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摘要:
對城市軌道交通供電運行安全生產管理體系建設的多個方面進行了探討,并在城市軌道交通全線整體性供電運行防誤操作管理、接觸網檢修接地作業、工作票和操作票管理、設備巡檢、現場作業遠程視頻監護等方面提出了相應的建設思路。從全線考慮,整體性解決城市軌道交通供電系統的安全運行管理問題,以滿足城市軌道交通供電系統安全、規范、可靠的運行要求。
關鍵詞:
軌道交通;供電運行安全;防誤操作;直流驗電閉鎖;接地線管理;電子化開票;視頻聯動監護
城市軌道交通的安全運行離不開安全、規范、可靠的供電系統,供電系統是軌道交通運輸的核心,供電系統一旦產生故障或中斷,不僅會造成城市軌道交通運輸的癱瘓,而且還會危及乘客生命安全,給社會穩定和城市形象造成不良影響。因此,建立全線整體性供電運行防誤操作管理系統,較好地解決城市軌道交通供電系統整體性的安全運行管理問題,進一步提高供電系統的安全性和可靠性有著十分重要的意義。
1現有供電運行安全生產管理體系現狀
1.1現有接觸網電氣操作狀況接觸網主要的電氣操作是驗電和掛接地線。目前的接地線擺放缺乏技術手段進行規范管理,掛接地線前沒有強制驗電保障,掛接地線必須依賴專業人員,地線操作過程缺乏視頻監護。現有接觸網掛地線的作業流程如圖1所示。據統計,近年來,全國多個地鐵現場發生了掛接地線相關事故,例如:(1)2014年初,某地鐵單位變電所掛接地線發生事故,使現場操作人員遭受重傷;(2)2014年初,某地鐵單位在接觸網掛接地線的過程中發生事故,造成現場重傷一人;(3)2013年4月12日,某供電公司職工,在某35kV變電站羅屯線456開關消缺過程中,擅自移開圍欄,開啟后柜門作業,造成觸電,經搶救無效死亡。這些事故不僅給現場的作業人員帶來嚴重的人身傷害,還會造成現場設備的嚴重損毀,給軌道交通的正常運行帶來較大的負面影響。
1.2現有工作票管理狀況在工作票和操作票方面,目前大多采用的是人工管理模式,工作票、操作票靠人工手寫開票,導致作業準備時間長,效率低下,且未從源頭上保證作業內容的安全性,現有工作票、操作票的工作流程如圖2所示。此外,從城市軌道交通供電系統安全業務流程來看,涉及正常倒閘操作、檢修操作、掛接地線操作,這些業務流程沒有實現電子化,不能與工作票審批流程結合。隨著科技的進步、技術的發展,目前已可以通過技術手段來加強軌道交通現場供電設備維護的安全性,還可以通過自動化手段提高現場設備維護的效率。例如通過智能聯鎖技術,可以將原來相互分散和孤立的電氣設備緊密聯系起來,對于不符合條件的操作進行強制閉鎖,防止發生誤操作。此外,當前的視頻監控技術發展迅猛,各行各業已在廣泛應用,這給日常工作帶來巨大便利,城市軌道交通現場由于涉及到很多重要設備,日常運行及檢修過程中有必要進行實時遠程監視,以掌握現場的實時情況。
2供電運行安全生產管理體系建設
供電運行安全生產管理體系建設主要涵蓋全線整體性的供電運行防誤操作管理體系建設、工作票和操作票管理的電子化建設、安全高效的接觸網檢修接地作業模式建設、接地線的智能化規范化管理建設、巡檢作業的電子化建設以及現場作業遠程視頻監護建設幾個方面。系統組成如圖3所示。該體系建設需要解決的核心問題是利用技術性的防誤操作措施解決供電運行作業的安全性問題,利用電子化、信息化的管理手段提高供電運行中的作業效率問題。
2.1全線整體性供電運行防誤操作管理體系建設目前地鐵運營單位在供電運行安全管理方面大都制定了詳細、完善的管理措施,但現行的規章制度基本依靠人來保障執行,缺乏有效的技術保障。所以需要從全線考慮,用技術手段解決整體性供電運行防誤操作管理問題,實現包括電調監控中心(OCC)、維修中心供電部變電分部、維修中心供電部接觸網分部、車輛中心維修部檢修分部等多部門、多班組、多地點、多層次安全生產、協同工作及設備交叉作業的綜合防誤操作管理問題。
2.2工作票、操作票管理的電子化建設目前多數地鐵供電系統的工作票、操作票靠手工書寫,容易出現字跡潦草不清、出錯重寫等情況,開票效率低;工作票和操作票的審核、流程控制使用電話、傳真等傳統方式,操作順序靠人為控制,安全措施難于控制。軌道交通供電運行安全生產管理體系建設還需要考慮構建電子化的操作票、工作票管理平臺,能夠根據作業令生成工作票及相關的工作模版,實現電子化開票、防誤邏輯判斷、網絡流轉控制及管理功能,代替手工填寫紙質票的傳統工作模式,提高了工作效率。
2.3安全高效的接觸網檢修接地作業模式建設目前大多地鐵公司接觸網檢修接地作業中的掛地線操作和驗電操作之間操作順序僅僅在管理制度上進行了規定,并未實現嚴格的技術關聯。由于接觸網驗電和接地操作頻繁,又沒有技術手段進行有效的控制,所以誤操作事故時有發生。接觸網智能驗電接地裝置研究思路:通過一種智能裝置,融合在線驗電、人工驗電、接地操作等功能,并實現驗電和接地之間的安全聯鎖,保證接觸網帶電狀態下無法進行接地操作,確保接地操作安全。同時,簡化驗電、接地操作方式,僅在裝置上使用便捷的操作完成就地驗電和接地操作,而不采用傳統的驗電棒和接地棒直接對接觸網進行操作,提高工作效率。具體安裝示意如圖4所示。
2.4接地線智能化、規范化管理建設目前大多地鐵公司不管是變電所還是接觸網,對于使用的接地線缺乏有效技術性管理手段,需要時隨意使用,無法掌握地線在現場的使用情況,缺乏強制閉鎖,接地線漏掛、漏拆、誤掛、誤拆等情況無法監管。接地線智能化、規范化管理思路:通過智能地線柜和內置的地線管理器主機、地線檢測閉鎖機構來實現地線的強制閉鎖和規范管理。智能地線檢測裝置為安裝在地線上的無線通信裝置,能實現臨時接地線所掛接的地線樁的識別,并實時與遠方主機通信上傳地線位置與狀態。具體管理結構見圖5。
2.5巡檢作業電子化建設目前大多軌道交通運行管理單位雖有巡檢制度,但無技術措施保障巡檢制度的執行,無法監控巡檢人員是否按時巡檢或到位,不能及時了解巡檢結果和設備的缺陷狀態,對歷史數據的查詢、統計分析非常困難。電子化巡檢作業建設思路:設計一套電子化巡檢系統,規范設備巡檢標準,量化設備巡檢過程,保障人員巡檢到位,保證設備安全;通過電子化巡檢系統積累設備狀態數據,建立設備評價體系,為設備檢修提供依據,為輔助決策打下基礎,提高設備管理工作效率。
2.6現場作業遠程視頻監護體系建設目前大多地鐵公司在部分電氣設備場所安裝了攝像機,但主要功能是以環境、防盜監控為主,未實現現場電氣設備操作及告警的視頻聯動監護功能。所以,有必要研究一種遠程視頻監護技術,以實現對現場電氣設備操作過程的視頻聯動監護、告警聯動監視、巡檢聯動監視、事故錄像及回放等功能。通過操作視頻聯動監護功能,值班人員在監控中心對遠方設備進行模擬操作或遙控操作時,可以實時了解現場設備的操作情況以及相關設備操作前后的運行狀況,減少巡檢人員前往現場的頻度和時間,提高工作效率。
2.7系統配置及布置方案城市軌道交通供電運行安全生產管理系統方案如圖6所示。該系統各級管理職責分別如下:(1)OCC控制中心:OCC電力監控機房設有安全生產管理系統服務器,安裝系統軟件,實現全線變電站工作票、操作票、巡檢數據的集中管理與處理功能;服務器與OCC層SCADA系統通信,實現互傳遙信,遙控軟閉鎖功能。(2)變電工區:變電工區人員在系統工作站上根據作業令進行工作票的編制、審核,提交電調批準,并根據需要生成、打印相關指導性操作文檔。(3)接觸網工區:接觸網工區作為接觸網維護人員工作所在地,設置系統工作站及視頻工作站,以便檢修人員能及時對需要檢修操作的設備進行工作票辦理及操作票的生成和電子簽發,檢修班組人員可以對接觸網的接地點進行遠方視頻監視,實時跟蹤和檢測臨時接地線在現場所掛接的位置及狀態。(4)DCC檢調:DCC檢調負責車輛段庫區隔離開關、地線的防誤操作及視頻圖像監視,同時具備數據上傳OCC安全生產管理系統服務器等功能。另外,還具備模擬預演以及操作票開票等功能。(5)變電所:變電所實現模擬預演、操作票生成及視頻聯動等功能。(6)接觸網:接觸網現場設置可視化遠程驗電接地柜,安裝視頻攝像頭等設備,以便值班人員進行遠程接地或監視接觸網現場設備的運行情況。(7)車輛段檢修庫:車輛段檢修庫放置系統防誤元件以及視頻設備,對現場設備的操作進行邏輯判斷,同時可以通過視頻進行遠程觀察監控,能夠對現場人員進出平臺的情況進行實時安全聯鎖判斷以及安全警示,確保人員進出平臺的安全。
3新體系建設效益分析
城市軌道交通的安全運行離不開每天高質量的檢修,正常的運營維護一般在0:00~4:00之間的4h內進行,目前僅檢修前的停電時間需要1.5h,有效的維護檢修作業時間僅剩2h左右。軌道交通供電運行安全生產管理系統的投入使用,能夠將檢修前的停電時間縮短到0.5h,有效的維護檢修作業時間提高到3h左右,正常維護檢修作業時間得到了保障,提高了檢修質量,降低了設備的故障概率,行車的安全性、可靠性得到了保證。
4工程應用分析
目前國內已有多個地鐵公司,如廣州地鐵、寧波地鐵等進行了較為完整的軌道交通供電運行安全生產體系建設,搭建了一套城軌交通供電運行安全生產管理系統,實現了包括城市軌道交通供電系統整體電氣設備的防誤操作管理、工作票和操作票的電子開票及網絡化流轉、接觸網直流驗電閉鎖、接地線管理、接觸網智能驗電接地、遠程視頻聯動監護等功能,解決了城軌交通供電系統整體性的安全運行保障問題。與傳統的微機防誤系統相比,該系統在多個方面具有明顯的優勢,對比情況見表1。由表1可知,城軌交通供電設備安全生產管理系統作業安全保障最全面,流程管控最完整;該系統節省作業準備時間2h以上;且接地作業操作安全性最高;每次接觸網接地操作時間與傳統微機防誤系統比可節約1倍以上。
5結語
軌道交通的安全運行離不開安全、規范、可靠的供電系統,目前地鐵運營單位主要依靠詳細、完善的各種規章制度與管理措施來保障供電系統的安全運行,缺乏有效的技術保障,另外,部分流程未實現電子化管理,效率較低。所以,為保證供電系統的安全可靠運行,有必要從全線考慮,利用技術手段整體性解決軌道交通供電運行安全問題,同時縮短作業時間、提高工作效率、規范管理。因此,從目前的軌道交通供電運行管理現狀來看,運行單位迫切需要建設一套程序化、網絡化、可視化的供電運行安全生產保障體系,同時應推進該體系的標準化建設工作,以實現軌道交通安全、高效率、低成本的運營目標。
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作者:蘭慧峰 芮學寶 單位:青島地鐵建設分公司 中鐵電氣化勘測設計研究院有限公司