一般將地鐵車輛的司機警惕裝置（即“DEAD MAN”裝置）安裝在司控器主手柄頂部，采用自復位按鈕型式，在人工駕駛模式下要求司機一直按壓該按鈕，如果松開該按鈕，列車就立即失去動力，松開超過一定時長，列車將自動施加緊急制動，直至列車最終停車為止。

警惕功能可在司機發生意外時，有效保證列車的運行安全。鑒于現代有軌電車和地鐵車輛運行環境及條件的差異性，本文從操作便捷性、安全性及人性化角度出發，為現代有軌電車車輛提供一種司機警惕系統的控制邏輯，改變了僅依靠司控器上的警惕按鈕進行司機狀態監控的方式，使之更加靈活而有效。

1 地鐵車輛警惕功能

在人工駕駛地鐵車輛過程中，司機需時刻按下主手柄上的警惕按鈕，一旦松開，司機室蜂鳴器就會發出鳴響，同時列車卸掉牽引力惰行運行，如果松開時長大于4s，列車就會觸發緊急制動直至列車停車。

1.1 地鐵警惕電路分析

警惕功能由司控器主手柄上的司控器警惕按鈕、延時斷電繼電器、零速繼電器、列車控制單元（vehicle control unit, VCU）/牽引控制單元（traction control unit, TCU）及牽引電制動執行電路組成。 圖1所示是司機警惕按鈕功能的核心電路示意圖。

圖1 地鐵車輛警惕功能核心電路示意圖

如圖1所示，當司機按下警惕按鈕時，延時斷電繼電器KM1得電吸合，且在車輛沒有起動的情況下V＞0觸點閉合，KM2繼電器一直得電，其觸點閉合，故KM2與KM1的觸點及自身觸點形成自保持電路，同時將牽引命令和緊急制動緩解命令發送給VCU/TCU。VCU/TCU在收到上述命令后牽引動車，此時列車具有一定速度，V＞0觸點斷開，KM2依靠自身觸點自保持得電。

當司機松開警惕按鈕，在一定時間內延時斷開繼電器KM1觸點將不斷開，KM2繼電器仍處于自保持狀態，但是VCU/TCU收不到牽引命令，同時緊急制動緩解命令仍然有效，車輛無牽引力又不施加制動，故處于惰行狀態。

司機在松開警惕按鈕超過4s后，如果仍未按下警惕按鈕，則KM1觸點斷開，KM2繼電器的自鎖狀態也將解除，KM2的觸點都將斷開，VCU/TCU收不到牽引命令而收到了L_緊急制動命令，車輛將施加緊急制動，在車輛未停穩、零速命令沒有恢復前，KM2繼電器將始終處于斷開狀態，直至列車停穩，零速V＞0觸點閉合，KM2才能重新得電。

1.2 優缺點及適應性

由上述分析可知，警惕電路是一種經典的地鐵車輛警惕觸發機制，它的觸發方式單一，僅有一個觸發來源，即司控器主手柄警惕按鈕。且警惕機制觸發后至列車施加緊急制動的時間（警惕時長）是固定值，無論列車處于高速行駛還是低速行駛，都按照固定時間4s觸發，雖然時間繼電器時間參數可調，但調整后仍然是一個固定值。

這種警惕觸發機制雖然有其自身的缺點，但是在地鐵車輛應用上卻沒有問題，因為地鐵車輛大部分時間工作在自動（ATO）模式，這種模式下的警惕機制將被旁路而由信號系統設備代替司機操作列車，車輛也不會實時監控司機生命體征狀態，故雖然有上述的缺點，但對運營來說影響并不突出。

2 現代有軌電車警惕功能設計

2.1 現代有軌電車車輛特點

現代有軌電車車輛一般采用人工駕駛模式，車輛與社會各種汽車在馬路上混跑，路況復雜，對司機的要求非常高，如果仍然采用上述警惕機制工作，司機勞動強度和舒適性就將得不到保障。

新的警惕機制將不僅依靠司機控制器上的警惕按鈕進行司機狀態監控，而且要依托現代有軌電車強大的列車控制網絡功能，擴大對司機狀態項點的監視，同時也將調整警惕時長，使司機觸發警惕設備的頻率隨車速變化而變化，實現列車警惕裝置的動態觸發，使其更加靈活和有效。

2.2 列車網絡結構

現代有軌電車的列車控制和管理系統（train control and management system, TCMS）由多功能車輛總線（multifuction vehicle bus, MVB）網絡及大量I/O模塊構成，它將收集列車所有系統及按鈕旋鈕信息，并將該信息轉換為MVB網絡數據流傳遞給VCU/TCU，由VCU/TCU統一運算后發列車各個子系統執行，這樣就為警惕機制通過網絡系統實現創造了必要的環境。

2.3 警惕功能的設計

1）警惕觸發條件的選擇

在司機臺上選取新增的司機狀態監控項點，需具備兩個重要特點：①均能通過TCMS系統對其進行監控；②在司機臺范圍內，該功能使用頻率高且都與司機動作強度相關。表1統計了符合條件的司機監控項點。

表1 司機臺區域列車功能及使用率

根據表1對司機臺按鈕及功能使用情況的分析，適用于現代有軌電車警惕機制觸發方式的功能主要有：獨立警惕裝置按鈕、司控器主手柄角度改變、主手柄警惕按鈕、電笛按鈕、磁軌制動按鈕和撒沙按鈕。結合現代有軌電車列車控制網絡結構，搭建有軌電車警惕系統的控制電路，如圖2所示。

2）警惕時長的設置

現代有軌電車的警惕機制除了增加上述對司機狀態的監控項點外，還從司機操作舒適性出發對警惕時長進行了科學的設定。

圖2 有軌電車警惕系統控制電路圖

由于所有觸發警惕機制的條件均接入TCMS，由網絡系統統一進行管理，故使列車在不同速度下調整不同的警惕時長成為可能。具體的調節按照速度分三段式，即

式（1）

根據三段式的速度設定，列車速度越低，警惕時長越長，司機可以松開警惕的時間也越長；列車速度越高，要求司機注意力高度集中，司機松開警惕的時間要求也越短。圖3所示體現了這種警惕時長與列車速度的關系曲線。

圖3 警惕時長與列車速度的關系曲線

2.4 警惕系統的邏輯說明

在確定了司機狀態監控項點和警惕時長的邏輯后，VCU/TCU即可以執行圖4的核心工作流程。

列車在行駛過程中，VCU/TCU實時監控司機狀態監控項點中的5個條件，一旦檢測到5個條件都未被觸發，VCU/TCU就將首先判斷當前列車的速度區間，根據不同速度區間鎖定警惕時長，在警惕時長即將結束（2s內）時觸發司機室蜂鳴器鳴響以提示司機，若此時司機觸發了5個條件中的任意一個，則VCU/TCU將重新檢測，若司機聽到鳴響后仍未觸發司機狀態監控項點，則列車將觸發緊急制動，直至停車為止，無論過程中觸發條件是否恢復。

圖4 核心工作流程

結論

本文司機警惕機制的設計電路及邏輯原理符合現代有軌電車人工駕駛及司機舒適性的要求，其觸發條件多變，警惕時長也可以根據當前列車運行速度進行調整，是現代有軌電車警惕機制的發展方向。該技術已在淮安儲能式低地板項目、武漢大漢陽低地板項目及深圳龍華低地板項目中均被使用。最早使用該技術的廣州海珠現代有軌電車項目，已上線運營5年，目前應用效果良好。