深圳地铁3号线滑触线安全控制创新研究

宁小辉　张思婉

【摘 要】深圳地铁3号线正线采用第三轨供电，库内停车列检线采用滑触线供电。本文从现场作业的实际情况出发，结合滑触线发车过程中的各个关键作业环节，从技术上对滑触线作业安全进行评估并实施创新，最大程度保障了深圳地铁3号线运营的安全及正点。

【关键词】地铁段场；滑触线；安全；研究

0 引言

深圳地铁3号线是深圳轨道交通网络中的一条骨干线路，正线全长41.7km，途经深圳市福田、罗湖、龙岗三个行政区，共设置一段一场（横岗车辆段、中心公园停车场）。正线及车辆段、厂轨行区供电制式为第三轨供电，停车列检线在国内首次均采用滑触线的供电方式，其主要目的在控制建设成本投入的情况下避免电客车维修的高压安全隐患。本文就新型的供电制式的在实际的应用中引发的安全问题逐一分析，并通过优化供电设备及地铁电客车的功能，彻底消除安全隐患。

1 车辆段、滑触线及应用简介

1.1 深圳地铁车辆段、场概况

深圳地铁3号线车辆段、停车厂内的停车股道均为第三轨供电，该区域不进行任何车辆专业的作业；列检股道、计划性维修股道均为滑触线供电制式，该区域主要进行列车的日常性维修、周期性计划修及故障临修，该区域停放列车维修完毕后需直接投入运营。

1.2 滑触线

滑触线用于给移动中的电客车供电，由固定部分的滑线导轨（与DC1500V母线电源相连）和滑动部分的集电器组成，其中集电器与高压铜条接触取电并可在滑线轨道的方向上滑动，通过长距离的垂向高压电缆与地铁电客车相连接，用于电客车DC1500V的电压输入。

1.3 滑触线重点生产作业（库内发车）

深圳地铁3号共配属76列电客车，列车修程主要分为双日检、均衡修、架修及大修。正线运行为大小交路混跑，最小行车间隔为2分30秒，车辆正线运营结束后分别回车辆段及停车厂。回库后的电客车在次日投运发车时，处于第三轨的股道列车司乘人员只需要按照段内开放的信号出库投入运营，而停于滑触线股道的列车在投运时，需经过车厂调度、司乘人员、检修人员等三个位的相互配合、相互卡控、共同完成的一项多步骤作业，具体作业过程如表1：

表1 滑触线发车作业流程表

表2 滑触线发车作业安全风险潜在的原因及影响

综合作业环境及作业步骤，其中库区发车区域的不统一造成司乘人员操作的多样化，而发车过程的12个步骤造成作业人员流程复杂化，同时整个车辆出库作业时间必须在限时在250秒内，加之该作业基本都在凌晨5点至06：30期间完成，人员较为疲惫，因此该项作业存在极大地安全隐患。

2 风险分析及影响

自2011年6月3号线开通至今，正线行车间隔由原来的8分钟已缩短至高峰2分30秒，库内滑触线发车间隔也有原来的15分钟/单线缩短至290秒/单线。据有效数据统计，截止2016年底累计滑触线发车出现的安全事故共计45起，其中18起造成车辆、供电等行车设备损坏，20起造成正线抽线、晚点，7起危及人身安全。滑触线发车作业安全风险潜在的原因及影响如表2所示。

3 设备创新改造技术方案

针对滑触线发车中潜在的安全隐患，就防止司乘人员驾驶越过转换点、车地联控错误、箱盖锁闭不到位等情况，结合设备的性能及参数，开展设备研究及改造。

3.1 防止越过停车点技术方案

在滑触线股道动车过程中，列车能自动识别所处的位置，在安全位置以内列车可正常驾驶，在超过安全区域时列车需要自动停车，以保护供电设备不被损坏。

3.1.1 列车定位方式

列车定位方法的精度和可靠性是影响列车安全防护的重要因素之一，常规的列车定位主要方法包含基于轨道电路、多普勒雷达测速、查询/应答器的定位、里程计、扩频无线通信定位及GPS定位，上述六种定位方式均需要在原有的地面设备、车载设备基础上增加，投入成本大。

滑触线沿着列车的运行轨道平行敷设了若干条通电导体（图一），在移动的设备上又安装上可以从导体上取电的受电器，当设备移动时，集电器随设备同步运行，并随时从导体上取得电源，提供给设备，以使设备可继续移动。受电器从导轨取电主要分为控制电及动力高压电（图二），而导轨之间是通过电连接完成相互的通路（图三），因此电连接就可作为简单实现定位的设备，即就是通过加装绝缘节，使在安全区域以外的地方使导轨断电。

3.1.2 停车保护方案

列车的最大常用制动以列车软件控制为实现载体，而紧急制动则必须通过列车硬线连接来实现。在列车10km/h（滑触线模式下列车限制最大速度）运行情况下，常用制动与紧急制动的制动距离差距为0.64m。考虑二者在布线、继电器加装等工作量方面较大区别，采用软件控制的常用制动。

综述，结合设备改造难易程度度，选择列车在固定的导轨位置断开DC1500V供电，同时通过修改电客车软件保护逻辑，即在滑触线供电模式下当列车高压供电低于DC900V，列车施加最大常用制动。（图4）

3.2 防止作业未结束技术方案

在滑触线模式转换过程中，通过车辆硬件与软件的逻辑控制，实现在车下检修人员作业在没有完毕且安全的状态下，司机任何方式的操作均不能使列车开动。

根据表1，列车在驾驶至指定位置后需要转换至集电靴三轨供电的模式，列车相应的操作和控制原理如图五。当列车处于激活且司机台处于解锁状态，主控钥匙继电器HCR3闭合，列车牵引系统正常工作状态下（牵引系统高压输入未被硬件隔离）4KA51继电器闭合，司机按压CSCBS（受流器升起控制按钮），受流器控制继电器CSTR得电使脉冲电磁阀动作，延时10S后失电受流器保持升状态。

从整改前的逻辑控制框图得知，司机在操作集电靴降按钮后，车下牵引系统未被隔离，控制系统输出使4KA51得电，集电靴可直接升起。该逻辑存在车下检修人员作业未结束，司机可直接升起受流器并动车牵引，并且全车受流器通过母线连接DC1500V。根据车下检修人员高压操作顺序，其最后一步操作为锁闭模式开关箱，通过增加设备控制连锁，即要求在锁闭开关箱后允许列车升起受流器动车（图6）。

综上所述，在模式开关箱处加装行程开关，用于判断箱蓋锁闭位置，同时在4KA51的得电逻辑中加入箱盖锁闭状态的信号。（图7）

4 效果对比

针对前文提到的安全隐患，通过技术研究与设备整改后，截止2017年6月，整改效果见表3：

表3 整改实施效果对比表

5 结束语

伴随着深圳地铁网络化运营的不断深入，市民对地铁的出行需求日益增加。针对第三轨与滑触线的特殊供电制式的结合，通过不断的实践和总结，在满足行车间隔的需求基础之上，通过技术创新和改造，不仅有效的利用设备的性能取得较高的安全效益，同时在经济成本方面效果明显。

【参考文献】

[1]Wampfler. 滑触线系统简明维修手册[Z].德国：Wampfler，2009.

[2]长客.深圳地铁三号线电气原理图CCD00000004250[Z].长春： 长客股份有限公司，2009.

[3]东莞市诺丽电子科技有限公司.地铁电客车停车报警系统[Z].东莞：东莞市诺丽电子科技有限公司，2013.

[责任编辑：朱丽娜]