0 引言

深圳地鐵 3 號線是深圳軌道交通網(wǎng)絡中的一條骨干線路，正線全長 41.7km，途經(jīng)深圳市福田、羅湖、龍崗三個行政區(qū)，共設置一段一場（橫崗車輛段、中心公園停車場）。 正線及車輛段、廠軌行區(qū)供電制式為第三軌供電，停車列檢線在國內**均采用滑觸線的供電方式，其主要目的在控制建設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際的應用中引發(fā)的安全問題逐一分析，并通過優(yōu)化供電設備及地鐵電客車的功能，徹底消除安全隱患。

1 車輛段、滑觸線及應用簡介

1.1 深圳地鐵車輛段、場概況

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

1.2 滑觸線

滑觸線用于給移動中的電客車供電，由固定部分的滑線導軌（與DC1500V 母線電源相連)和滑動部分的集電器組成，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，通過長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 滑觸線重點生產(chǎn)作業(yè)（庫內發(fā)車）

深圳地鐵 3 號共配屬 76 列電客車，列車修程主要分為雙日檢、均衡修、架修及大修。 正線運行為大小交路混跑，*小行車間隔為 2 分30 秒，車輛正線運營結束后分別回車輛段及停車廠。 回庫后的電客車在次日投運發(fā)車時，處于第三軌的股道列車司乘人員只需要按照段內開放的信號出庫投入運營，而停于滑觸線股道的列車在投運時，需經(jīng)過車廠調度、司乘人員、檢修人員等三個位的相互配合、相互卡控、共同完成的一項多步驟作業(yè)，具體作業(yè)過程如表 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)車過程的 12 個步驟造成作業(yè)人員流程復雜化，同時整個車輛出庫作業(yè)時間必須在限時在 250 秒內，加之該作業(yè)基本都在凌晨 5 點至 06:30 期間完成，人員較為疲憊，因此該項作業(yè)存在極大地安全隱患。

2 風險分析及影響

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

3 設備**改造技術方案

針對滑觸線發(fā)車中潛在的安全隱患，就防止司乘人員駕駛越過轉換點、車地聯(lián)控錯誤、箱蓋鎖閉不到位等情況，結合設備的性能及參數(shù)，開展設備研究及改造。

3.1 防止越過停車點技術方案

在滑觸線股道動車過程中，列車能自動識別所處的位置，在安全位置以內列車可正常駕駛，在超過安全區(qū)域時列車需要自動停車，以保護供電設備不被損壞。

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、多普勒雷達測速、查詢/應答器的定位、里程計、擴頻無線通信定位及 GPS 定位，上述六種定位方式均需要在原有的地面設備、車載設備基礎上增加，投入成本大。

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

3.1.2 停車保護方案

列車的*大常用制動以列車軟件控制為實現(xiàn)載體，而緊急制動則必須通過列車硬線連接來實現(xiàn)。 在列車 10km/h（滑觸線模式下列車限制*大速度）運行情況下，常用制動與緊急制動的制動距離差距為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。

綜述，結合設備改造難易程度度，選擇列車在固定的導軌位置斷開 DC1500V 供電，同時通過修改電客車軟件保護邏輯，即在滑觸線供電模式下當列車高壓供電低于 DC900V,列車施加*大常用制動。 （圖4）

3.2 防止作業(yè)未結束技術方案

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

根據(jù)表 1，列車在駕駛至指定位置后需要轉換至集電靴三軌供電的模式，列車相應的操作和控制原理如圖五。 當列車處于激活且司機臺處于解鎖狀態(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作，延時 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)未結束，司機可直接升起受流器并動車牽引，并且全車受流器通過母線連接 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箱，通過增加設備控制連鎖，即要求在鎖閉開關箱后允許列車升起受流器動車（圖 6）。

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

4 效果對比

針對前文提到的安全隱患， 通過技術研究與設備整改后， 截止2017 年 6 月，整改效果見表 3：

表 3 整改實施效果對比表

5 結束語

伴隨著深圳地鐵網(wǎng)絡化運營的不斷深入，市民對地鐵的出行需求日益增加。 針對第三軌與滑觸線的特殊供電制式的結合，通過不斷的實踐和總結，在滿足行車間隔的需求基礎之上，通過技術**和改造，不僅有效的利用設備的性能取得較高的安全效益，同時在經(jīng)濟成本方面效果明顯。