全自动运行系统人员防护开关的工程应用方案

郭建伟，赵振杰，史世盛

（太原轨道交通集团有限公司 机电设备部，太原 030002）

城市轨道交通全自动运行（FAO，Fully Automatic Operation）系统在出行安全、运输效率等方面具有明显优势，为城市轨道交通运营服务质量的持续提升提供了强大的技术支撑，具有较强的社会意义和经济效益[1]。在无人值守的列车自动运行（UTO，Unattended Train Operation）模式下，全自动设备及系统替代了传统的司机，实现列车的全自动运行。设置人员防护开关（SPKS，Staff Protection Key Switch）是提高FAO 系统安全性的重要手段，可以确保进入FAO 区域的清扫、维修、乘务、乘客等人员的安全[2]。目前，上海10 号线[3]、北京燕房线、成都9 号线[4]等FAO 线路上均使用了SPKS。

由于建设理念、线路条件及运营管理模式不同，SPKS 的应用方式也有所不同。太原轨道交通2 号线是按照GoA4 级标准建设的FAO 线路，本文结合该线路的实际情况，介绍其SPKS 的工程应用方案。

1 SPKS 功能需求及设置方式

1.1 SPKS 功能需求

在FAO 线路的日常运营中，必须设置SPKS，为进入FAO 区域的人员提供安全防护。SPKS 激活后，信号系统立即封锁该防护区域，防护区域内禁止唤醒列车；已唤醒但未移动的列车，保持静止状态，不得移动；对已经进入防护区域的FAO 列车和连续式通信级列车必须立即实施紧急制动；防护区域外的列车不允许进入防护区域内；防护区域内或经由防护区域已开放的列车及调车进路始端信号机立即关闭。SPKS 复原后，信号机自动开放，列车自动恢复运行[5-6]。为方便运营维护，SPKS 激活后，允许单独操作道岔。

1.2 SPKS 设置方式

目前，FAO 系统SPKS 的设置方式主要有两种：（1）控制室集中式设置；（2）现场就地式设置。根据太原轨道交通2 号线运营场景，采取了部分集中式+部分就地式的设置方式：正线、自动化车辆段咽喉区（含转换轨）、试车线的SPKS 采用了集中式设置方式，设置于正线各车站综合控制室综合后备盘（IBP，Integrated Backup Panel）、车辆基地控制中心（DCC，Data Control Center）综合操作盘和试车线控制盘[7]；车辆段FAO 区的停车列检库及洗车线的SPKS 采用就地式设置方式，设置于列检库及洗车线的入口处。每个SPKS 均对应设置一个防护指示灯。同时，为防止SPKS 激活后发生故障而不能复原，每个SPKS均设置一个旁路按钮和旁路指示灯，用以切除该故障SPKS。

2 SPKS 防护分区划分原则

SPKS 防护分区的划分原则是安全与效率兼顾，既不能过分强调安全而影响效率，也不能因为要提高效率而存在安全隐患。

2.1 正线SPKS 防护分区划分原则

2.1.1 无岔、单渡线和联络线

正线无岔区域SPKS 防护分区分界点为本站台及上行（或下行）区间，防护范围不包括影响临站接车的保护区段。正线单渡线SPKS 防护分区分界点为渡线计轴点处，确保不影响下行（或上行）的接发车作业。联络线SPKS 防护分界点为两条线路分界点处。以大南门站为例，共设置4 个SPKS 防护分区，即SPKS1601、SPKS1602、SPKS1603 和SPKS1604，车站控制室IBP 对应设置4 个SPKS 钥匙，如图1所示。

图1 大南门站SPKS 防护分区示意

（1）SPKS1601 防护范围：本站台、下行左侧区间。

（2）SPKS1602 防护范围：本站台、上行左侧区间（不包括影响左侧站台接车的保护区段）和联络线。

（3）SPKS1603 防护范围：本站台和下行右侧区间（不包括影响右侧站台接车的保护区段）。

（4）SPKS1604 防护范围：本站台和上行右侧区间。

2.1.2 交叉渡线、存车线和折返线

对于正线的交叉渡线、存车线和折返线，设置单独的SPKS 防护分区但不能影响正线运行，分界点为渡线计轴点处。以龙城公园站为例，该站交叉渡线、存车线SPKS 防护分区如图2 所示。

图2 龙城公园站存车线、交叉渡线SPKS 防护分区示意

2.1.3 出入段线

出入段线归正线管辖，出入段接轨站人民南路站单独为该出入段线设置一个SPKS 防护分区，防护范围为车辆段进出段信号机至出入段线及本站交叉渡线处，如图3 所示。

图3 人民南路站出入段线SPKS 防护分区示意

2.2 车辆段SPKS 防护分区划分原则

FAO 车辆段通过物理隔离划分为FAO 区和非FAO 区。FAO 区的SPKS 防护分区分别为停车列检库、咽喉区（含转换轨：FAO 区与非FAO 区的转换线）、洗车线[8-9]。试车线位于非FAO 运行区一侧，单独设置一个SPKS 防护分区。

2.2.1 停车列检库

停车列检库共设20 股道，每股道设2 个停车位，SPKS 防护分区按2 股道4 个停车位进行划分，共设10 个SPKS 防护分区，每个SPKS 防护分区之间通过物理栅栏进行隔离，防止人员进入相邻防护分区。

2.2.2 咽喉区（含转换轨）

根据站场布置，咽喉区（含转换轨）共设一个SPKS 防护分区，防护范围为停车列检库出库信号机至出段信号机处和转换轨的终端信号机处。

2.2.3 洗车线

本线路洗车线位于FAO 区域且设置为贯通式，列车回库时可直接洗车或借道通过直接入库，洗车线SPKS 防护分区的防护范围为洗车库防护信号机至牵出线和渡线计轴分界点处。

2.2.4 试车线

试车线作为FAO 功能的测试区域，单独设置一个SPKS 防护分区，防护范围为试车线至非FAO 区域的计轴分界点处。

3 SPKS 管理方式

3.1 集中式管理方式

作业人员进入FAO 区前需在综合控制室登记，值班员操作IBP 上SPKS 钥匙置于防护位，SPKS 钥匙仅在防护位时才能拔出，同时点亮SPKS 钥匙对应的防护指示灯。在确认该区域安全后，授权作业人员进入FAO 区。当作业人员进行作业时，值班员不得操作SPKS 钥匙，当作业完成并且值班员确认后，方可将SPKS 钥匙复位。

若乘务或检修人员需进入正线存车线登乘列车时，车站值班员激活所经路线关联的所有SPKS，按指定路线登车，当登车人员与值班员确认登乘成功后，值班员才可将SPKS 钥匙复位，再恢复该区域的正常运行。若乘务人员驾驶列车进入存车线停稳后需退出存车线列车时，同样，车站值班员激活所经路线关联的所有SPKS，乘务人员按指定路线返回，与值班员确认已返回到站台有人区后，值班员将SPKS 钥匙复位，恢复该区域正常运行。

对于集中式管理的SPKS 防护分区，人员的进出通过防护门钥匙进行管理。由于每个集中站的SPKS 防护分区众多，为避免作业人员误入非防护区域，不同SPKS 采用不同编号和不同颜色进行区分管理。每个SPKS 的编号统一印制在IBP 盘面对应位置上、SPKS 钥匙对应防护门钥匙牌上和现场SPKS 防护分区标识牌上，格式为“作业防护SPKS+编号”。每个SPKS 钥匙对应的防护区门钥匙牌颜色、ATS 界面SPKS 激活状态颜色和现场SPKS 防护分区标识牌颜色设置为同一颜色，相邻SPKS 的颜色不同，交替设置为白、黄、红、绿和蓝5 种颜色。

正线SPKS 标识牌设置分为两种：（1）安装在线路行车方向右侧垂直于隧道面的三角体样式；（2）安装于岔区道床上的四棱台样式，表面均涂刷反光材料。现场SPKS 防护分区标识牌如图4所示。

图4 现场SPKS 防护分区标识牌

3.2 就地式管理方式

作业人员在进入车辆段停车列检库和洗车库时：（1）在DCC 登记，领取防护门钥匙，得到许可进入后，作业人员将就地式SPKS 箱内SPKS 钥匙置于防护位；（2）拔出钥匙并随身携带，进入FAO 区，直至完成作业后再将钥匙插入复位；（3）到DCC注销作业。

停车列检库就地式SPKS 箱面板如图5 所示，G01-G02 表示本SPKS 箱防护停车列检库第1 股道和第2 股道，SPKS10 为本SPKS 箱名称，其内设5 个防护开关，供5 组作业人员出入。

图5 就地式SPKS 箱面板

3.3 旁路管理方式

除对SPKS 进行检修外，只有在SPKS 发生故障的情况下才可使用旁路操作。在SPKS 旁路按钮置于旁路位时，其防护区域内的人员安全由人工保证。一旦需要旁路支持的运营服务结束，SPKS 旁路按钮立即复位。

4 结束语

SPKS 是城市轨道交通FAO 区域人员安全防护的重要设备，其功能需求、设置方式、防护分区划分原则及管理方式与线路条件、运营场景、运营规则息息相关。本文以太原轨道交通2 号线为例，根据SPKS 功能需求，结合其线路条件，介绍SPKS 的工程应用方案，该方案已在太原轨道交通2 号线实施。SPKS 的应用，在提高运营效率的同时有效地保障了进入FAO 区人员的安全，尤其是在发生突发事件的情况下，提升了应急处置能力。此方案可为其他FAO 线路的建设提供参考。