地铁区间排水泵远控方式分析优化

地铁区间排水泵远控方式分析优化

朱之文

南京地铁运营有限责任公司

摘要：地铁区间水泵作为一项重要的保障设备，在地铁隧道区间排水工作中起着关键作用。使用中，如果无法实现对区间水泵的有效启停控制，就会导致水泵出现空转以及电机烧毁等问题，严重时还会导致区间积水无法及时排出，造成淹轨，最终对行车安全造成影响。因此，现阶段地铁安全运营面对的重要问题是如何实现对区间水泵控制方式的不断优化，促使其实现正常运行的目标。本文主要以南京地铁二号线某区间水泵为例，对远程控制方式进行探究与分析。并在客观分析其不足的基础上，制定有效的整改措施。这对区间水泵远程控制工作的顺利开展具有推动作用。

关键词：水泵；远程控制

引言：

地铁二号线某区间内共安装三台排水泵，降雨积水时在隧道区间内起排水作用。水泵本体控制柜与BAS及综合监控系统的有效接入，是对区间水泵进行远程自动控制的前提。当水泵接入BAS系统后，水泵运行数据可实现对车站以及中央级监控系统的实时反馈，其中主要有电源控制、水泵启停状态、水位监测以及故障报警等内容，方便车站值班员和控制中心调度人员在最短的时间内发现问题，通知专业人员维修。同时车站值班员或调度也具备远程启停的权限，可及时对水泵进行有效的控制，保障设备的安全与稳定运行。

1．区间水泵控制方式简介

就地级及远控级是水泵控制工作的两个常见级别。在设备现场进行控制就是就地级，主要是在现场通过水泵控制箱对水泵的开关进行控制。远控是指车站值班员或控制中心调度通过对BAS系统或综合监控人机界面下发指令的方式控制水泵的启停。值班员或调度人员的远程启停工作主要是对水泵的运行效率以及安全进行保障[1]。

2．远程控制原理及存在的不足

目前现有的区间水泵远控方式为：同一区间内一组泵共用同一个“启动”与“停止”指令。在正常情况下，区间一组泵内的各个水泵保持同一运行状态，同时开启或停止。由于各水泵无独立的状态反馈信号，设计时取现场1号水泵的运行状态作为整组运行的依据，实现对BAS以及综合监控系统的反馈。为了防止人员对设备的远程误操作，软件在设计时对相应的水泵操作设置了相互闭锁，也就是说如果现场水泵状态为启动时，信号反馈至BAS系统界面。人员查看时“启动”操作为灰色，操作人员不能通过BAS界面对其进行启动操作，只能下发“停止”指令。同样在现场水泵为停止状态时，信号反馈至BAS系统界面。“停止”操作为灰色，操作人员只能通过BAS界面下发启动命令，这种控制方式可以有效掌握设备目前的运行状态，对操作失误现象的避免有重要作用。

在1号水泵正常运行的状态下，即使2、3号水泵出现故障，操作人员仍可通过BAS界面上启停指令对其进行正常的指令下发并且反馈。但是该种运行模式也存在一定的缺陷，因整组水泵共用1号水泵的信号反馈，如在整组水泵运行过程中1号泵状态异常，停止运行，在BAS界面上显示为“停止”的状态。远程操作人员无法通过人机界面实现停止2、3号泵的目标。如区间积水已经排出后，2、3号水泵持续运转会导致空转，电机烧毁，最终导致另两台水泵也发生损坏。由于远程操作无法进行，而水泵位置在区间隧道中，在运营期间操作人员无法进入轨行区到水泵现场进行就地级的操作，所以一旦负责信号控制反馈的水泵在正常运行中出现故障停止，也会对其他两台运行中的水泵操作造成影响，存在相当大的安全隐患[2]。

3.优化方案比选

3.1方案一

对区间水泵控制线路经行修改，增加反馈点位，并重新对2、3号泵布线，实现2、3号泵的状态与BAS以及综合监控系统的单独反馈。在BAS及综合监控软件人机界面上做修改，实现不同水泵的单独控制。本方案可实现对上述问题的有效解决，同时不会出现调度员操作失误的现象，但是实际改造面临相当大的实施难度。不仅需要购买设备，布线工作需要从区间水泵开始，逐步向车站延伸，施工时会受到作业时间以及现场条件的多种因素限制，人工成本过高。在实际实施过程中面临一定的要求与挑战。

3.2方案二

通过修改软件控制的方法，在综合监控软件中取消其整组泵启停按钮的互锁。使用SystematICS软件，对水泵控制的逻辑关系经行修改，将CurrentState显示为“1”的项目Allowed配置全部改为Yes。该种方案不需要对现场水泵和控制模块进行改造，只是针对综合监控软件配置进行单纯的修改。在软件人机界面上也无需进行修改，工作量较少，改造周期短且能节约大量人工成本。需要注意的是，在此种修改之下，人机界面上的水泵控制按钮不再实现互锁的目标。完全处于一种可操作的状态下，会有一定的操作失误隐患出现。

3.3方案的比选

通过对上述两种方案进行分析对比。现行的控制机制主要是对水泵本体进行保护，最大限度避免操作失误现象的出现。由于水泵本体应具自我保护功能，讨论后认为可以在功能方面取消互锁。结合改造周期和成本投入因素最终决定使用第二种方案进行优化改造。改造完成后开展一系列的测试，对操作失误现象制定有效的预防措施。

4.方案实施及结果分析

首先自动化人员对软件逻辑控制进行修改，修改完成后风水电、自动化人员到达现场对设备控制进行共同的测试。我们可通过模拟1、2、3号泵故障的方式操作人员在现场下发启动或者是停止的指令观察另两台泵的状态。测试结果显示，当1号泵出现故障时2、3号泵依旧可以实现正常启停的目标[3]。如果2号、3号泵出现故障，其他水泵正常启停的目标不会受到影响，可实现水泵间正常使用。其次是针对误操作情况进行测试，也就是说在水已泵运行的情况下对启动指令进行再次下发，水泵停止时也需要对停止指令进行再次下发。通过对现场水泵状态观察以及反馈数据进行分析后发现，并没有异常存在，也不会影响到现场设备。

此次改造完成后，我们还进行了一个月的设备观察。在此期间，水泵远控互锁功能被关闭，但是没有任何次生故障出现，现场设备功能保持正常。满足了远程监控和操作设备的需求。水泵远控操作时所存在的缺陷可得到较为有效的解决，提升了区间排水系统的安全性和可靠性。

结语：

区间行车安全会受到多种客观因素的影响，区间水泵功能的实现与正常运营之间存在着不可分割的密切联系，这可充分说明区间水泵的重要性与必要性。本次优化工作主要是针对一组多泵在远控时存在的缺陷进行改造，提升了区间水泵运行的可靠性，减小了故障发生的影响。相关部门以及工作人员必须提高对地铁区间水泵远程控制工作的重视程度，借助必要措施与手段实现对缺陷的有效整改完善，消除隐患。

参考文献

[1]刘云辉，彭雄略.广州地铁区间排水系统水泵控制优化改造[J].科技风，2014（7）：5-6.

[2]廖权明.水量实测法校验地铁区间隧道水泵实际工况[J].城市轨道交通研究，2014，17（5）：154-155.

[3]李晓英，杜香刚.地铁区间泵房下穿既有地铁结构冻结加固技术研究[J].铁道建筑，2015（2）：58-61.