轨道交通安全联锁管理系统 (功能上类似电力五防系统)
安全联锁管理系统,是为了保证地铁车辆在检修作业过程中人身、设备安全 而设的。检查作业人员需要上车顶进行作业,由于供电电网是 1500DC 电压,一 般传统挂锁无程序性,如果管理不完善、操作不当,就会造成人身伤亡,威胁人 员生命和设备安全。因此需要在车辆段配置一套安全联锁管理系统,保证操作人 员在接触网无电时才能进车顶平台或上车顶作业以及确保车顶平台和车顶无人 时才能给接触网供电。
(1) 安全联锁管理系统功能要求
1) 系统组成
安全联锁系统将现场操作流程转变为计算机逻辑控制规则,由系统后台根据 现场实时状态进行整体的逻辑判断和控制,包含:安全联锁管理子系统、接地与 验电管理子系统、平台门控管理子系统、两票管理子系统、平台作业安全警示子 系统、综合操作屏子系统、视频监控及联动监护子系统等。
实现车辆段库区停送电操作及登台检修作业全过程安全管理功能。从技术上 保证停送电操作及登台检修作业过程中的人身安全和设备安全。
将现场操作流程转变为计算机逻辑控制规则,由系统后台根据现场实时状态 进行整体的逻辑判断和控制。
系统可采集车辆段内作业相关设备的实时状态和操作信息,包括隔离开关、验电点、接地点、检修平台门等,并在后台显示。
实际操作前,应在系统工作站上模拟、开票,生成符合防误逻辑的操作序列 并传送到电脑钥匙,操作人员拿电脑钥匙进行解锁和操作,保证作业过程正确。
实现库区各股道接触网停送电、安全措施到位情况和检修平台门的技术关联 及闭锁管理,确保检修人员的人身安全和车辆设备安全。
实现库区接地线的强制管理及地线状态实时监测,解决了地线的误挂、漏挂、 误拆、漏拆等问题。
实现库区接触网挂接地线前强制验电,同时实现验电过程的远程监控。利用 LED 显示装置等辅助手段,对接触网、检修平台作业状态提供直观显示 和告警,以确保检修人员安全作业。
2) 系统主要功能
A. 安全联锁模块
安全联锁是将电气设备的操作规则转变成计算机识别的防误闭锁逻辑规则, 然后在相关设备上加装各种防误锁具,形成闭锁。操作前必须在系统工作站上通 过模拟预演对操作步骤进行闭锁逻辑判断,生成实际操作票,传给电脑钥匙。现 场实际操作时,运行人员按照电脑钥匙的提示,依次对设备进行操作。对不符合程 序的操作,设备拒绝解锁,操作无法进行,从而防止误操作的发生。
安全联锁模块应从技术上采取可靠手段,在权限管理、唯一操作权、模拟预 演、逻辑判断、设备强制闭锁、等方面进行全面、完善联锁管理,避免人为不确 定因素,防止电气误操作。同时还应实现对隔离刀闸的强制闭锁和状态采集,接 地线的强制闭锁和存取管理、挂接地线前的强制验电、地线状态的实时采集、地 线挂拆过程的实时监控、库内接触网维护接地与停送电操作及检修流程的安全联 锁等功能。
系统应配置一套紧急解锁钥匙用于系统故障退出或解决紧急情况下的机械 解锁,并配置钥匙管理机用来对紧急解锁钥匙进行有效管理。
各组成组成情况:
工作站配置
在运用库内运转调度室检修调度配置两套系统工作站,主机上绘制运用库及检修库内各股道及检修平台的示意图,图上有操作相关的所有设备,如隔离刀闸、 验电点、接地点、检修平台门状态。通过无线网络和测控装置采集,可在工作站 上反馈设备状态与各种信息量,直观、清晰。
电脑钥匙
电脑钥匙接收工作站开出的操作序列,现场操作时,运行人员按照电脑钥匙的提示,依次对设备进行解锁操作。操作过程中具有文字、语音提示,对不符合 程序的操作,设备拒绝解锁,操作无法进行,从而防止误操作的发生。
隔离刀闸闭锁
运用库及检修库外的隔离刀闸是就地手动操作,应采用机械编码锁进行闭锁,机械编码锁安装于手动隔离开关操作机构箱上,只有当机械编码锁打开时,才能 打开操作机构箱对该隔离开关进行手动操作。
隔离开关检测系统应能实现对现场隔离开关的位置检测,隔离开关位置检测可通过状态检测器来实现。状态检测器安装于隔离开关的操作机构上。当隔离开关完成操作后, 将电脑钥匙插入位置检测器内,可以检测开关的位置状况,该位置信息作为下一 步操作的必要条件,同时电脑钥匙将检测到的位置信号通过无线网络传到系统主 机。此外检修平台对应的轨道隔离开关,还需通过辅助节点采集确定隔离开关位 置。
紧急解锁钥匙管理
当现场需要紧急操作或系统出现故障时,系统应支持万能钥匙紧急解锁操作,为防止操作人员随意使用万能解锁钥匙解锁,造成误操作,使用钥匙管理机对其 进行强制管理。批准方式有刷卡、密码、网络、短信等方式控制是否允许开启箱子,并实现 每把解锁钥匙的单独授权和单独解锁。从而保证存放在钥匙箱里的解锁钥匙不能 随意使用,而且所有的钥匙存取记录将详细准确的记录下来。同时钥匙管理机应支持管理门禁子系统的门禁卡,为门禁卡管理提供科学化 的管理手段。
B. 接地及验电管理
为了方便地线取放操作,应将地线分组闭锁在停车列检库工作点附近,通过闭锁锁具及附件对地线进行强制闭锁。执行挂接地线操作时,可在工作地点就近 地线存放位置解锁取走地线,并挂接到地线桩上。操作过程中,电脑钥匙记录地
网络上报系统工作站。 组成分散式地线闭锁装置:实现对临时地线的强制闭锁,安装位置灵活,操作方 便。
地线桩及接地支架:实现对地线挂接位置的强制闭锁。
验电器:配合电脑钥匙实现挂接地线前的强制验电操作,验电器需能实现与 电脑钥匙的点对点通信功能,将验电信息发送给电脑钥匙,确保电脑钥匙接收到 无电信息后才能进行地线桩解锁操作。
无线网络:地线管理系统无线网络采用 UT-NET 低功耗蜂窝型工业无线网络, 含网络控制器、无线路由器等设备。
功能对运用库及检修库内临时接地线进行强制闭锁和规范管理,防止地线的误挂、漏挂、误拆、漏拆。实现运用库及检修库内挂接临时接地线前的强制验电。实现接地线状态的远程上报及地线操作过程的远程监视。接地桩、验电桩设置 在来电方向侧,轨道旁安装验电桩和接地桩,安装方式可采用焊接或卡夹方式,具体安装方式在设计联络会讨论。
C. 平台门控模块
运用库及检修库内车顶检修平台进出门设置安全门控装置,实现平台门与检 修安全相关设备的安全联锁管理,接触网带电和未做好安全措施时,不允许作业 人员刷卡开门。
系统根据当前设备状态自动进行逻辑判断,只有满足上检修平台作业条件时,线的挂接位置,并通过无线网络将地线挂接信息上报到系统工作站记录显示。拆除地线操作时,电脑钥匙同样记录地线的拆除位置等信息,并通过无线才授权允许刷卡,作业人员通过刷卡可以进、出作业门。作业平台人员数量、进 出作业门刷卡时间等信息通过通讯总线输入到控制室计算机进行记录。
D. 工作票/操作票模块
本系统的操作票、工作票模块,应能将目前的人工填写纸质操作票模式,转换为开票过程电子化、流程管理网络化的模式,提高工作效率。应能实现填写的 规范化、流程的网络化、管理的信息化。操作票子系统还应能与安全联锁子系统 无缝结合,实现开票和安全联锁一体化。
E. 安全警示
在库内检修平台两端位置(视现场实际情况定),对应每股道设 LED 显示屏,显示接触网通电状态,用于对作业人员进行安全警示,以红色“有电”和绿色“无 电”显示接触网是否有电。LED 显示器的作用主要是提示靠近人员相应股道接触 网是否带电,是否有触电危险。同时设置安全警示装置和作业指示灯,以声、光 的形式对作业人员进行安全警示,供货商提供声光警示方案效果图和方式,由车 辆段管理部门确认为准。
F. 视频监控及联动监护功能
视频监控及联动监护子系统由嵌入式网络硬盘机、视频工作站、网络高清摄像机等组成,同安全联锁子系统系统相结合,实现模拟联动、操作联动和告警联 动,通过视频远程实时跟踪操作情况,包括设备操作的到位情况,远程设备查看, 达到远程视频监护和安全管理的目的。摄像机应采用球型机与固定机相配合,球 机具备转动、焦距调整等远方控制功能。库区内摄像机的安装位置和数量应满足 检修作业安全联锁管理需求。
G. 智能视频分析功能
隔离开关状态视频智能分析:系统通过网络高清摄像头实时监控隔离开关动作情况,能根据视频图像智能识别隔离开关分合状态,并和隔离开关辅助接点遥 信状态形成不同源判断,结果不一致时,系统自动推出告警信号。检修平台出清检测视频智能分析:接触网送电前系统通过视频智能分析技术 自动判断相应检修作业平台上的人员或工器具等物品滞留情况,发现人员或工器 具等物品滞留时系统自动推出告警信号。后台收到视频信号到显示分析结果时间:≤3S 基于视频的目标图像识别准确率:≥90% 图像存储质量不低于 CIF 格式(352*288) 图像压缩质量不低于 CIF 格式(352*288) 视频信号制式为 PAL 或 NTSC 图像传输速度≥25 帧/S图像显示分辨率达到 4CIF 格式(704*576)
H. 综合操作屏功能
在控制室配置一面综合操作模拟屏,可采用嵌墙或挂墙式安装,用于直观显示库区股道、接触网及检修平台的各种信息量。 操作模拟屏上应有库区检修平台及对应股道的示意图,图上有操作相关的所有设备,比如隔离刀闸、验电点、接地点、检修平台门,以触摸式灯开关屏为显 示界面,通过网络采集,实时反馈设备状态。操作模拟屏上还应有各种光字牌, 可直观显示各种信息,包括接触网是否带电、是否接地、检修平台是否有人工作 等信息。
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