關(guān)于南昌地鐵1 號線車輛檢修庫安全聯(lián)鎖系統(tǒng)研究

1、關(guān)于南昌地鐵1 號線車輛檢修庫平安聯(lián)鎖系統(tǒng)研究國內(nèi)地鐵車輛段一般將定修線、臨修線合并設(shè)置為定臨修庫，靜調(diào)線單獨設(shè)為靜調(diào)庫。在南昌地鐵1 號線車輛段設(shè)計過程中，結(jié)合專家評審意見經(jīng)研究取消了單設(shè)的靜調(diào)庫，利用兩條定修線中的1 條兼做靜調(diào)線，將1 條定修線(兼靜調(diào)線)、1 條定修線、1 條臨修線合并設(shè)置為車輛綜合檢修庫(下面簡稱綜合庫)，尚屬國內(nèi)首次嘗試。采用綜合庫設(shè)計大幅節(jié)省了工程投資并節(jié)約了土地資源，但綜合庫承擔(dān)的定修、臨修、靜調(diào)3 種功能易互相沖突，易引起作業(yè)人員和設(shè)備平安事故，帶來復(fù)雜的平安連鎖問題;因此，有必要對綜合庫平安聯(lián)鎖進(jìn)展研究。1 綜合庫工藝設(shè)計概況南昌地鐵1 號線是南昌地鐵線網(wǎng)中

2、首條骨干線，方案2021 年年底開通試運營，采用B 型車6 輛編組、DC 1 500 V 架空接觸網(wǎng)授電方式，設(shè)1 處瑤湖車輛段和1 處蛟橋停車場。其中，瑤湖車輛段承擔(dān)全線配屬列車的定修、臨修任務(wù)，部分列車的雙周/三月檢、停車/列檢任務(wù);蛟橋停車場承擔(dān)部分列車的雙周/三月檢、停車/列檢任務(wù)。1.1 檢修工作量和設(shè)計規(guī)模根據(jù)南昌地鐵1 號線行車組織設(shè)計，計算了檢修工作量。遠(yuǎn)期定修需求為1.1 列位，向上取整按2 列位設(shè)計，但存在才能較大浪費。靜調(diào)需設(shè)計1 列位，假設(shè)按常規(guī)設(shè)計那么靜調(diào)庫尺寸一般為9 m156 m，庫內(nèi)設(shè)1 條156 m 長的靜調(diào)線(整體道床)?？紤]到定修線設(shè)備設(shè)施與靜調(diào)相差不大，

3、且定修才能富裕較大，因此取消單設(shè)的靜調(diào)庫，對其中1 條定修線進(jìn)展適應(yīng)改造后兼做靜調(diào)線，可以大幅節(jié)約工程投資。將定修線(其中1 條兼靜調(diào)線)、臨修線合并設(shè)置為綜合庫，確定的瑤湖車輛段綜合庫設(shè)計規(guī)模為1 條定修兼靜調(diào)線，1 條定修線，一條臨修線。1.2 綜合庫工藝設(shè)計綜合庫庫長156 m，寬25 m，庫內(nèi)設(shè)臨修線1 列位、定修線1 列位、定修兼靜調(diào)線1 列位，設(shè)10 t 橋式起重機1 臺、2 t 橋式起重機1 臺。臨修線為了方便臨修架車，設(shè)1 組固定式地下架車機組(架1 單元車)。定修線、定修兼靜調(diào)線為架空股道，定修兼靜調(diào)線兩側(cè)設(shè)低地面，定修線一側(cè)設(shè)寬檢查坑。定修線、定修兼靜調(diào)線之間設(shè)置雙層作業(yè)平

4、臺(包括中間作業(yè)平臺、車頂作業(yè)平臺)，并在車頂對側(cè)設(shè)置車頂護(hù)欄。臨修線、定修線不掛設(shè)接觸網(wǎng)，定修兼靜調(diào)線設(shè)有側(cè)移式接觸網(wǎng)便于列車升弓靜調(diào)。當(dāng)接觸網(wǎng)不工作時收回到靠墻非工作位并斷電;當(dāng)靜調(diào)需要升弓測試時，接觸網(wǎng)擺動90到定修兼靜調(diào)線正上方工作位，然后操作接觸網(wǎng)隔分開關(guān)閉合，接觸網(wǎng)那么通電。當(dāng)需要定修作業(yè)時，作業(yè)人員需要通過定修線與定修兼靜調(diào)線之間設(shè)置的車頂作業(yè)平臺到車頂進(jìn)展作業(yè)，為了確保人員平安，設(shè)置了門禁系統(tǒng)。2 平安風(fēng)險及平安聯(lián)鎖關(guān)系2.1 平安風(fēng)險采用綜合庫設(shè)計形式在國內(nèi)是一個創(chuàng)新，雖然減少了房建和占地規(guī)模、節(jié)省了工程投資，但引起較復(fù)雜的平安聯(lián)鎖問題。經(jīng)研究分析，主要存在以下平安風(fēng)險：1)

5、 起重機與側(cè)移式接觸網(wǎng)之間的平安風(fēng)險。起重機工作時，吊鉤容易觸碰處于工作位的接觸網(wǎng)，此時接觸網(wǎng)帶電，易導(dǎo)致起重機操作人員觸電。2) 側(cè)移式接觸網(wǎng)與車頂人員作業(yè)平安風(fēng)險。當(dāng)作業(yè)人員通過車頂平臺登頂開展定修作業(yè)時，存在觸碰正處于工作位時的側(cè)移式接觸網(wǎng)而觸電的風(fēng)險。2.2 平安聯(lián)鎖關(guān)系通過前面的平安風(fēng)險分析，存在以下平安聯(lián)鎖關(guān)系：1) 接觸網(wǎng)工作時，人不得上平臺，且起重機不得啟動;2) 起重機工作時，接觸網(wǎng)應(yīng)鎖定在非工作位，接觸網(wǎng)隔分開關(guān)斷開;3) 接觸網(wǎng)工作時，人不得上車頂平臺;4) 人在車頂作業(yè)時，接觸網(wǎng)應(yīng)鎖定在非工作位，接觸網(wǎng)隔分開關(guān)斷開。3 平安聯(lián)鎖監(jiān)控系統(tǒng)方案針對平安聯(lián)鎖關(guān)系，研究在綜合庫

6、內(nèi)設(shè)置綜合庫平安聯(lián)鎖監(jiān)控系統(tǒng)，通過對側(cè)移式接觸網(wǎng)、接觸網(wǎng)隔分開關(guān)、門禁、起重機等進(jìn)展聯(lián)鎖控制，實現(xiàn)作業(yè)平安聯(lián)鎖，確保作業(yè)人員和設(shè)備平安。在綜合庫內(nèi)尾端設(shè)置平安聯(lián)鎖監(jiān)控室，由值班人員對現(xiàn)場監(jiān)控，并操作平安聯(lián)鎖監(jiān)控系統(tǒng)控制終端實現(xiàn)平安聯(lián)鎖。3.1 系統(tǒng)構(gòu)成平安聯(lián)鎖監(jiān)控系統(tǒng)以PLC 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)為核心，主要由計算機控制與顯示單元、門禁控制單元、平安警示單元和視頻監(jiān)視單元等部分構(gòu)成。3.1.1 PLC 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)定修線、定修兼靜調(diào)線分別設(shè)計一組以PLC 為核心控制器的電氣控制柜。PLC 根據(jù)輸入量的各種不同組合狀態(tài)控制LED 有無電顯示屏、作業(yè)門指示燈、黃色閃爍警示燈等設(shè)備的狀態(tài)，各股道PLC 子站

7、的狀態(tài)通過通訊總線和平安聯(lián)鎖監(jiān)控室的PLC 主站進(jìn)展通訊，PLC 主站和操縱臺的計算機進(jìn)展通訊， 在計算機上實時顯示各股道的狀態(tài)。3.1.2 計算機控制與顯示單元在平安聯(lián)鎖監(jiān)控室設(shè)有計算機控制與顯示單元，利用工控軟件的工程閱讀器開發(fā)的控制界面在運行后顯示窗口可顯示出以下內(nèi)容：1) 接觸網(wǎng)是否帶電;2) 車頂平臺作業(yè)門指示燈狀態(tài);3) 工位切換按鈕。界面設(shè)計客觀顯示現(xiàn)場情況，通過界面可以一目了然地觀察到庫房內(nèi)各股道檢修臺位的情況。各股道可以用屏幕上的按鈕進(jìn)展切換。3.1.3 門禁控制單元進(jìn)出車頂作業(yè)平臺兩端的作業(yè)門上各設(shè)1 套門禁裝置。各作業(yè)門處設(shè)紅、綠兩色指示燈，紅色指示燈亮表示制止作業(yè)人員通

8、過作業(yè)門，同時，門禁裝置電磁鎖自動鎖閉作業(yè)門;綠色指示燈亮表示允許作業(yè)人員進(jìn)出作業(yè)門，門禁裝置自動解鎖作業(yè)門處的電磁鎖，作業(yè)人員通過刷卡可以進(jìn)出作業(yè)門，確保每次只能通過一個人，此信息通過通訊總線輸入到平安聯(lián)鎖監(jiān)控室計算機進(jìn)展記錄。3.1.4 平安警示單元系統(tǒng)設(shè)有平安警示子系統(tǒng)，以聲、光的形式對作業(yè)人員進(jìn)展平安提示，詳細(xì)構(gòu)成及功能如下：1) 黃色閃爍警示燈。在車頂作業(yè)平臺上的黃色閃爍警示燈，用于警示尚滯留在作業(yè)平臺上的作業(yè)人員迅速撤離。接觸網(wǎng)隔分開關(guān)閉合前，按下警示燈啟動按鈕，警示燈閃爍30 s 后自動停頓。2) LED 顯示屏。在定修兼靜調(diào)線車頂作業(yè)平臺兩端適宜位置設(shè)表示接觸網(wǎng)通電狀態(tài)的LED

9、 顯示屏，用于對作業(yè)人員進(jìn)展平安警示，以紅色有電和綠色無電顯示接觸網(wǎng)是否有電。接觸網(wǎng)開關(guān)斷開時，LED 顯示屏顯示綠色無電兩個字，接觸網(wǎng)開關(guān)閉合時，LED 顯示屏顯示紅色有電兩個字。3) 作業(yè)指示燈。設(shè)在車頂平臺作業(yè)門處，紅色指示燈亮表示制止作業(yè)人員通過作業(yè)門，同時，門禁裝置電磁鎖自動鎖閉作業(yè)門;綠色指示燈亮表示允許作業(yè)人員翻開作業(yè)門，門禁裝置自動解鎖作業(yè)門處的電磁鎖，作業(yè)人員通過刷卡后可以進(jìn)出作業(yè)門。4) 播送。庫內(nèi)設(shè)播送系統(tǒng)，用于庫內(nèi)進(jìn)車、接觸網(wǎng)通電前的提示或其它播送通知。5) 無線對講機。用于作業(yè)人員及時溝通信息，每列位配置無線對講機2 臺。3.1.5 視頻監(jiān)視單元為便于平安聯(lián)鎖監(jiān)控室值

10、班人員及時掌握庫內(nèi)作業(yè)狀態(tài)，系統(tǒng)通過多路快速球型攝像機及槍型攝像機對庫內(nèi)雙層作業(yè)平臺及車頂人員動態(tài)、車輛進(jìn)出庫情況進(jìn)展實時監(jiān)視，并在平安聯(lián)鎖監(jiān)控室通過液晶大顯示屏實時分屏監(jiān)視。系統(tǒng)具有視頻信息的儲存、閱讀功能。3.2 系統(tǒng)設(shè)備主要功能1) 系統(tǒng)主機。系統(tǒng)主機(工控機)配置Intel 雙核處理器，主頻大于 1 200 MHz/內(nèi)存容量 1 G/硬盤容量80 G，顯示器類型：21 英寸液晶顯示器;其他配置： 100 M 網(wǎng)卡/USB 口/鍵盤/鼠標(biāo);電源：三相五線制，AC380 V，設(shè)備功率不大于8 kW。2) LED 顯示屏。供電電源：AC220V外形尺寸：不大于700 mm(長)400 mm(

11、寬);顯示間隔 ：不小于150 m。3) PLC(可編程控制器)。輸入輸出點數(shù)：256 點(擴展并用);運算處理速度：根本指令0.08 s/指令。4) 攝像頭。高速一體化球型攝像機(庫外)為全天候外懸吊式日/夜型攝像機，嵌墻安裝，230VAC，18 倍光學(xué)變焦，彩色轉(zhuǎn)黑白，晝夜轉(zhuǎn)換，帶加熱器和風(fēng)扇;高速一體化球型攝像機(庫內(nèi))為懸吊式彩色球型攝像機，吊桿式懸掛，4VAC，18 倍光學(xué)變焦，彩色轉(zhuǎn)黑白，晝夜轉(zhuǎn)換;槍型攝像機為10 倍光學(xué)變焦。5) 液晶顯示大屏。規(guī)格：36 英寸LED。4 主要設(shè)備接口1) 雙層作業(yè)平臺。雙層作業(yè)平臺應(yīng)配套提供平安作業(yè)門，并預(yù)留安裝門禁鎖的位置。2) 接觸網(wǎng)開關(guān)柜

12、。接觸網(wǎng)開關(guān)柜應(yīng)向平安聯(lián)鎖監(jiān)控系統(tǒng)提供：接觸網(wǎng)開關(guān)分閘到位的干接點信號，即開關(guān)分閘到位時，此接點閉合;接觸網(wǎng)開關(guān)合閘到位的干接點信號，即開關(guān)合閘到位時，此接點閉合。3) 側(cè)移式接觸網(wǎng)。側(cè)移式接觸網(wǎng)系統(tǒng)需要向平安聯(lián)鎖監(jiān)控系統(tǒng)提供： 接觸網(wǎng)擺到工作位的干接點信號，及接觸網(wǎng)到工作位時，此接點閉合;接觸網(wǎng)擺回到非工作位的干接點信號，即接觸網(wǎng)擺回至非工作位時，該接點閉合。側(cè)移式接觸網(wǎng)系統(tǒng)控制電源受平安聯(lián)鎖監(jiān)控系統(tǒng)控制，即平安聯(lián)鎖監(jiān)控系統(tǒng)提供的無源干接點閉合時，本設(shè)備方可動作。4) 起重機。橋式起重機為平安聯(lián)鎖監(jiān)控系統(tǒng)提供大、小車(含吊鉤)在初始位的一個總的干接點信號，即當(dāng)大、小車(含吊鉤)都在初始位時，該接點閉合。橋式起重機控制電源受側(cè)移式接觸網(wǎng)控制，即側(cè)移式接觸網(wǎng)提供的無源干