視其所處的狀態(tài)，不做直接的控制，實(shí)際控制權(quán)交由車(chē)站BAS系統(tǒng)工作站和IBP盤(pán)來(lái)操作[1，3]。

2.2 誤動(dòng)作可能發(fā)生的位置

結(jié)合防淹門(mén)系統(tǒng)控制各環(huán)節(jié)中能夠直接操作關(guān)門(mén)動(dòng)作的關(guān)鍵位置來(lái)分析誤動(dòng)作可能發(fā)生的位置，在各個(gè)關(guān)節(jié)位置采取對(duì)應(yīng)的措施來(lái)加強(qiáng)其安全性。

首先是現(xiàn)場(chǎng)防淹門(mén)控制室內(nèi)，就地控制柜盤(pán)面設(shè)有操作按鈕，無(wú)論操作指令來(lái)自遠(yuǎn)端調(diào)度中心還是車(chē)站，在正常情況下，只要按下控制柜解鎖按鈕，就可以直接操作防淹門(mén)關(guān)閉，因此是最直接的誤操作可能發(fā)生位置[4]。

其次是在車(chē)站消防控制室內(nèi)，BAS系統(tǒng)在IBP盤(pán)上設(shè)置的防淹門(mén)遠(yuǎn)程操作按鈕，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，這些遠(yuǎn)程操作按鈕均按照帶防護(hù)蓋防誤觸動(dòng)考慮，但是按鈕自身的故障和人為的非災(zāi)害觸動(dòng)使系統(tǒng)依然存在被誤啟動(dòng)、誤操作的可能。

因此，需要從就地和遠(yuǎn)程消防控制室兩個(gè)位置對(duì)系統(tǒng)的控制進(jìn)行強(qiáng)化完善，有針對(duì)性的提高其防誤操作功能。

3 防止防淹門(mén)發(fā)生誤動(dòng)作的對(duì)策

為了防止防淹門(mén)系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)發(fā)生誤動(dòng)作，需要有針對(duì)性地制定相應(yīng)的防誤動(dòng)對(duì)策來(lái)提高其運(yùn)行的安全性，確保防淹門(mén)系統(tǒng)在需要時(shí)可靠動(dòng)作，不需要時(shí)確保不動(dòng)作。

3.1 制定防誤動(dòng)措施

通過(guò)對(duì)可能發(fā)生誤操作位置的分析，考慮到需要對(duì)防淹門(mén)就地控制柜和車(chē)站IBP盤(pán)同時(shí)增加控制性措施，因此有必要在第三個(gè)位置引入對(duì)防淹門(mén)系統(tǒng)集中監(jiān)管的功能，同時(shí)，通過(guò)對(duì)控制權(quán)限的管理，將系統(tǒng)的控制形成自上而下的順序，將此稱(chēng)之為雙重保險(xiǎn)授權(quán)控制，具體方案如下。

首先，對(duì)防淹門(mén)系統(tǒng)自帶控制柜增設(shè)授權(quán)管理，授權(quán)管理由BAS系統(tǒng)中央級(jí)和車(chē)站級(jí)兩級(jí)構(gòu)成[5]。正常情況下，防淹門(mén)系統(tǒng)自帶控制柜需要由調(diào)度所防淹門(mén)專(zhuān)用中央級(jí)工作站授權(quán)方可解鎖，即中央級(jí)不授權(quán)，防淹門(mén)系統(tǒng)自帶控制柜遠(yuǎn)程操作(消防控制室IBP盤(pán)控制)和防淹門(mén)控制室就地控制操作均無(wú)效。當(dāng)調(diào)度所防淹門(mén)專(zhuān)用中央級(jí)工作站授權(quán)失效時(shí)，需要由調(diào)度所經(jīng)調(diào)度電話(huà)向BAS車(chē)站級(jí)授權(quán)輸入解鎖密碼方可解鎖防淹門(mén)的控制柜。

BAS系統(tǒng)防淹門(mén)中央級(jí)工作站軟件圖形界面如圖1所示，通過(guò)界面下方的授權(quán)按鈕實(shí)施操作權(quán)限的控制，當(dāng)無(wú)操作授權(quán)時(shí)，僅提供防淹門(mén)狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)[6]，所有操作均無(wú)效，即只監(jiān)不控。授權(quán)后，現(xiàn)場(chǎng)和消防控制室操作功能解鎖。

圖1 BAS系統(tǒng)防淹門(mén)中央級(jí)工作站軟件圖形界面

然后，對(duì)消防控制室IBP盤(pán)的操作改為由鑰匙開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。鑰匙存放在消防控制室專(zhuān)用保險(xiǎn)柜內(nèi)，專(zhuān)用保險(xiǎn)柜密碼由調(diào)度所集中管理，當(dāng)有防淹門(mén)操作需求時(shí)，需要由調(diào)度所下達(dá)操作指令，同時(shí)告知車(chē)站專(zhuān)用保險(xiǎn)柜密碼，取出防淹門(mén)操作鑰匙，在消防控制室IBP盤(pán)進(jìn)行防淹門(mén)啟動(dòng)操作。

防淹門(mén)系統(tǒng)自帶控制柜現(xiàn)場(chǎng)也須經(jīng)鑰匙方可操作，設(shè)置在區(qū)間內(nèi)的防淹門(mén)就地啟動(dòng)鑰匙存放在防淹門(mén)控制室專(zhuān)用保險(xiǎn)柜，其設(shè)置在車(chē)站的防淹門(mén)就地啟動(dòng)鑰匙存在消防控制室專(zhuān)用保險(xiǎn)柜內(nèi)保管。

上述改造后形成的雙重保險(xiǎn)控制機(jī)制的操作流程如下。

第一步：BAS系統(tǒng)監(jiān)視防淹門(mén)狀態(tài)信息和報(bào)警水位信息[7]，達(dá)到啟動(dòng)條件后上報(bào)調(diào)度所，征求調(diào)度意見(jiàn)是否啟動(dòng)防淹門(mén)。如不啟動(dòng)，流程終止，返回初始狀態(tài)，監(jiān)視防淹門(mén)狀態(tài)信息和報(bào)警水位信息；如決定啟動(dòng)防淹門(mén)，須確認(rèn)防淹門(mén)啟動(dòng)后封閉的區(qū)間無(wú)車(chē)。如果車(chē)站正準(zhǔn)備向區(qū)間發(fā)車(chē)，則由調(diào)度下令停車(chē)，不得進(jìn)入防淹門(mén)區(qū)間；如已向防淹門(mén)區(qū)間發(fā)車(chē)，須由調(diào)度指揮列車(chē)離開(kāi)防淹門(mén)封閉的區(qū)間[8-9]。確認(rèn)過(guò)程完成后方可下發(fā)授權(quán)，進(jìn)入下一步流程。

第二步：BAS系統(tǒng)接到調(diào)度下達(dá)的啟動(dòng)防淹門(mén)指令后，須通過(guò)調(diào)度所防淹門(mén)專(zhuān)用中央級(jí)工作站解鎖防淹門(mén)自帶控制柜，使其能夠接受并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作(消防控制室IBP盤(pán)控制)和防淹門(mén)控制室就地操作控制；當(dāng)調(diào)度所防淹門(mén)專(zhuān)用中央級(jí)工作站授權(quán)失效時(shí)，須由調(diào)度所經(jīng)調(diào)度電話(huà)向BAS車(chē)站級(jí)授權(quán)輸入解鎖密碼方可解鎖防淹門(mén)的控制柜，中央級(jí)工作站授權(quán)通道未失效時(shí)，屏蔽BAS車(chē)站級(jí)解鎖密碼輸入功能。

第三步：調(diào)度所向車(chē)站下發(fā)存放防淹門(mén)操作鑰匙專(zhuān)用保險(xiǎn)柜密碼，由受令操作者通過(guò)密碼開(kāi)啟專(zhuān)用保險(xiǎn)柜取出防淹門(mén)操作鑰匙，在消防控制室IBP盤(pán)進(jìn)行防淹門(mén)啟動(dòng)操作。

經(jīng)上述第二步的授權(quán)解鎖和第三步的啟動(dòng)操作雙重保險(xiǎn)措施，達(dá)到了防淹門(mén)的授權(quán)啟動(dòng)和防誤操作的目的。

圖2即改進(jìn)后的經(jīng)授權(quán)方可關(guān)門(mén)的防淹門(mén)系統(tǒng)控制流程[8-9]。

圖2 經(jīng)授權(quán)方可關(guān)門(mén)的防淹門(mén)系統(tǒng)控制流程

3.2 相關(guān)系統(tǒng)軟、硬件的改進(jìn)

在調(diào)度所增設(shè)防淹門(mén)專(zhuān)用中央級(jí)工作站，平時(shí)用于系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視，需要關(guān)門(mén)操作時(shí)，用于下達(dá)授權(quán)指令。

對(duì)防淹門(mén)設(shè)備自帶控制柜進(jìn)行改進(jìn)，將其運(yùn)行納入BAS中央級(jí)及車(chē)站級(jí)的授權(quán)管理。改造后，在未接到防淹門(mén)專(zhuān)用中央級(jí)工作站或車(chē)站級(jí)授權(quán)時(shí)，防淹門(mén)的控制柜遠(yuǎn)程操作(消防控制室IBP盤(pán)控制)和防淹門(mén)控制室就地控制操作均無(wú)效。對(duì)防淹門(mén)系統(tǒng)自帶控制柜增加雙按鈕改造，確保其安全性、可靠性。

防淹門(mén)設(shè)備自帶控制柜的安全控制措施如下。

(1)在沒(méi)有BAS系統(tǒng)授權(quán)的情況下，防淹門(mén)是無(wú)法操作的。即使按下關(guān)閉和開(kāi)啟按鈕在沒(méi)有授權(quán)的情況防淹門(mén)也不會(huì)動(dòng)作。

(2)防淹門(mén)接收的授權(quán)信號(hào)采用安全繼電器雙斷電路[10]，安全繼電器的觸點(diǎn)直接串入驅(qū)動(dòng)啟閉機(jī)和鎖定電機(jī)的交流接觸器線(xiàn)圈中，即：沒(méi)有授權(quán)，驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈不得電，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)關(guān)門(mén)動(dòng)作[11]。

(3)防淹門(mén)在操作開(kāi)/關(guān)門(mén)時(shí)，必須同時(shí)按下按鈕開(kāi)關(guān)和鑰匙開(kāi)關(guān)，以上開(kāi)關(guān)采用串聯(lián)電路，每個(gè)開(kāi)關(guān)使用兩組常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)[12]。

3.3 制定配套管理方案

除了上述制定的防誤動(dòng)作措施，要使系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定處于隨時(shí)可用的狀態(tài)，還需要在日常管理和執(zhí)行演練過(guò)程中逐步形成配套的管理文件，以便定期用于培訓(xùn)、防災(zāi)害演練使用。

同時(shí)對(duì)于防淹門(mén)系統(tǒng)這類(lèi)使用概率很低但是又相當(dāng)重要的安全保障設(shè)備，還需要對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)行部件、電氣控制系統(tǒng)、軟件控制系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)等等堅(jiān)持定期的維護(hù)和檢測(cè)，以便其能夠長(zhǎng)久穩(wěn)定的發(fā)揮作用[13-14]。

防淹門(mén)系統(tǒng)的日常維護(hù)和檢修，須在主管站段的主導(dǎo)下進(jìn)行，經(jīng)過(guò)中央級(jí)授權(quán)程序、在維修天窗時(shí)間內(nèi)進(jìn)行?？紤]到系統(tǒng)自身維護(hù)不應(yīng)對(duì)城際鐵路的其他系統(tǒng)產(chǎn)生潛在的安全隱患，檢修維護(hù)的過(guò)程中，防淹門(mén)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、鎖定機(jī)構(gòu)應(yīng)保持互鎖，不得同時(shí)進(jìn)行[15-18]。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)防淹門(mén)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)需求的分析，制定了防誤動(dòng)作的技術(shù)措施，在此技術(shù)措施的指導(dǎo)下，對(duì)BAS系統(tǒng)和防淹門(mén)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)均進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，為該城際鐵路的防淹門(mén)系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)增加了保障，提高了運(yùn)營(yíng)期間的系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，對(duì)運(yùn)營(yíng)期間管理手段加強(qiáng)制定了專(zhuān)用管理方案，結(jié)合日常對(duì)防淹門(mén)系統(tǒng)機(jī)械、電氣組件的定期維護(hù)和動(dòng)作演練，技術(shù)手段和管理手段雙管齊下，形成了一整套完整的、完善的防誤動(dòng)作解決方案。

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