长沙磁浮车辆段检修作业安全联锁管理系统

盛蓉蓉

长沙磁浮车辆段检修作业安全联锁管理系统

盛蓉蓉

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，430063，武汉∥高级工程师）

长沙磁浮工程为我国首条中低速磁浮交通运营示范线，对安全性、可靠性的要求高，针对长沙磁浮工程车辆段检修作业的安全性需求，设置了车辆段检修安全联锁管理系统，可有效解决车辆段检修专业作业过程中的安全管控问题，将传统作业流程形成闭环管理，建立程序化、网络化、可视化、标准化的安全保障体系，充分保障车辆段检修作业的安全。介绍该系统的组成和各模块的功能，以及该系统模式下的检修作业安全技术措施和作业流程。

长沙磁浮工程；车辆段；检修作业；安全联锁管理系统；闭环管理

城市轨道交通的安全运行离不开高质量的检修工作。车辆段的检修工作至关重要，它是保障行车安全的重要节点。目前全国各地的城市轨道交通运营公司均制定了详细、完善的规章制度与管理措施来保障检修作业安全，但是现有的规章制度完全依靠人来保障执行，缺乏有效的技术保障；或现有技术措施仅关注局部功能，彼此之间缺乏关联，整体上考虑不足，且需要投入大量的人力资源，效率不高，可靠性不高。

城市轨道交通车辆段检修作业过程，涉及接触轨停送电、安全接地、车辆检修工作等多个地点和多个作业环节。经笔者统计，目前在车辆段检修作业过程中存在以下安全隐患：①工作人员疏忽、精神疲倦、联系不周等人为因素容易造成走错股道、带电挂接地线、带电误入检修区域、带接地设备送电等误操作；②接地线没有规范化和电子化的管理，使用过程也缺乏有效监管；③接触轨停送电与车辆检修作业没有形成有效闭锁关系，不能保证检修作业人员安全；④工作票、操作票没有实现规范化、电子化管理，作业票内容与实际操作没有形成技术关联，存在不按票操作的安全隐患。

1 保障车辆段检修作业安全的技术措施

要保障车辆段检修作业安全，满足安全生产的整体要求，必须解决以下几个问题：①应对车辆段库区接触轨停送电过程及检修作业全过程进行安全联锁管控，用技术手段保证作业过程中的人身和设备安全。②必须对库内的关键设备（如库内隔离开关状态、接触轨接地状态等）进行实时信号采集，并具备逻辑联锁控制，防止走错带电间隔、带电挂接地线等事故发生。③应实现库区接地的强制管理及接地状态实时监测，解决接地的有效管理。④DCC（车辆段控制中心）检调应能对库区隔离开关的合分状态、股道带电信息进行实时监控。⑤将操作票与现场作业进行技术关联，形成闭环的流程安全管控。⑥应合理利用一些辅助手段，如采用声、光形式对现场作业人员进行安全提示。

2 车辆段检修作业安全联锁管理系统

长沙磁浮工程为我国首条中低速磁浮交通运营示范线，对安全性、可靠性的要求高，因此在长沙磁浮车辆段设置了一套安全联锁管理系统。该系统与列检库管理措施相配套，建立一个程序化、网络化、可视化、标准化的安全联锁系统,以实现车辆段投运后安全、高效、低成本的运营目标。

2.1 系统组成

长沙磁浮车辆段检修作业安全联锁管理系统（见图1）由可视化直流验电接地柜、操作票管理、安全联锁、接地线管理等功能模块构成。本系统充分利用了各种检测手段、计算机逻辑处理、安全联锁等控制方法，可有效防止由于工作人员的疏忽、精神疲倦、联系不周等人为因素造成事故，实现了人机联控确保安全的目的。

图1 长沙磁浮车辆段检修作业安全联锁管理系统总体架构图

（1）安全联锁管理模块：对库内关键设备（库前隔离开关、接地柜等）进行安全联锁控制，具备隔离刀和接地刀强制闭锁、操作过程实时防误等功能，能够避免人为不确定因素，可防止带电误操作、带电挂接地线等错误。

（2）地线管理：智能规范化管理库内地线，可防止应用过程中漏挂、漏拆，可实现挂接地线前的强制验电、接地线状态实时监测、使用记录统计查询等功能。地线管理主机与DCC检调工作站通信。

（3）可视化接地：直流验电接地装置的验电操作和接地操作融合在一起，实现隔离开关的就地和遥控分合操作，完成接触轨接地操作。

（4）工作票管理模块：实现电子化开票，操作票与现场作业进行关联，形成闭环的流程安全管控。

（5）调度反馈屏：设置在DCC列检室，用于直观显示检修库内所有股道的实时工况，包括接触轨带电信息、挂接地线信息等。

（6）视频监控：对检修库内接地作业情况、库前隔离开关状态等进行视频监视。

（7）声光安全警示模块：在检修库内检修围栏两端设置安全警示用的黄色闪烁警示灯，用于警示尚滞留在作业区内的作业人员迅速撤离。送电前，警示灯自动提示直至隔离开关闭合。

2.2 系统功能

在车辆出、入库及库内作业过程中，必须确保检修人员的人身安全和设备安全。作业区是被隔离的无电区，应将接触轨断开并接地。在整个作业过程中，必须对库内的关键设备如库前隔离开关状态、接触轨接地状态、接地开关状态等进行安全联锁控制，同时，还应对隔离开关的合分状态、现场作业状态进行全程监控。系统具体实现功能如下：

（1）实现车辆段库区停送电操作及检修作业全过程安全管理功能。从技术上保证了停送电操作及检修作业过程中的人身安全和设备安全。

（2）对临时接地线进行强制闭锁和规范管理，防止地线的误挂、漏挂、误拆、漏拆。实现挂接临时接地线前的强制验电。实现接地线状态的远程上报及地线操作过程的远程监视。

（3）将现场操作流程转变为计算机逻辑控制规则，由系统后台根据现场实时状态进行整体的逻辑判断和控制。

（4）系统可采集车辆段内作业相关设备的实时状态和操作信息，包括隔离开关、验电点、接地点等，并在后台显示。

（5）实际操作前，可在系统工作站上模拟、开票，生成符合防误逻辑的操作序列并传送到电脑钥匙，操作人员拿电脑钥匙进行解锁和操作，保证作业过程正确。

（6）实现库区各股道接触轨停送电和安全措施到位情况的技术关联及闭锁管理，确保检修人员的人身安全和车辆设备安全。

（7）可视化直流验电接地柜将验电操作和接地操作融合在一起，完成接触轨接地操作。

（8）可在DCC检调工作站上查看列检库现场的作业情况。

（9）利用LED（发光二极管）显示装置、警示灯等辅助手段，对接触轨带电情况提供直观显示和声光警示，以确保检修人员安全作业。

2.3 安全运行的技术措施

本系统采用逻辑控制、防误闭锁、信号监测、视频监控、故障告警等技术措施，可防止以下误操作：

（1）防止带电合接地开关（远方电动）：在远方电动控制回路中串接了直流验电器输出的闭锁接点，形成了验电接地联锁，在接触轨有电的情况下，无法合上接地刀闸。

（2）防止带电合接地（就地电动）：在就地电动控制回路中串接了遥控闭锁继电器，平时处于断开状态，只有在验电棒验明无电的情况下，将手持终端插入到遥控闭锁继电器中导通控制回路，防止在接触轨有电的情况下，合上接地刀闸。

（3）防止带电合接地（就地手动）：在就地手动操作机构设置机械编码锁，增加强制验电的步骤，必须在手持终端验明无电的情况下，才能打开机械编码锁，防止在接触轨有电的情况下，合上接地刀闸。

（4）防止接触轨接地时误送电：接地刀闸的状态实时上送DCC检调，与工作票、调度指令形成联锁，防止接触轨接地时误送电。系统还可以将接地刀闸信号转发给OCC电力监控系统，实现信息共享。

（5）防止走错带电间隔：设置于股道两侧的围栏门均设置了机械编码锁，必须手持终端进行确认后，才能打开围栏门，防止检修人员走错带电间隔。

3 接触轨接地检修工作流程

3.1 远方遥控合闸

图2为车辆段接触轨接地检修远方遥控操作流程图。

（1）操作人员在工作站登录，系统识别登录用户是否具备遥控操作的权限。

（2）操作人员模拟开票，对需要遥控合闸的接地装置进行图形模拟操作，系统根据现场装置采集的状态，经判定对应电气关联的上网隔离开关为分位，接触轨在线验电装置工作正常并传来无电信息后，判定可以遥控操作。

（3）系统模拟遥控操作正确后，进行遥控执行操作，此时需要监护人和操作人员再次输入登录口令，确定要遥控操作的设备无误后，系统将遥控执行的命令通过通信网络下发到对应接地装置。

（4）接地装置接收到遥控执行指令后，闭合遥控合闸回路电源，接地装置电动机构带电，合闸成功。

（5）系统接收到变位信号，操作结束。

3.2 就地电动操作

图3为车辆段接触轨接地检修就地电动操作流程图。

图3 车辆段接触轨接地检修就地电动操作流程

（1）使用经授权的电脑钥匙对接地柜外门进行解锁，打开外门。机柜外门有机械挂锁，机械挂锁的码值唯一。

（2）检查“远方/就地”旋钮是否指向“就地”位置，如果不在，手动旋至“就地”位置。

（3）取下便携式验电器，按下自检按钮，检验验电器是否正常。验电器自检正常时，蜂鸣器发出短时蜂鸣音，带电指示灯闪亮。

（4）将便携式验电器插入验电孔进行验电，验明无电后，电脑钥匙收到验电器发来的无电信息，并语音提示将电脑钥匙插入闭锁继电器（即柜内遥控闭锁控制器），若ID码正确，电脑钥匙将闭锁继电器解锁；闭锁继电器解锁后，手动按“合闸按钮”，接地刀闸执行电动合闸操作。如果验电器验明有电，或者操作过程中电脑钥匙检测到正在操作的接地刀闸与操作票不一致，电脑钥匙均不会将闭锁继电器解锁，防止误合接地刀闸。

（5）装置中有遥视摄像头，在装有遥视上位机软件的后台机可以看到箱内合闸的整个动作过程。

（6）检查接地刀闸已合闸到位（主触头完全闭合，“分合指示牌”指示为“合”位，分闸指示灯灭，合闸指示灯亮），拔出插在闭锁继电器的电脑钥匙，关上外门，并使用机械锁对外门的把手进行闭锁，操作完成。

4 结语

通过对长沙磁浮车辆段检修作业安全管理的研究，提出了车辆段检修作业安全管理系统解决方案及系统结构，目前长沙磁浮工程即将投入运营，该系统运行状态良好。

该系统可解决车辆段检修专业等作业过程中的安全管控问题，将作业流程形成闭环管理，建立程序化、网络化、可视化、标准化的安全保障体系，充分保障供电设备的作业安全。在保障安全的基础上，实现工作票的电子化开票和网络化流转，缩短了作业准备时间，提高了工作效率，保证了检修质量。将传统人工管理方式向为信息化、网络化、智能化的技术管理方向转化，减少人力资源投入，降低管理成本，能有效提升城市轨道交通运营管理的现代化水平。

［1］ 闫磊.浅谈变电站微机防误操作系统运行中的问题及对策［J］.中国水能及电气化，2011，10（10）：52.

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［4］ 中国人民共和国住房和城乡建设部.微机型防止电气误操作系统通用技术条件：DL/T 687—2010［S］.北京：中国计划出版社，2010：32.

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On Overhaul Operation Safety Interlock Management System in Changsha Maglev Line Depot

SHENG Rongrong

Changsha Maglev project is the first demonstration line for low-speed Maglev transportation in China，which requires higher safety and reliability.According to the maintenance requirements in Changsha Maglev depot，a safety interlock management system for vehicle maintenance is set up，it can effectively solve the problems of safety control in the process of professional maintenance，transform the traditional maintenance process into a closed loop management，in order to establish a safety net featuring programming，networking,visualization and standardization，for the safety of depot overhaul operation.Finally，the function of each component and module in the safety net，the technical safety measures and maintenance process in this mode are introduced.

Changsha Maglev project；depot；overhaul operation；safety interlock management system；closed loop management

U279.1：U292.91+7

10.16037/j.1007-869x.2017.11.027

Author′s address China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.，Ltd.，430063，Wuhan，China

2016-02-15）