柔性供料器1 引言 城市轨道交通车辆通常为6节编组，A-B-C-C1-B-A，A车为带司机室的拖车，B车为带受电弓的动车，C、C1车为不带受电弓的动车，安全环路从操纵端A车司机室开始两次贯穿全列车，再返回到操纵端A车司机室，它由110V列车预备电压母线供电，检测警惕继电器、驾驶模式转换开关、车载信号装置、中央控制单元、紧急停车按钮、主列车风管压力、列车连接状态，其中任何一个环节故障，都会使安全环路断路，使列车产生紧急制动。 2 城轨驾驶控制电路系统 2.1 驾驶模式转换电路 驾驶模式转换开关通常有自动位、手动位、限速向前位、洗车位、关闭位、限速向后位六个位置，正线运行通常采用自动位和手动位，库内运行通常采用限速向前位，洗车和列车连挂采用洗车位，解钩和调整列车停车位置采用限速向后位。为了保证列车运行安全，防止司机误操作，将驾驶模式转换开关的检测串联在安全环路中，该环节检测驾驶模式转换开关的位置，对列车运行安全进行保护。通过该环节实现以下功能： (1) 列车运行中，驾驶模式转换开关在关闭位，安全环路断路，列车产生紧急制动。 (2) 列车运行中，驾驶模式转换开关在自动位、手动位之间转换，不会触发紧急制动。 (3) 列车运行中，驾驶模式转换开关除在自动位、手动位之间转换外，其他任何模式之间的转换均会使安全环路断路，产生紧急制动。 驾驶模式转换开关检测原理如图1所示。 图1 驾驶模式转换开关检测原理 2.2 警惕控制电路 根据《地铁车辆通用技术条件GB/T7928-2003》“司机台应设置紧急停车操纵装置和警惕按钮”的规定,城轨列车在制造时都会设置警惕按钮。警惕按钮主要作用是用于监控司机在人工驾驶的状态下是否精力集中、是否做好列车运行监督瞭望,以防止意外事件的发生。 警惕按钮在ATO 列车自动驾驶模式时一般不起作用,主要是在ATP 监督下人工驾驶模式或非限速人工驾驶模式时,若司机出现因精力不集中、精神不振、瞌睡打盹或者意外伤病引发的丧失操纵能力等情况时握紧和松开警惕按钮超过限定时间,列车将自动施加制动,保证列车运行安全,例如司机行车过程中心脏病发晕倒,手离开警惕按钮,列车就会施加制动,防止列车与前方列车发生冲突事故。司机病发死亡事例发生次数频多,所以警惕按钮亦称“死人按钮”，与之对应的是警惕（死人）继电器，其控制电路原理如图2所示。 图2 警惕（死人）控制电路 警惕按钮位于司机操纵手柄的顶部，为了保证列车运行安全，要求司机精力高度集中，手动驾驶列车时，必须按压警惕按钮，一旦松开2-3S，将会产生紧急制动，这个保护由警惕继电器DMR实现，DMR的常开触点串联在安全环路中，DMR的线圈分别由警惕按钮、ATO自动模式继电器、零速继电器控制，满足以上条件之一，DMR的线圈得电，常开触点闭合，保证安全环路联通。 2.3 紧急制动缓解控制缓解电路 该环节通过对司机控制手柄、列车速度的检测，保证只有同时满足司机控制手柄在制动位，且列车停稳的情况下，按压紧急复位按钮才能缓解紧急制动，紧急制动缓解后，该环节被紧急制动继电器的常开触点旁路，使该环节自锁，电路原理如图3所示。 图3 紧急制动缓解控制缓解电路 2.4 车载信号防护 ATC车载信号单元对列车运行进行监控，确保列车运行安全，当发生以下情况时，由车载信号单元切断安全环路，产生紧急制动。该保护环节可以通过隔离开关进行旁路。车载信号防护电路原理如图4所示。 （1）列车运行中，乘客扳动车门紧急解锁装置，危机乘客安全； （2）列车运行中，司机将重要旁路开关打到车门旁路位，并未旁路车载信号对车门的检测，当有车门未关好，危及乘客安全； （3）列车速度超过列车速度控制模式曲线，危及列车运行安全； （4）列车运行中，检测到站台工作人员按下紧急制动按钮； （5）信号传输错误，造成列车不能正确定位，危及列车运行安全； （6）正线上，列车后退运行，危及列车运行安全。 图4 车载信号防护控制电路 2.5 其他驾驶控制安全保护环节 安全环路还通过检测中央控制单元、紧急制动按钮、主列车风管压力、列车连接状态保证列车运行安全。其中中央控制单元故障可以通过紧急牵引开关进行旁路，主风缸压力过低触发紧急制动可以通过主风管压力低隔离开关旁路，列车连接状态通过两对触头并联进行冗余保护。其他安全保护电路如图5所示。该安全环节实现了一下保护： （1）当列车综合管理系统中央控制单元故障，产生紧急制动； （2）当两端司机室任何一端的紧急停车按钮按下，产生紧急制动； （3）当贯穿列车的主列车风管压力低于7bar，危及列车安全，产生紧急制动； （4）当任两节车辆发生分离，危及行车安全，产生紧急制动。 图5 其他驾驶控制安全保护电路 2.6 安全环路 安全环路的设置对列车运行安全至关重要，为了提高运用的可靠性，列车连接装置的电触头采用了双路冗余控制，还增设了一些旁路开关，便于故障隔离，除了以上介绍的旁路开关，通常还设有半列车开关和制动旁路BBS装置。 （1）半列车开关。通过半列车开关可以将两个单元车组（每个单元车组由ABC三节车辆组成）的安全环路分开，半列车开关可以起到两个作用，一是可以使单个单元车组单独运行，二是发生安全环路开路故障时，可以通过该开关对安全环路进行分割，便于故障查找。半列车开关电路如图6所示。 图6 半列车开关电路 （2）制动旁路BBS装置。当发生列车紧急制动无法缓解，通过各种方法处理无效后，司机可以将制动旁路开关打至旁路位，在没有按下紧急制动按钮的情况下，持续按下制动旁路按钮，使制动旁路接触器吸合，将紧急制动接触器短路，进而使安全环路失去作用，维持列车运行。制动旁路BBS电路如图7所示。 图7 制动旁路BBS电路 3 安全环路的优化 经过多年的运行实践，安全环路的重要性越来越突出，但仍然存在发生故障后检查困难的实际问题，对此，提出以下优化方案： 3.1 安全环路主干电路的简化 为了防止司机误操作，在安全环路中设计了驾驶模式转换开关检测环节，该环节用到了3个继电器，9个触点和1个按钮，这些继电器的触点和按钮使安全环路较为复杂，应将这些触点和按钮由一个驾驶模式检测继电器的常开触点代替，并增加一个旁路开关，该继电器的线圈由上述电路的触点和按钮控制，这样在保持原有电路的功能的同时，大大简化了主干电路，当发生该电路故障时，驾驶模式检测继电器不能吸合，可以使用旁路开关维持运行，查找故障时，也可以大大缩小检查范围，电路原理如图8所示。 图8 安全环路主干电路的简化 3.2 避免重复检测 列车主风管是全列车贯通的，如果两列车重联运行时，两列车的主风管也自动贯通，目前的安全环路在每个司机室都设置了主风管压力低的保护环节，当该保护环节故障或者风压过低，需要缓解紧急制动维持运行时，司机需要扳动本端司机室的低气压旁路开关和另一端的低气压旁路开关，操作十分麻烦，而且两处检测气压的环节是针对同一个压力进行检测的，也没有必要，特别是列车重联运行时，司机需要处理4个司机室的低气压旁路开关，所以可以将低气压检测环节前移到中央控制单元前面，因为安全环路的去线检测到另一个司机室的紧急制动按钮后，就会经过另一司机室的占用继电器的常闭触电进入安全环路的回线，这样安全环路只需要检测操纵端司机室的低气压保护环节，发生故障司机只需扳动操操纵端司机室的低气压旁路开关，方便的司机操作，提高了列车运行的可靠性。电路原理如图9所示。 图9 避免重复检测电路 3.3 增设安全环路状态指示灯 安全环路两次贯穿全列车，全长达到280m，如果重联运行安全环路总长度达到560m，一旦发生断路故障检查比较麻烦，安全环路贯穿列车时均要进入客室两端的电器柜，可以在每个电器柜中增设指示灯，当前方的安全环路断路时，指示灯熄灭，通过观察指示灯的状态，可以方便缩小检查范围，提高工作效率，如图10所示。 图10 增设安全环路状态指示灯 4 结束语 安全环路对保证城市轨道交通列车运行安全起到重要的作用，文本通过对目前常用的安全环路电路进行分析，结合实际运行中出现的问题，提出了安全环路主干电路的简化、避免重复检测、增设安全环路状态指示灯3点优化方案，对提高城市轨道交通列车运行安全可靠性有一定的参考价值。
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