信息化技术在地铁运营安全控制体系中的应用

张 立

（深圳市地铁集团有限公司，518026，深圳∥工程师）

城市轨道交通是大客量、高密度的交通工具和客流密集的公共场所，一旦发生突发事件，会直接影响乘客的生命安全，其对社会、经济的影响也十分巨大。因此，如何保障城市轨道交通运营安全和构建运营安全控制体系是城市轨道交通运营安全控制的重点。

在我国已运营或在建的城市轨道交通线路中，涉及运营安全的设备，如信号、通信、安防、智能综合监控系统等，在各地的功能和定位不尽相同，采用的防灾系统和设备技术水平也参差不齐，不能形成统一的技术基础，因此，各地对地铁运营的安全预防和控制都有待加强。

近年来，电子技术、信息技术和控制技术的飞速发展，为提升城市轨道交通运营安全的水平提供了技术支持。要进一步提升城市轨道交通运营安全控制管理的水平，除了采用应急组织行动等传统管理手段外，可从高科技、信息化和智能化的技术装备等方面入手，采用安全化的智能装备，配以应急预案的管理对策，建立和健全新的城市轨道交通运营突发事件安全控制体系，为城市轨道交通运营安全控制管理提供新的思路和途径。

1 信息化技术在运营安全控制体系中作用

通过对国内外的轨道交通典型突发事件分析可知，轨道交通突发事件由内部因素和外部因素两大方面因素所致。内部因素主要是指设备设施故障或人为误操作等；外部因素主要是指恐怖袭击、乘客携带违禁品、自然灾害、外界突发事件等。如将轨道交通作为一个大系统来分析，突发事件发生的直接原因可归为人、设备、环境，而管理缺陷则是造成事故的间接原因。在人、设备、环境、管理，这四者中任何一个出现问题，都会导致事故发生，同时管理因素制约着其他因素。管理因素或管理因素与其他因素耦合会形成隐患或故障，人在主观上表现出的不安全行为会直接导致突发事件的发生。防止运营突发事件发生或者减少运营突发事件带来的损失，在很大程度上取决于轨道交通运营管理的安全控制技术装备和应急处置的管理水平及效率。仅靠传统的技术装备和管理手段很难作到迅速发现、快速反应、有效处置，对造成的危害程度、影响范围等也难以得到有效控制。

智能化技术装备通过采用智能化、信息化的技术和平台设备，将报警系统与智能救灾装备两者自动结合，达到在第一时间报警的同时也在第一时间启动救灾，使运营的突发事件处在日常受控状态。

2 信息化技术在深圳地铁运营安全控制中的应用

深圳地铁一期工程通过采用信息化技术与智能化装备系统，实现了运营安全控制体系的综合自动化监控，建立了信息化共享平台，并率先采用隧道感温光纤火灾预警监测系统、七氟丙烷气体自动灭火系统、超长余辉蓄光自发光安全疏散标志系统等，填补了国内地铁运营安全管理中的多项空白。

2.1 信息化深度集成综合监控系统

深圳地铁首创将地铁智能设备监控系统、智能防灾报警系统和智能电力自动监控系统深度集成为一体，统一服务器、统一软件平台，形成了我国第一个地铁信息化深度集成综合监控系统。各系统既能互不影响地独立运作，又能信息共享和子系统间的信息无障碍传递，从而实现了深圳地铁全范围综合监视与协调控制。系统共有监控点130 000个、中央级站1个、车站级站21个，全面监控和管理深圳地铁的中央控制中心（OCC）大楼、车站、隧道区间、110kV主变电站，以及通风、空调、电梯扶梯、屏蔽门、照明、人防门、给排水、供配电、火灾报警等机电设备，并与行车系统、乘客咨询系统、大屏幕投影显示系统、气体灭火系统、隧道光纤温度检测系统、通信系统等接口互联，构建了一个全方位的信息共享平台。平台不仅实现了各设备系统间的信息资源共享，还可在运营突发事件的应急处置中接受综合监控系统发出统一的模式控制指令，统一协调所有设备系统，实现相关设备系统的联动控制，使城市轨道交通的运营安全在一定程度上处于受控状态。该技术的集成创新应用，提高了运营设施和设备的火灾预警和报警能力，提高了防灾和救灾设备系统的快速响应和自动联动的反应能力。

信息化深度集成综合监控系统与已开通的其他地铁自动化监控系统相比，具有如下显著特点：一是集成范围最大，全线监控管理的总物理点数超过13万个点；二是集成深度最深，从OCC顶层直到终端控制器端子排；三是该系统对国情的适应性、可靠性优于进口系统，在车站级、网络、中央级采用一体化软硬件平台，大幅降低了设备投资，并实现了多功能、多领域的综合集成监控，是地铁运营管理高度智能化的集中表现，达到国际先进水平，填补了国内的空白。

信息化深度集成综合监控系统，实现了地铁机电设备系统及整个地铁运营监控管理系统的联动，从自动监测火灾，到安全装备系统迅速自动投入救灾，能在10s内完成，提高了运营设施和设备的火灾预警和报警能力，极大地提高了防灾和救灾设备系统在紧急状态下的快速响应和自动处理能力，保证了地铁设备运营与乘客的安全。

2.2 集成应急控制系统

基于深度集成综合监控系统平台基础上，构建了针对地铁典型运营工况的应急控制系统（技术指标见表1），为地铁运营提供了一个综合的后备应急监控操作手段，将地铁车站紧急后备监控的功能要求和重要性提高到前所未有的高度。该系统首次体现了集成的车站紧急后备监控设计理念，在同一个物理平台上，集中布置安装和地铁紧急运营工况有关的的消防系统、环控风系统，以及照明场景、屏蔽门、电扶梯、AFC（自动售检票）闸机释放、信号系统等的后备控制与显示设备，将后备监控功能、系统构架、人机接口设备和车站控制室的工艺布局进行一体化，按照人机工程学设计原理创造性地采用集成后备盘，构建了一个涉及地铁多专业的后备监控系统，并首次在国内投入使用，为深圳地铁安全运营构建了一套完备的车站级应急指挥调度系统。

表1 集成应急控制系统的主要技术指标

车站应急监控系统提供了运行安全的保证，实现了火灾情况下能快速进行防灾、救灾，在阻塞情况下能疏导、疏散乘客，保证乘客安全，保证地铁运营安全。

2.3 信息化共享平台

信息化深度集成综合监控系统为深圳地铁构建了一个实在的信息化共享平台。该平台将数据储存在统一的数据库内作为全线信息共享的基础，其硬件平台由中央级、车站级和现场级综合监控系统构成。当网络发生故障时，车站级综合监控系统可以保持相对独立的工作，在车站控制室设置的综合后备控制盘，用作备用监控独立的信号通道，以支持车站的关键监视和控制功能，确保了系统的安全可靠。考虑了各种可能发生的事件，即使在最不利的情况下，仍然可以通过人工操作实现灭火、防排烟等功能。其软件平台从逻辑上分为三层结构：采集层、服务层、人机界面层。各层之间通过网络平台进行连接，各车站和上层监控中心之间通过骨干网进行连接，是一个以网络为核心、分层的、开放的、面向应用的软件平台，形成了一个地理分散的综合监控系统软件平台。信息化的共享平台不仅实现了各设备系统间的信息资源共享，还可以在运营突发事件的应急处置中接受综合监控系统发出的统一模式控制指令，统一协调所有设备系统实现相关设备系统的联动控制；且可在控制中心设立应急指挥中心，全方位了解各设备系统的运行状态，提升了处置突发事件的可靠性和效率，为城市轨道交通的运营安全控制提供了新的技术手段，从而使城市轨道交通的运营安全在一定程度上处于受控状态。

利用信息化共享平台可以在火灾、阻塞、大客流等事件发生时，使设备报警和联动控制的相关设备自动投入救灾，从而实现运营范围的安全控制和应急处置。

2.4 地铁隧道感温光纤火灾预警监测系统

深圳地铁一期工程首家采用地铁隧道感温光纤火灾预警监测系统，用于保护全线地铁隧道内的人员和设备的安全。感温光纤铺设长约61km，在中央控制室设置1个监控站，各车站控制室均设置1个监控站。该系统采用光纤分布式温度监测设备，对隧道火灾进行实时、连续、全方位的在线监测，彻底消除了地铁火灾检测的盲区和安全死角；技术指标先进合理，信息化、自动化程度高，响应时间快，安全可靠；具备很好的开放性和可扩展性，组网方式灵活；首次实现了从地铁隧道火灾报警、防排烟模式指令下达、相关防排烟设备动作，到执行结果反馈全过程的自动化。该系统首次实现地铁隧道连续空间温度场的监测、报警，实行火灾趋势预报、系统全线计算机联网、综合监控和信息化管理。自投入使用以来该系统运行稳定，操作维护简便，误报率和故障率低，软件程序及人机界面状态良好。该系统总投资646万元，被保护对象合计投资总额达142 574万元，是一个投资少、功能强的安全预警系统，为地铁的安全运行提供了强有力的技术支持。该系统是国产创新项目，与国外同类同档次产品比较，达到了国际先进水平，可节省投资70%以上，填补了国内地铁应用的空白。

2.5 七氟丙烷气体自动灭火系统

深圳地铁首次将国产七氟丙烷洁净气体灭火新技术应用在智能气体灭火系统中。七氟丙烷气体自动灭火系统的控制技术采用分布式智能灭火报警控制新技术，使系统具有自适应环境、自诊断故障、自由化报警、抗强电磁干扰等的能力，实现了动态在线、实施监控和预防性维修。其保护范围主要涉及地下车站的通信设备室、信号设备室、环控电控室、高低压变配电室、主变电所、控制中心内无人值守的机房和低压配电室、通信和信号用房及不能采用水喷淋系统的大部分设备用房。该系统是目前国内应用规模最大的七氟丙烷气体自动灭火系统，保护区超过200个，保护面积达2 000m2，保护设备价值超过4亿元，运营安全水平和管理效率也由此而得到了大幅度的提升。七氟丙烷气体灭火装置实现了国产化，拥有全部国内自主知识产权，其投资费用仅为国外同类产品价格的二分之一，与国外同类装置相比其水准高、造价低，填补了国内的空白。

3 结语

深圳地铁一期工程从信息化和智能化的技术应用入手，从技术防范和管理防范两个方面形成了运营安全控制的新体系，实现了预警系统的全覆盖，全面提升了运营安全的整体控制水平。

在智能安全控制设备的护航下，深圳地铁一期工程从2004年12月28日建成开通运营至今，已经实现了2 000多天的安全运营。

［1］简炼.深圳地铁装备系统的国产化创新［J］.都市快轨交通，2006，19（3）：7.

［2］简炼，董向阳，李新文，等.地铁智能交通系统研究与实践［M］.北京，中国铁道出版社，2007.

［3］深圳市地铁集团有限公司.城市轨道交通运行安全控制与应急处置研究［R］.深圳：深圳市地铁集团有限公司，2010.

［4］魏海洋.光纤光栅火灾检测系统在地铁区间应用的可行性研究［J］.城市轨道交通研究，2011（1）：73.