
我国城市轨道交通目前正处于高速发展阶段,预计至2020年,运营线路总里程将超过6000KM。城市轨道交通在引领城市集中发展、缓解交通堵塞压力、减少空气噪声污染等方面的作用越来越重要,是人们首选的出行方式。而新开通线路和乘客数量的增加使运营安全压力也不断加大,其中城市轨道交通系统初期运营前的评估工作,是新线路的安全保障,起着关键作用。
车辆系统安全评估的重要性
城市轨道交通的运营安全和服务水平,与其车辆系统的可靠程度息息相关;对车辆系统关键功能的核验,可验证其自身与轨道交通各系统联调的工作性能;对车辆维修体系文件和隐患管理方案的审查,可保证检修及供车质量;对应急方案进行预演,可保证其在故障模式下的安全运营。
安全评估工作涉及土建、车辆、通信、联调、后期运营筹备等方面。现以车辆系统为主,参考试运营基本条件评审的经验,分析安全评估的相关内容,找出并修正初期运营前车辆系统的严重缺陷,从而提高其可靠度,保证运营安全;同时使轨道交通单位快速积累专业经验,以保证后续运营工作的顺利开展。

车辆系统安全评估的具体内容
《城市轨道交通初期运营前安全评估管理暂行办法》中的基本要求如下:
对工程项目是否满足初期运营前安全评估的前提条件进行审核;对车辆系统功能是否符合相关设计文件要求予以核验;按系统联动功能测试进行评估;按运营准备要求进行评估。
前提条件
新开通线路在开展安全评估工作前,需要具备下述条件:
试运行期间,车辆系统的主要技术指标应达到设计要求,涉及安全隐患的开口项整改完毕;
按照正规流程完成专项工程验收,期间出现的影响运营安全和服务质量的开口整改完毕;
如果存在甩项工程,不得影响运营安全和服务质量,需确定整改完成时间。

车辆基本技术条件核对
参照《地铁车辆通用技术条件》,建议核查的项目如下:

车辆系统功能核对
结合安全评估规范,对车辆系统设计运行安全的功能项目进行分析,并给出建议。
车辆超速保护功能
根据列车参考速度及限速模式,列车控制与管理系统发送最大允许转速信号给牵引控制单元,牵引控制单元会根据超过最大允许转速的情况对列车进行超速控制,具体控制逻辑为:
牵引控制单元立即封锁脉冲,切除车辆牵引力,并给司机提供报警提示;如果车辆继续超速,牵引控制单元施加不同等级的常用制动及紧急制动。

紧急制动能力
参照《技术条件》,在AW2工况下,线路条件正常时,车辆由最高速度至停车,紧急制动减速度应大于1.2m/s²。目前并没有相关标准规范对紧急制动距离做出要求,但各地城市轨道交通运营公司均在其车辆运行规章中对紧急制动距离做出严格规定。例如,上海地铁运营有限公司规定:AW3工况下,最高速度运行时,车辆紧制距离需小于180m.
参照《技术条件》,司机台须设置警惕装置。在人工驾驶工况下,要求司机连续触发该装置,以确认其处于清醒状态。具体控制逻辑为:在人工驾驶模式下,当司机停止按压警惕装置时间超过3s时,司机台指示灯闪烁,蜂鸣器报警提示;再经过3s,安全环路失电,列车产生紧急制动。
列车联挂救援能力
车辆在正线载客运行时,如失去牵引/制动能力,且短时间内无法回复,须对故障列车进行救援。
参照《地铁设计规范》,设计列车故障运行能力的项点如下:
AW0工况车辆能牵引最大坡道AW3工况时的无动力车辆行驶至最近车站;正线困难地段的最大坡度可采用35%;坡起加速度应大于0.083m/s²。
结合典型列车参数,对不同编组列车救援能力进行仿真计算,具体如表2所示。

由表2可知,由于钢轮钢轨列车的启动条件是:列车牵引力小于最大黏着力,受线路条件所限,正线最大坡度如果为35‰,则B型4M2T的起动加速度0.105m/s²大于0.083m/s²,满足救援要求,其余编组车型均不满足。经调研,实际运营线路正线的最大坡度小于30‰,可见规范不符合实际需求,建议考核指标以“车辆技术规格书”为准。
气密性功能
参照《技术条件》及《铁路设施 铁路车辆 车辆组装和运行前的整车试验规范》,建议试验要点如下:
总风缸、总风管气密性试验:列车停放在正线,检查总风缸、总风管的气密性是否正常,所有塞门均在正常工作位置,制动系统处于缓解位。关闭塞门辅助控制模块上的塞门,将测试压力表接入测试接头上,启动空气压缩机将总风缸的压力充至980KPa后,切断两端空气压缩机的控制电源;在空气压缩机停机、总风缸的压力稳定后,保压5min,记录总风管在5min内的压力下降值。试验完成后将塞门回复到正常工作位置。
整车气密性试验:将测试压力表接入测试接头上,启动空气压缩机将总风缸的压力充至980kPa后,切断两端空气压缩机的控制电源,关闭全列空气弹簧供风塞门;在空气压缩机停机、总风缸的压力稳定后,保压5min,记录总风管在5min内的压力下降值。试验完毕后将塞门回复到正常工作位置压力表下降值不得大于20kPa。
制动缸和制动风缸气密性试验:将测试压力表接入测试接头上,启动空气压缩机将总风缸的压力充至980KPa后,切断两端空气压缩机的控制电源开关,关闭辅助控制模块内的塞门;在空气压缩机停机、总风缸的压力稳定后,保压5min,记录制动缸和制动风缸在5min内的压力下降值。试验完成后将塞门回复到正常工作位置。压力表下降值不得大于10KPa.
客室侧门
参照技术条件,客室侧门应具有下属涉及行车安全的功能:
门系统设置电气安全联锁功能:建议试验要点如下,列车停放在正线,将挡块放置在车门门叶中间,模拟车门打开状态,此时司控器推至“牵引”位,列车无牵引力,无法启动;移除挡块,将客室侧车门关闭,列车可以正常运行,此时按“开门”按钮,车门无法打开。
侧门关闭时须设置防夹功能:建议试验要点如下,列车停放在正线,将障碍物放置在车门门中叶中间,列车发出“关门”指令后,记录开门次数、车门打开距离、车门最终状态以及关门压力。
单个故障侧门须设置系统隔离功能:建议试验要点如下,列车停放在正线,通过隔离专用装置对测试车门进行隔离,列车发出“开门”指令后,被隔离的车门不动作,而未隔离的车门正常动作;紧急解锁功能失效;隔离锁复位,车门功能恢复。
车辆系统联动测试
车辆动力学响应
车辆动力学响应包括车辆运行稳定性和平稳性的考核。
弓网关系
接触网动态几何参数测试;弓网燃弧指标测试;弓网动态接触力测试;受电弓垂向加速度测试。

但是,经过多条线路的测试,受电弓垂向加速度的最大值通常只有2g-4g,显然规范不符合实际需求,建议考核指标以实际线路要求为准。

运营准备相关文件核查
依据城市轨道交通安全评估相关规范,完善运营准备核验项点,考核方式为出具相关体系文件和资质证明。
维修体系
核查车辆维修制度文件是否齐备,包括车辆维修制度,车辆各级检修规程,对车辆故障信息分周期的记录、分析、纠正和预防措施,对车辆系统与部件改造信息的说明和记录;核查车辆维修人员证件是否齐备,包括检修人员上岗证、特种设备操作证、特种设备人员资格证以及培训台账。
隐患管理
核查车辆隐患管理文件是否齐备,包括隐患分级和对建设遗留危害的临时措施管理台账。
车辆运行管理
核查车辆运行规章是否明确、核查车辆操作规程是否准确、使用、核查驾驶员证件是否齐备。

《城市轨道交通初期运营前安全评估管理暂行办法》的落地,为相关工作提供了充分的政策支持。这意味着城市轨道交通单位必须重视安全评估,提前做好准备,并严格执行基准管理,将国家相关规范落实到建设、运营筹备的每个环节,在实践中不断总结,完善评估体系文件,以提升城市轨道交通的运营安全和服务水平。
需要注意的是,安全评估规范是参照地铁制式车辆特点来制定的,部分评估指标对于轻轨车辆来说有所偏颇,而对于全自动无人驾驶地铁系统来说,考虑到其安全等级要求较高,规范内容又不全面,建议依据不同车辆制式的特征和对安全等级的要求,由主管部门组织相关单位对既有规范进行必要的修改和补充。
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