0 引言

深圳地鐵 3 號(hào)線是深圳軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的一條骨干線路，正線全長(zhǎng) 41.7km，途經(jīng)深圳市福田、羅湖、龍崗三個(gè)行政區(qū)，共設(shè)置一段一場(chǎng)（橫崗車輛段、中心公園停車場(chǎng)）。 正線及車輛段、廠軌行區(qū)供電制式為第三軌供電，停車列檢線在國(guó)內(nèi)**均采用滑觸線的供電方式，其主要目的在控制建設(shè)成本投入的情況下避免電客車維修的高壓安全隱患。 本文就新型的供電制式的在實(shí)際的應(yīng)用中引發(fā)的安全問(wèn)題逐一分析，并通過(guò)優(yōu)化供電設(shè)備及地鐵電客車的功能，徹底消除安全隱患。

1 車輛段、滑觸線及應(yīng)用簡(jiǎn)介

1.1 深圳地鐵車輛段、場(chǎng)概況

深圳地鐵 3 號(hào)線車輛段、 停車廠內(nèi)的停車股道均為第三軌供電，該區(qū)域不進(jìn)行任何車輛專業(yè)的作業(yè)；列檢股道、計(jì)劃性維修股道均為滑觸線供電制式，該區(qū)域主要進(jìn)行列車的日常性維修、周期性計(jì)劃修及故障臨修，該區(qū)域停放列車維修完畢后需直接投入運(yùn)營(yíng)。

1.2 滑觸線

滑觸線用于給移動(dòng)中的電客車供電，由固定部分的滑線導(dǎo)軌（與DC1500V 母線電源相連)和滑動(dòng)部分的集電器組成，其中集電器與高壓銅條接觸取電并可在滑線軌道的方向上滑動(dòng)，通過(guò)長(zhǎng)距離的垂向高壓電纜與地鐵電客車相連接，用于電客車 DC1500V 的電壓輸入。

1.3 滑觸線重點(diǎn)生產(chǎn)作業(yè)（庫(kù)內(nèi)發(fā)車）

深圳地鐵 3 號(hào)共配屬 76 列電客車，列車修程主要分為雙日檢、均衡修、架修及大修。 正線運(yùn)行為大小交路混跑，*小行車間隔為 2 分30 秒，車輛正線運(yùn)營(yíng)結(jié)束后分別回車輛段及停車廠。 回庫(kù)后的電客車在次日投運(yùn)發(fā)車時(shí)，處于第三軌的股道列車司乘人員只需要按照段內(nèi)開放的信號(hào)出庫(kù)投入運(yùn)營(yíng)，而停于滑觸線股道的列車在投運(yùn)時(shí)，需經(jīng)過(guò)車廠調(diào)度、司乘人員、檢修人員等三個(gè)位的相互配合、相互卡控、共同完成的一項(xiàng)多步驟作業(yè)，具體作業(yè)過(guò)程如表 1：

表 1 滑觸線發(fā)車作業(yè)流程表

綜合作業(yè)環(huán)境及作業(yè)步驟，其中庫(kù)區(qū)發(fā)車區(qū)域的不統(tǒng)一造成司乘人員操作的多樣化， 而發(fā)車過(guò)程的 12 個(gè)步驟造成作業(yè)人員流程復(fù)雜化，同時(shí)整個(gè)車輛出庫(kù)作業(yè)時(shí)間必須在限時(shí)在 250 秒內(nèi)，加之該作業(yè)基本都在凌晨 5 點(diǎn)至 06:30 期間完成，人員較為疲憊，因此該項(xiàng)作業(yè)存在極大地安全隱患。

2 風(fēng)險(xiǎn)分析及影響

自 2011 年 6 月 3 號(hào)線開通至今， 正線行車間隔由原來(lái)的 8 分鐘已縮短至高峰 2 分 30 秒， 庫(kù)內(nèi)滑觸線發(fā)車間隔也有原來(lái)的 15 分鐘/單線縮短至 290 秒/單線。 據(jù)有效數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止 2016 年底累計(jì)滑觸線發(fā)車出現(xiàn)的安全事故共計(jì) 45 起，其中 18 起造成車輛、供電等行車設(shè)備損壞，20 起造成正線抽線、晚點(diǎn)，7 起危及人身安全。 滑觸線發(fā)車作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)潛在的原因及影響如表 2 所示。

3 設(shè)備**改造技術(shù)方案

針對(duì)滑觸線發(fā)車中潛在的安全隱患，就防止司乘人員駕駛越過(guò)轉(zhuǎn)換點(diǎn)、車地聯(lián)控錯(cuò)誤、箱蓋鎖閉不到位等情況，結(jié)合設(shè)備的性能及參數(shù)，開展設(shè)備研究及改造。

3.1 防止越過(guò)停車點(diǎn)技術(shù)方案

在滑觸線股道動(dòng)車過(guò)程中，列車能自動(dòng)識(shí)別所處的位置，在安全位置以內(nèi)列車可正常駕駛，在超過(guò)安全區(qū)域時(shí)列車需要自動(dòng)停車，以保護(hù)供電設(shè)備不被損壞。

3.1.1 列車定位方式

列車定位方法的精度和可靠性是影響列車安全防護(hù)的重要因素之一，常規(guī)的列車定位主要方法包含基于軌道電路、多普勒雷達(dá)測(cè)速、查詢/應(yīng)答器的定位、里程計(jì)、擴(kuò)頻無(wú)線通信定位及 GPS 定位，上述六種定位方式均需要在原有的地面設(shè)備、車載設(shè)備基礎(chǔ)上增加，投入成本大。

滑觸線沿著列車的運(yùn)行軌道平行敷設(shè)了若干條通電導(dǎo)體（圖一），在移動(dòng)的設(shè)備上又安裝上可以從導(dǎo)體上取電的受電器，當(dāng)設(shè)備移動(dòng)時(shí)，集電器隨設(shè)備同步運(yùn)行，并隨時(shí)從導(dǎo)體上取得電源，提供給設(shè)備，以使設(shè)備可繼續(xù)移動(dòng)。 受電器從導(dǎo)軌取電主要分為控制電及動(dòng)力高壓電（圖二），而導(dǎo)軌之間是通過(guò)電連接完成相互的通路（圖三），因此電連接就可作為簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)定位的設(shè)備，即就是通過(guò)加裝絕緣節(jié)，使在安全區(qū)域以外的地方使導(dǎo)軌斷電。

3.1.2 停車保護(hù)方案

列車的*大常用制動(dòng)以列車軟件控制為實(shí)現(xiàn)載體，而緊急制動(dòng)則必須通過(guò)列車硬線連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在列車 10km/h（滑觸線模式下列車限制*大速度）運(yùn)行情況下，常用制動(dòng)與緊急制動(dòng)的制動(dòng)距離差距為0.64m。 考慮二者在布線、繼電器加裝等工作量方面較大區(qū)別，采用軟件控制的常用制動(dòng)。

綜述，結(jié)合設(shè)備改造難易程度度，選擇列車在固定的導(dǎo)軌位置斷開 DC1500V 供電，同時(shí)通過(guò)修改電客車軟件保護(hù)邏輯，即在滑觸線供電模式下當(dāng)列車高壓供電低于 DC900V,列車施加*大常用制動(dòng)。 （圖4）

3.2 防止作業(yè)未結(jié)束技術(shù)方案

在滑觸線模式轉(zhuǎn)換過(guò)程中， 通過(guò)車輛硬件與軟件的邏輯控制，實(shí)現(xiàn)在車下檢修人員作業(yè)在沒有完畢且安全的狀態(tài)下，司機(jī)任何方式的操作均不能使列車開動(dòng)。

根據(jù)表 1，列車在駕駛至指定位置后需要轉(zhuǎn)換至集電靴三軌供電的模式，列車相應(yīng)的操作和控制原理如圖五。 當(dāng)列車處于激活且司機(jī)臺(tái)處于解鎖狀態(tài)，主控鑰匙繼電器 HCR3 閉合，列車牽引系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下（牽引系統(tǒng)高壓輸入未被硬件隔離）4KA51 繼電器閉合，司機(jī)按壓 CSCBS（受流器升起控制按鈕），受流器控制繼電器 CSTR 得電使脈沖電磁閥動(dòng)作，延時(shí) 10S 后失電受流器保持升狀態(tài)。

從整改前的邏輯控制框圖得知， 司機(jī)在操作集電靴降按鈕后，車下牽引系統(tǒng)未被隔離，控制系統(tǒng)輸出使 4KA51 得電，集電靴可直接升起。 該邏輯存在車下檢修人員作業(yè)未結(jié)束，司機(jī)可直接升起受流器并動(dòng)車牽引，并且全車受流器通過(guò)母線連接 DC1500V。 根據(jù)車下檢修人員高壓操作順序，其*后一步操作為鎖閉模式開關(guān)箱，通過(guò)增加設(shè)備控制連鎖，即要求在鎖閉開關(guān)箱后允許列車升起受流器動(dòng)車（圖 6）。

綜上所述，在模式開關(guān)箱處加裝行程開關(guān)，用于判斷箱蓋鎖閉位置，同時(shí)在 4KA51 的得電邏輯中加入箱蓋鎖閉狀態(tài)的信號(hào)。 （圖 7）

4 效果對(duì)比

針對(duì)前文提到的安全隱患， 通過(guò)技術(shù)研究與設(shè)備整改后， 截止2017 年 6 月，整改效果見表 3：

表 3 整改實(shí)施效果對(duì)比表

5 結(jié)束語(yǔ)

伴隨著深圳地鐵網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的不斷深入，市民對(duì)地鐵的出行需求日益增加。 針對(duì)第三軌與滑觸線的特殊供電制式的結(jié)合，通過(guò)不斷的實(shí)踐和總結(jié)，在滿足行車間隔的需求基礎(chǔ)之上，通過(guò)技術(shù)**和改造，不僅有效的利用設(shè)備的性能取得較高的安全效益，同時(shí)在經(jīng)濟(jì)成本方面效果明顯。