點式列車自動保護模式下的緊急停車、跳停缺陷及解決方法

黃小林

(西安地下鐵道有限責任公司，710016，西安∥助理工程師)

7·23甬溫線動車事故后，上海軌道交通10號線又發(fā)生9·27列車追尾事故，公共交通的安全性已成為一件敏感的事。面對國內(nèi)多樣化的軌道交通信號系統(tǒng)，有必要研究系統(tǒng)缺陷并提前制定具體的應對措施。浙大網(wǎng)新信號系統(tǒng)在國內(nèi)運用廣泛，目前已在成都、沈陽、西安地鐵的首條線路投入使用，鄭州、杭州等國內(nèi)多個城市的地鐵也將使用該信號系統(tǒng)。已開通線路在運營時，信號系統(tǒng)僅提供點式ATP(列車自動保護)，因此有必要研究點式ATP(IATP)模式下的缺陷。

1 西安地鐵2號線信號系統(tǒng)

西安地鐵2號線正線信號系統(tǒng)由浙大網(wǎng)新公司提供，包括基于無線通信技術的移動閉塞制式列車自動控制(CBTC)系統(tǒng)，同時提供在連續(xù)式ATP功能喪失情況下的點式ATP和聯(lián)鎖控制級列車防護系統(tǒng)。信號系統(tǒng)包括ATP、計算機聯(lián)鎖(CBI)、列車自動運行(ATO)、列車自動監(jiān)視(ATS)等4個子系統(tǒng)。

CBTC是連續(xù)式的車地通信移動閉塞，主要由中央 ATS系統(tǒng)、區(qū)域控制器(ZC)、聯(lián)鎖控制器(MLK)、車站遠程ATS工作站和數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)(DCS)等組成(見圖1)。在CBTC模式下，車站按壓緊急停車按鈕時，MLK將采集到的信息傳遞至ZC，ZC通過DCS控制列車緊急制動;在ATS設備操作跳停命令時，指令將傳遞至ZC，ZC通過DCS前移列車的移動授權，控制列車在車站不停車通過。

圖1 信號系統(tǒng)配置圖

點式ATP是CBTC的降級模式，僅具備信號系統(tǒng)的部分功能。點式ATP控制，列車駕駛模式為IATP，不支持ATO，由于 ZC及 DCS未啟用，車站的緊急停車不能觸發(fā)列車緊急制動，ATS的扣車、放行、跳停功能也無法實現(xiàn)。

2 點式ATP模式下緊急停車、跳停缺陷及解決方法

2.1 點式ATP原理

在點式ATP模式下，列車主要靠線路上安裝的靜態(tài)信標、動態(tài)信標以IATP駕駛模式運行。如圖2，在列車車載控制器(CC)良好的前提下，首先，列車CC通過檢測靜態(tài)信標獲取列車定位，列車方可從RM(限速25 km/h的人工駕駛)或NRM(非限制人工駕駛)模式轉換為IATP模式;其次，列車壓上動態(tài)信標且該信號機(S1)開放綠燈，動態(tài)信標發(fā)送允許通過信號至車載CC，車載CC結合電子地圖信息，計算生成一次制動模式曲線，列車信號屏顯示目標距離和推薦速度，駕駛員即可按IATP模式人工駕駛。

在點式ATP模式下，車載CC與靜、動態(tài)信標車－地通信的時機為:列車跨越地面信標時，在車－地間兩線圈耦合瞬間，利用電感耦合激磁震蕩原理產(chǎn)生電能，觸發(fā)信標發(fā)射電路工作，將信標中存儲的信息循環(huán)發(fā)送出去，直至列車離去而停止發(fā)送(電感耦合斷開，電能耗盡)。

圖2 點式ATP工作原理

2.2 緊急停車的缺陷及解決方法

2.2.1 在點式ATP模式下，緊急停車僅影響信號機的開放

在地鐵車站站臺兩側及車站控制室IBP(緊急后備盤)都設有緊急停車按鈕。該按鈕的功能是在緊急情況下觸發(fā)列車緊急制動，故障導向安全。在點式ATP模式下，車站的緊急停車按鈕按下時，緊急停車繼電器落下，MLK采集到該信息后，實現(xiàn)關閉該車站進、出站信號機的輸出控制。即B站按壓緊急停車按鈕，S1、S2信號機均不能開放，已經(jīng)開放的綠燈也會立即關閉。

在點式ATP模式下，車載CC只有在未越過信號機時才能接收到靜態(tài)、動態(tài)信標發(fā)送的數(shù)據(jù)，若列車以IATP模式已越過信號機時，緊急停車按鈕將無法讓列車停車。以圖2為例:

(1)若列車未進入A站——B站區(qū)間或在B站站臺停車，B站按壓緊急停車按鈕，S1、S2信號機立即顯示紅燈，動態(tài)信標將發(fā)送禁止通過信息，列車在A或B站不能發(fā)車。

(2)若列車以IATP模式已越過S1或S2信號機，此時按壓B站的緊急停車按鈕，由于列車已跨越信號機前的動態(tài)信標，車載CC接收不到動態(tài)信標發(fā)送的禁止通過信息，列車仍然按照已生成的制動模式曲線運行至下一信號機前。若B站突發(fā)影響行車緊急事件時，點式ATP控制系統(tǒng)不能觸發(fā)列車緊急制動，存在較大的安全風險。

因此，在點式ATP模式下，當列車未進入前一站至本站區(qū)間或列車在本站站臺停車，本站緊急停車按鈕通過關閉進出站信號機能起到安全防護作用，但只要列車越過前一站或本站的信號機，緊急停車按鈕將不具備防護功能。

2.2.2 解決方法

(1)在運營車站的站臺安裝屏蔽門，保障列車進出站及乘客的安全。

(2)車站人員準備好信號燈或信號旗等停車顯示備品，當發(fā)生緊急情況影響行車時，車站的站臺人員立即在司機容易瞭望處顯示停車信號。車控室內(nèi)值班人員按壓緊急停車按鈕，并立即匯報行車調度。

(3)行車調度接到車站的緊急匯報或發(fā)現(xiàn)車站緊急停車的信號報警后，第一時間用無線調度電臺通知受影響列車停車。

(4)地鐵司機在進出站區(qū)域須加強瞭望，注意地面信號的顯示狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常時立即采取緊急停車措施;在站臺作業(yè)時注意乘客上下情況，防止夾人夾物動車。

2.3 跳停的缺陷及解決方法

2.3.1 在點式ATP模式下，不能以IATP駕駛模式越站

在中央ATS操作系統(tǒng)上設置有“跳停下一站”命令，當列車晚點、列車故障等原因需要行車調整或者火災緊急情況需組織列車在車站不停車通過時，可使用該命令。

在點式ATP模式下，信號系統(tǒng)的跳停功能不能取消默認停車點，不能控制列車以IATP模式越站。這是因為列車車載CC接收的信標信息僅提供一段進路條件信息:列車接收到動態(tài)信標的允許行車信息后，僅能按線路條件生成一次制動模式曲線，指導列車在進路終端信號機前停車。即以IATP模式駕駛的列車須在每一車站對標停車，才能獲得至下一站的動態(tài)信息。因此，若需列車在車站不停車通過，須由司機提前將IATP模式轉換為RM或NRM模式。在IATP駕駛模式轉換為RM或NRM模式時，系統(tǒng)為保證安全，須當列車停車后方可允許轉換。因人工模式不受信號系統(tǒng)保護，組織列車越站時存在一定的安全隱患，在行車密度及客流較大時尤為突出。

2.3.2 解決方法

(1)行車調度盡量提前通知司機并排列越站列車進路。列車需在車站不停車折返時，行車調度在列車折返前即可提前布置，保證司機能及時獲取信息，在前方站動車時提前轉換駕駛模式以避免造成區(qū)間停車。

(2)根據(jù)列車間隔謹慎選擇駕駛模式。行車密度大時建議采用RM模式，此模式下列車最高運行速度為25 km/h，列車運行超過該固定限速時，車載設備對列車實施緊急制動。

(3)加強行車調度、車站、司機崗位的聯(lián)動互控，保證列車能安全越站。行車調度及車站在信號終端上監(jiān)控越站列車的位置及與前后列車的間隔，越站列車至少與前行列車保持一個站臺，一個區(qū)間的間隔。司機嚴格按照地面信號顯示及調度命令駕駛列車。

3 結語

點式ATP實際上是信號系統(tǒng)的一種降級模式，如果長期使用該信號模式，則存在一定的系統(tǒng)風險。運營單位需提前制定詳細的防范措施，促進地鐵調度、車站及司機三個行車崗位的聯(lián)動，以應對點式ATP模式下緊急停車僅影響信號機的開放及列車不能以IATP駕駛模式越站的缺陷，保證軌道交通運營時的行車安全，提高運輸服務質量。

［1］陳迎竹.上海地鐵引發(fā)的安全擔憂［EB/OL］.(2011－10－01)［2011 －12－20］.http:∥news.sina.com.cn/c/2011 －10 －01/080723248742.shtml.

［2］XDY/QT－XC －01.02(V2.1)西安地鐵行車組織規(guī)則［S］.西安:西安市地下鐵道總公司，2010.

［3］劉紀檢，黃貴榮，李濤.終止站停命令的缺陷及解決方法［J］.都市快軌交通，2007，20(5):45.

［4］平柳瓊.點式ATP系統(tǒng)在上海五號線的應用［J］.城市公用事業(yè)，2010(5):35.

［5］肖培龍.基于信標傳輸技術的列車控制系統(tǒng)［J］.城市軌道交通研究，2011(8):119.