摘要：根據城際鐵路運營(yíng)部門(mén)對地下段設置的防淹門(mén)提出的安全需求， 為了加強對防淹門(mén)系統的監管， 防止其發(fā)生誤動(dòng)作， 對防淹門(mén)系統運用的各個(gè)操作和運行環(huán)節進(jìn)行分解， 對可能發(fā)生誤操作的位置進(jìn)行分析， 逐一開(kāi)展對策研究， 提出設置授權解鎖和鑰匙啟動(dòng)這一雙重保險授權控制措施， 實(shí)現對防淹門(mén)系統的授權啟動(dòng)和防止誤操作的目的， 以此措施為指導， 改進(jìn)BA S系統架構， 增設了防淹門(mén)專(zhuān)用中央級工作站， 同時(shí)對防淹門(mén)系統自身操作控制軟件和硬件設施改造， 實(shí)現了提高防淹門(mén)系統運營(yíng)安全的目的。

　　

　　關(guān)鍵詞：城際鐵路； 隧道； 防淹門(mén)系統； 運營(yíng)安全

　　

　　近年來(lái)， 我國在珠三角、長(cháng)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， 為城市群之間的密集客流實(shí)現公交化客運交通提供了堅實(shí)的保障， 同時(shí)也將城際鐵路深入到城市群規劃密集的核心區， 越來(lái)越多的城際鐵路配合規劃選擇將鐵路敷設在地下， 如某城際鐵路就有一個(gè)長(cháng)達35km的六地下車(chē)站連接七地下區間的地下段和一個(gè)15km的四地下站連同五地下區間的地下段， 其中15km的地下段下穿了某通航河流， 在土建結構設計過(guò)程中， 因考慮到區間隧道結構在下穿河流段如果遇結構損壞， 會(huì )引起快速蔓延的水害， 而在該下穿河流段的兩側設置了防淹門(mén)系統用于控制災害范圍， 減少災害損失[1].

　　

　　1 城際鐵路防淹門(mén)系統運營(yíng)安全需求

　　

　　防淹門(mén)在地鐵工程中應用較為常見(jiàn)， 如廣州、武漢、成都、長(cháng)沙等城市的地鐵中均有應用。在以往的鐵路工程中， 因地下區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)是在鐵路系統中首次應用， 在驗收和安全評估過(guò)程中， 為進(jìn)一步提高防淹門(mén)在運營(yíng)期間的可靠性， 相關(guān)部門(mén)提出對防淹門(mén)系統監測控制[2]、防止誤操作、運營(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)系統發(fā)生誤動(dòng)作的危害和位置分析

　　

　　2.1 防淹門(mén)系統發(fā)生誤動(dòng)作的危害

　　

　　防淹門(mén)的門(mén)體采用鋼制結構的升降式閘門(mén)， 體量大， 質(zhì)量大， 結構強度高， 當系統發(fā)生誤動(dòng)作啟動(dòng)關(guān)門(mén)操作， 驅動(dòng)結構直接運行， 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上方的接觸網(wǎng)， 對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， 危險性不言而喻。常規的地鐵工程也有在下穿河湖段設置防淹門(mén)系統的措施， 但其控制權限通常設置在臨近的車(chē)站綜合控制室內， 綜合監控系統設置在地鐵運營(yíng)控制中心的中央級對防淹門(mén)系統只監視其所處的狀態(tài)， 不做直接的控制， 實(shí)際控制權交由車(chē)站BAS系統工作站和IBP盤(pán)來(lái)操作[1][3].

　　

　　2.2 誤動(dòng)作可能發(fā)生的位置

　　

　　結合防淹門(mén)系統控制各環(huán)節中能夠直接操作關(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)節位置采取對應的措施來(lái)加強其安全性。

　　

　　首先是現場(chǎng)防淹門(mén)控制室內， 就地控制柜盤(pán)面設有操作按鈕， 無(wú)論操作指令來(lái)自遠端調度中心還是車(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， BAS系統在IBP盤(pán)上設置的防淹門(mén)遠程操作按鈕， 在設計過(guò)程中， 這些遠程操作按鈕均按照帶防護蓋防誤觸動(dòng)考慮， 但是按鈕自身的故障和人為的非災害觸動(dòng)使系統依然存在被誤啟動(dòng)、誤操作的可能。

　　

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

　　

　　3 防止防淹門(mén)發(fā)生誤動(dòng)作的對策

　　

　　為了防止防淹門(mén)系統的控制環(huán)節發(fā)生誤動(dòng)作， 需要有針對性的制定相應的防誤動(dòng)對策來(lái)提高其運行的安全性， 確保防淹門(mén)系統在需要時(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)對可能發(fā)生誤操作位置的分析， 考慮到需要對防淹門(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)位置引入對防淹門(mén)系統集中監管的功能， 同時(shí)， 通過(guò)對控制權限的管理， 將系統的控制形成自上而下的順序， 將此稱(chēng)之為雙重保險授權控制， 具體方案如下。

　　

　　首先， 對防淹門(mén)系統自帶控制柜增設授權管理， 授權管理由BAS系統中央級和車(chē)站級兩級構成[5].正常情況下， 防淹門(mén)系統自帶控制柜須要由調度所防淹門(mén)專(zhuān)用中央級工作站授權方可解鎖， 即中央級不授權， 防淹門(mén)系統自帶控制柜遠程操作 （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。當調度所防淹門(mén)專(zhuān)用中央級工作站授權失效時(shí)， 需要由調度所經(jīng)調度電話(huà)向BAS車(chē)站級授權輸入解鎖密碼方可解鎖防淹門(mén)的控制柜。

　　

　　BAS系統防淹門(mén)中央級工作站軟件圖形界面如圖1所示， 通過(guò)界面下方的授權按鈕實(shí)施操作權限的控制， 當無(wú)操作授權時(shí)， 僅提供防淹門(mén)狀態(tài)監視信號[6], 所有操作均無(wú)效， 即只監不控。授權后， 現場(chǎng)和消防控制室操作功能解鎖。
 

　　
 

　　然后， 對消防控制室IBP盤(pán)的操作改為由鑰匙開(kāi)關(guān)實(shí)現。鑰匙存放在消防控制室專(zhuān)用保險柜內， 專(zhuān)用保險柜密碼由調度所集中管理， 當有防淹門(mén)操作需求時(shí)， 需要由調度所下達操作指令， 同時(shí)告知車(chē)站專(zhuān)用保險柜密碼， 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)系統自帶控制柜現場(chǎng)也須經(jīng)鑰匙方可操作， 設置在區間內的防淹門(mén)就地啟動(dòng)鑰匙存放在防淹門(mén)控制室專(zhuān)用保險柜， 其設置在車(chē)站的防淹門(mén)就地啟動(dòng)鑰匙存在消防控制室專(zhuān)用保險柜內保管。

　　

　　上述改造后形成的雙重保險控制機制的操作流程如下。

　　

　　第一步：BAS系統監視防淹門(mén)狀態(tài)信息和報警水位信息[7], 達到啟動(dòng)條件后上報調度所， 征求調度意見(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)， 監視防淹門(mén)狀態(tài)信息和報警水位信息；如決定啟動(dòng)防淹門(mén)， 須確認防淹門(mén)啟動(dòng)后封閉的區間無(wú)車(chē)。如果車(chē)站正準備向區間發(fā)車(chē)， 則由調度下令停車(chē)， 不得進(jìn)入防淹門(mén)區間；如已向防淹門(mén)區間發(fā)車(chē)， 須由調度指揮列車(chē)離開(kāi)防淹門(mén)封閉的區間[8-9].確認過(guò)程完成后方可下發(fā)授權， 進(jìn)入下一步流程。

　　

　　第二步：BAS系統接到調度下達的啟動(dòng)防淹門(mén)指令后， 須通過(guò)調度所防淹門(mén)專(zhuān)用中央級工作站解鎖防淹門(mén)自帶控制柜， 使其能夠接受并實(shí)現遠程操作 （消防控制室IBP盤(pán)控制） 和防淹門(mén)控制室就地操作控制；當調度所防淹門(mén)專(zhuān)用中央級工作站授權失效時(shí)， 須由調度所經(jīng)調度電話(huà)向BAS車(chē)站級授權輸入解鎖密碼方可解鎖防淹門(mén)的控制柜， 中央級工作站授權通道未失效時(shí)， 屏蔽BAS車(chē)站級解鎖密碼輸入功能。

　　

　　第三步：調度所向車(chē)站下發(fā)存放防淹門(mén)操作鑰匙專(zhuān)用保險柜密碼， 由受令操作者通過(guò)密碼開(kāi)啟專(zhuān)用保險柜取出防淹門(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)上述第二步的授權解鎖和第三步的啟動(dòng)操作雙重保險措施， 實(shí)現了防淹門(mén)的授權啟動(dòng)和防誤操作的目的。

　　

　　圖2即改造后的經(jīng)授權方可關(guān)門(mén)的防淹門(mén)系統控制流程[8-9].
 

　　
 

　　3.2 相關(guān)系統軟、硬的改造

　　

　　在調度所增設防淹門(mén)專(zhuān)用中央級工作站， 平時(shí)用于系統狀態(tài)的監視， 需要關(guān)門(mén)操作時(shí)， 用于下達授權指令。

　　

　　對防淹門(mén)設備自帶控制柜進(jìn)行改造， 將其運行納入BAS中央級及車(chē)站級的授權管理。改造后， 在未接到防淹門(mén)專(zhuān)用中央級工作站或車(chē)站級授權時(shí)， 防淹門(mén)的控制柜遠程操作 （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。對防淹門(mén)系統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)設備自帶控制柜的安全控制措施如下。

　　

　　（1） 在沒(méi)有BAS系統授權的情況下， 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)有授權的情況防淹門(mén)也不會(huì )動(dòng)作。

　　

　　（2） 防淹門(mén)接收的授權信號采用安全繼電器雙斷電路[10], 安全繼電器的觸點(diǎn)直接串入驅動(dòng)啟閉機和鎖定電機的交流接觸器線(xiàn)圈中， 即：沒(méi)有授權， 驅動(dòng)線(xiàn)圈不得電， 也就無(wú)法實(shí)現關(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， 要使系統長(cháng)期穩定處于隨時(shí)可用的狀態(tài)， 還需要在日常管理和執行演練過(guò)程中逐步形成配套的管理文件， 以便定期使用培訓、防災害演練使用。

　　

　　同時(shí)對于防淹門(mén)系統這類(lèi)使用概率很低但是又相當重要的安全保障設備， 還需要對系統的機械運行部件、電氣控制系統、軟件控制系統、通信傳輸系統等等堅持定期的維護和檢測， 以便其能夠長(cháng)久穩定的發(fā)揮作用[13-14].

　　

　　防淹門(mén)系統的日常維護和檢修， 須在主管站段的主導下進(jìn)行， 經(jīng)過(guò)中央級授權程序、在維修天窗時(shí)間內進(jìn)行。考慮到系統自身維護不應對城際鐵路的其它系統產(chǎn)生潛在的安全隱患， 檢修維護的過(guò)程中， 防淹門(mén)設備的驅動(dòng)機構、鎖定機構應保持互鎖， 不得同時(shí)進(jìn)行[15-18].

　　

　　4 結語(yǔ)

　　

　　通過(guò)對防淹門(mén)系統運營(yíng)需求的分析， 我們制定了防誤動(dòng)作的技術(shù)措施， 在此技術(shù)措施的指導下， 對BAS系統和防淹門(mén)系統的硬件系統和軟件系統均進(jìn)行了相應的改造， 為該城際鐵路的防淹門(mén)系統的安全運營(yíng)增加了保障， 提高了運營(yíng)期間的系統的可靠性。同時(shí)， 對運營(yíng)期間管理手段加強， 制定了專(zhuān)用管理方案， 結合日常對防淹門(mén)系統機械、電氣組件的定期維護和動(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。

　　

　　參考文獻

　　

　　[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部。GB50157-2013地鐵設計規范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2014.　　

　　[2]盧屹東， 張春敏， 王淑敬， 等。地鐵防淹門(mén)安全設計初探[J].機械工程師， 2012 （3） :140-141.　　

　　[3]盧昌儀。地鐵防淹門(mén)系統的設計[J].都市快軌交通， 2005 （4） :116-120.　　

　　[4]付文剛。防淹門(mén)系統與信號系統的接口與邏輯控制分析[J].現代城市軌道交通， 2008 （5） :33-34.　　

　　[5]魏文濤。廣州地鐵4號線(xiàn)信號系統與防淹門(mén)的邏輯控制[J].鐵道通信信號， 2013, 49 （5） :45-49.　　

　　[6]劉曉娟。城市軌道交通CBTC系統關(guān)鍵技術(shù)研究[D].蘭州：蘭州交通大學(xué)， 2009.　　

　　[7]孫增田。廣州地鐵2號線(xiàn)防淹門(mén)系統的設計分析[J].都市快軌交通， 2004, 17 （S） :79-82.