無列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）系統(tǒng)下城市軌道交通列車運(yùn)行安全研究

高艷紅

摘 要：列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）系統(tǒng)是保障列車運(yùn)行安全的關(guān)鍵部分，然而多種原因都可能導(dǎo)致列車失去ATP的保護(hù)，這時(shí)列車運(yùn)行存在極大的安全風(fēng)險(xiǎn)，很多運(yùn)營事故都是發(fā)生在無ATP防護(hù)下，因此，研究無ATP防護(hù)下列車運(yùn)行具有重要意義。文章首先分析了導(dǎo)致列車無ATP防護(hù)的主要原因及其對應(yīng)的措施，然后探討了保證列車無ATP防護(hù)下安全運(yùn)行的關(guān)鍵控制點(diǎn)，最后，從管理方面和技術(shù)方面提出了提升列車無ATP防護(hù)下運(yùn)行安全水平的對策，以期為城市軌道運(yùn)營單位的安全運(yùn)營提供借鑒。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)；運(yùn)行安全；措施

列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）系統(tǒng)是列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心組成部分，能夠提供超速防護(hù)，保證列車之間的安全間距，是實(shí)現(xiàn)列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵部分。然而，ATP系統(tǒng)組成復(fù)雜，且根據(jù)“故障導(dǎo)向安全”信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，如果ATP某一組成部分出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致列車ATP系統(tǒng)無法使用，但是有時(shí)為了維持正常運(yùn)營，減少對運(yùn)營秩序的干擾，仍需要列車在無ATP防護(hù)下運(yùn)行，這時(shí)就會(huì)存在較大的安全隱患，如果司機(jī)出現(xiàn)失誤或相關(guān)因素影響使司機(jī)無法實(shí)現(xiàn)安全操作，就很有可能出現(xiàn)安全事故，干擾正常的運(yùn)營秩序，甚至造成生命、財(cái)產(chǎn)的損失。2011年9月27日，上海軌道交通追尾事故；2014年某地鐵運(yùn)營單位發(fā)生了由于列車無ATP防護(hù)的冒進(jìn)信號(hào)和撞擊車檔的事故；且國內(nèi)外發(fā)生的列車撞車事故，多發(fā)生在列車無ATP防護(hù)的情況下。另一方面，在日常的運(yùn)營中，列車出現(xiàn)在無ATP防護(hù)下運(yùn)行的次數(shù)很多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，上海地鐵1至8月份平均每月發(fā)生184.9次列車切除ATP[7]。所以，列車無ATP防護(hù)下的運(yùn)行是重要的危險(xiǎn)源，應(yīng)該成為城市軌道交通運(yùn)營單位安全管理的重點(diǎn)，加大對無ATP防護(hù)下列車運(yùn)行安全的研究具有重要意義。

1 列車無ATP防護(hù)的原因及應(yīng)對措施分析

1.1 沒有安裝ATP系統(tǒng)或系統(tǒng)未投入使用

車輛段與正線相比，由于對于運(yùn)行要求的不同，為了節(jié)約建設(shè)成本，一般不安裝列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。但與正線相比，車輛段內(nèi)線路多且復(fù)雜，分布著數(shù)量眾多的道岔和信號(hào)機(jī)，列車進(jìn)行出入段、調(diào)車等作業(yè)過程中，常常會(huì)經(jīng)過多個(gè)道岔和多次倒臺(tái)，所以司機(jī)面對的駕駛環(huán)境較為復(fù)雜，所以車輛段一直是運(yùn)行事故的高發(fā)區(qū)域，2014年5月3日，京港地鐵4號(hào)線發(fā)生列車在洗車后，沖出鐵軌的事故；某地鐵運(yùn)營公司也發(fā)生了因司機(jī)操作不當(dāng)導(dǎo)致的撞擊車檔的事故。因此，運(yùn)營單位必須高度重視車輛段區(qū)域的行車安全，首先，完善車輛段的各種作業(yè)規(guī)范，查漏補(bǔ)缺，從管理制度上防止出現(xiàn)安全漏洞。其次，要強(qiáng)化對司機(jī)的管理，使其從思想上重視對車輛段區(qū)域的駕駛，從行動(dòng)上嚴(yán)格遵守操作規(guī)范。另外，車輛段信號(hào)樓行車值班員要加強(qiáng)車輛段區(qū)域的行車監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

在新線開通前需要進(jìn)行冷滑和熱滑實(shí)驗(yàn)，這時(shí)ATP系統(tǒng)未投入使用。這種情況下，首先要制定科學(xué)合理的試驗(yàn)方案，保證試驗(yàn)過程的安全性。現(xiàn)地人員和司機(jī)要嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)方案，重視安全細(xì)節(jié)，確保試驗(yàn)方案的安全順利進(jìn)行。

1.2 列車ATP設(shè)備故障

列車ATP設(shè)備故障或列車其他部分故障，但為運(yùn)營需要切除ATP，這些情況下，故障列車的ATP都無法使用。這時(shí)的主要應(yīng)對措施是將故障列車的閉塞方式由移動(dòng)閉塞降級為自動(dòng)站間閉塞，閉塞區(qū)間至少為一站一區(qū)間，作為故障列車的防護(hù)范圍。如果信號(hào)系統(tǒng)具有后備模式的功能，可以通過設(shè)置后備模式，來實(shí)現(xiàn)故障列車的降級運(yùn)營。同時(shí)，控制中心行車調(diào)度員要加強(qiáng)對故障列車的監(jiān)控，車站值班員記錄故障列車的到發(fā)情況，并及時(shí)向鄰站報(bào)點(diǎn)。另外，如果車站工作人員具備跟車監(jiān)護(hù)和協(xié)助司機(jī) 望的能力，可就近安排車站人員進(jìn)入故障列車的司機(jī)室，協(xié)助司機(jī)完成駕駛工作，減少司機(jī)出錯(cuò)。故障列車的司機(jī)要嚴(yán)格遵守故障情況下列車駕駛要求，精神要更加集中，確認(rèn)行車條件，按照要求運(yùn)行。最后，行車調(diào)度員要適時(shí)、盡早安排故障列車下線，運(yùn)用備用車替換；如果要繼續(xù)維持運(yùn)行，考慮安排雙人值乘。

1.3 信號(hào)設(shè)備故障

信號(hào)系統(tǒng)包含的信號(hào)設(shè)備眾多，多種故障情況都可以導(dǎo)致列車的ATP系統(tǒng)失效，按照故障情況分類，主要有以下信號(hào)設(shè)備故障情況可以導(dǎo)致列車無法在ATP防護(hù)下運(yùn)行。

（1）軌旁ATP設(shè)備故障，導(dǎo)致車地通信中斷。這種情況下，進(jìn)入到故障列車會(huì)喪失車地通信，列車無法使用ATP。這種故障情況下的處理方式，與列車原因?qū)е碌能嚨赝ㄐ殴收系奶幚矸绞筋愃啤９收蠀^(qū)間應(yīng)該由移動(dòng)閉塞降級為自動(dòng)站間閉塞，閉塞區(qū)間至少為一站一區(qū)間，列車駛離故障區(qū)間后，恢復(fù)移動(dòng)閉塞法行車。

（2）單個(gè)站間區(qū)間信號(hào)設(shè)備故障。單個(gè)站間區(qū)間信號(hào)機(jī)、計(jì)軸設(shè)備（或軌道電路）、道岔、屏蔽門、緊急停車按鈕等故障，采取各個(gè)設(shè)備對應(yīng)的應(yīng)急處置，如屏蔽門隔離、緊急停車按鈕復(fù)位等無效后，開采用“一車一令法”行車，列車憑借行車調(diào)度員調(diào)令進(jìn)出故障區(qū)域，故障區(qū)域由移動(dòng)閉塞降級為自動(dòng)站間閉塞，閉塞區(qū)間至少為一站一區(qū)間。同時(shí)，行車調(diào)度員可根據(jù)信號(hào)設(shè)備的故障時(shí)間情況，將“一車一令法”降級為電話聯(lián)系法行車，列車憑借值班員手信號(hào)發(fā)車。

（3）設(shè)備集中站信號(hào)設(shè)備故障。這種情況下，故障的設(shè)備集中站所管轄的區(qū)間列車無法使用ATP。這時(shí)，故障區(qū)域應(yīng)由移動(dòng)閉塞法降級為電話聯(lián)系法或電話閉塞法行車。如果通過列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS）可以觀測列車的相對位置，可降級為電話聯(lián)系法行車；如果通過ATS無法檢測到列車的相對位置，則降級為電話閉塞法行車。在故障區(qū)段范圍前后各增加一個(gè)防護(hù)區(qū)間及車站，作為電話聯(lián)系法或電話閉塞法行車的起始與終止范圍。

1.4 其他原因

列車退行、列車連掛救援等情況下，列車都無法使用ATP。這時(shí)，司機(jī)應(yīng)該嚴(yán)格遵守列車退行、連掛運(yùn)行的限速規(guī)定，加強(qiáng) 望，安全駕駛。行車調(diào)度員高度關(guān)注切除ATP列車的運(yùn)行情況，遇到突發(fā)情況，及時(shí)處理。

2 列車無ATP防護(hù)下安全運(yùn)行的關(guān)鍵控制點(diǎn)分析

列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）系統(tǒng)主要通過對列車速度的控制來實(shí)現(xiàn)列車的運(yùn)行安全，失去ATP后，列車的安全運(yùn)行主要由司機(jī)負(fù)責(zé)，如果司機(jī)出現(xiàn)誤操作，或者某些客觀原因的影響下，如視野被遮擋、列車漏定位使司機(jī)無法執(zhí)行正確的操作，就很有可能出現(xiàn)冒進(jìn)信號(hào)、列車追尾、列車出軌等嚴(yán)重事故，要避免這些事故的發(fā)生，就需要對列車無ATP防護(hù)情況下的存在的主要危險(xiǎn)源進(jìn)行分析和管理，對涉及行車安全的關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行管理，將管理成果反映和貫徹到各種原因?qū)е碌牧熊嘇TP失效情況下的常規(guī)和應(yīng)急管理措施中，不斷完善應(yīng)急管理制度，確保行車安全。其中，列車無ATP防護(hù)下安全運(yùn)行的關(guān)鍵控制點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1 安全限速

安全限速是為了列車的運(yùn)行安全，對列車能夠允許的最高運(yùn)行速度的強(qiáng)制規(guī)定。主要可以分為兩類，第一類限速為線路限速，主要由線路條件和列車的性能決定的，通過列車的牽引計(jì)算獲得，并將限速值存儲(chǔ)在列車的ATP系統(tǒng)中，并以限制速度標(biāo)的形式在軌道旁給出。第二類限速為運(yùn)行限速，通常為運(yùn)營單位根據(jù)安全需要，對某種情境下的列車運(yùn)行速度進(jìn)行強(qiáng)制的規(guī)定，以規(guī)章制度的形式給出，運(yùn)行現(xiàn)場通常沒有限制速度標(biāo)，執(zhí)行人員需要通過記憶來獲取限速信息，運(yùn)行限速的項(xiàng)目主要包括列車退行、連掛、通過車站、盡頭調(diào)車、出入段場等。不同的運(yùn)營單位對列車運(yùn)行限速規(guī)定的項(xiàng)目和具體的限速值存在一定的差異。其中需要特別強(qiáng)調(diào)的是列車無ATP防護(hù)下的曲線限速，司機(jī)在彎道線路，視野會(huì)被隧道壁遮擋，曲線半徑越大，司機(jī)的最大視野越短，當(dāng)司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有列車時(shí)，難以保證有足夠的制動(dòng)距離，存在追尾的風(fēng)險(xiǎn)，上海軌道交通中對無ATP防護(hù)下的曲線區(qū)段限速做了規(guī)定。（1）曲線半徑R≤300 M時(shí)，列車運(yùn)行限速25km/h。（2）300M

安全限速是保障列車安全運(yùn)行的重要措施，在無ATP防護(hù)的情況下尤其如此，它能夠幫助列車減少制動(dòng)距離，保障列車的運(yùn)行安全。在限速項(xiàng)目和具體限速值的制定過程中，城市軌道交通運(yùn)營單位要相互借鑒管理經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)自身的運(yùn)營環(huán)境和科學(xué)的列車牽引計(jì)算來決策。并隨著條件的變化，對限速項(xiàng)目和限速值做合理的更新，使?jié)M足自身的運(yùn)營安全需要。

2.2 列車之間安全間距

要防止列車相撞事故的發(fā)生，列車之間必須保持足夠的安全距離，在有ATP系統(tǒng)防護(hù)下，列車之間的安全間隔的控制主要有ATP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。無ATP防護(hù)條件下，列車之間的安全間隔就需要人為控制。為了保障列車的安全，列車之間的防護(hù)距離至少為一站一區(qū)間，行車調(diào)度員和車站值班員必須保證具備防護(hù)距離條件后，才能給出發(fā)車信號(hào)。特別是在電話閉塞法的執(zhí)行過程中，要堅(jiān)決杜絕列車的漏定位，具備電話閉塞的啟動(dòng)條件后，才能啟動(dòng)電話閉塞。在辦理電話閉塞時(shí)，車站值班員一定要認(rèn)真確認(rèn)閉塞條件，必備閉塞條件后，才能給出電話記錄號(hào)碼，確保列車之間的安全間距。

2.3 列車進(jìn)出站

車站區(qū)域是安全事故的多發(fā)區(qū)域，列車在無ATP防護(hù)下，無法檢測到屏蔽門（或安全門）和緊急停車按鈕的狀態(tài)，存在較大的安全隱患。所以，列車在無ATP防護(hù)下進(jìn)站時(shí)，司機(jī)一定要加強(qiáng) 望，嚴(yán)格遵守限速規(guī)定，降低運(yùn)行速度，遇到異常情況，及時(shí)停車。站臺(tái)人員要加強(qiáng)巡視和客流疏導(dǎo)，防護(hù)人員誤入軌行區(qū)及屏蔽門、車門夾人夾物的事情發(fā)生。行車調(diào)度員加強(qiáng)對列車進(jìn)出站的監(jiān)控。列車出站時(shí)，司機(jī)一定要認(rèn)真確認(rèn)是否具備發(fā)車條件，具備發(fā)車條件后，才能發(fā)車。

2.4 盡頭線

盡頭線是列車駕駛的危險(xiǎn)區(qū)域，也是安全事故的高發(fā)區(qū)域，在無ATP防護(hù)情況下，如果司機(jī)出現(xiàn)操作不當(dāng)，列車很有可能出現(xiàn)冒進(jìn)信號(hào)、撞擊車檔甚至沖出軌道的事故發(fā)生。所以必須重視盡頭線區(qū)域立車的運(yùn)行安全管理，盡頭線區(qū)域的調(diào)車應(yīng)規(guī)定較低的限速，北京地鐵規(guī)定盡頭線調(diào)車的限速為5km/h。盡頭線區(qū)域的運(yùn)行安全主要由司機(jī)負(fù)責(zé)，所以司機(jī)在盡頭線附近駕駛時(shí)，一定要注意力高度集中，嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，防止出現(xiàn)操作不當(dāng)。

3 對策與建議

無ATP防護(hù)下的列車運(yùn)行存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，以往的運(yùn)營實(shí)踐也充分證明了這一點(diǎn)，所以城市軌道交通運(yùn)營單位必須將無ATP防護(hù)下的列車運(yùn)行作為安全運(yùn)營管理的重點(diǎn)，采取科學(xué)的管理措施和技術(shù)措施來保障列車的運(yùn)行安全，以安全管理為核心，以技術(shù)保障為輔助，全面籌劃，系統(tǒng)管理，提高無ATP防護(hù)下列車運(yùn)行安全水平。

3.1 管理措施

隨著各種高新技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用，城市軌道交通運(yùn)營的自動(dòng)化程度越來越高，大大提高了城市軌道交通的運(yùn)行效率。但是我們必須認(rèn)識(shí)到任何技術(shù)都具有不可靠性，會(huì)出現(xiàn)故障，而無法實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的功能，這時(shí)就需要科學(xué)的管理來應(yīng)對各種突發(fā)的事件，只有提高管理水平，才能利用技術(shù)而不依賴技術(shù)，使技術(shù)為生產(chǎn)服務(wù)，而不演變成技術(shù)災(zāi)難。對無ATP防護(hù)列車運(yùn)行管理而言，首先應(yīng)該完善相關(guān)的管理規(guī)章和規(guī)范，使各崗位明白自己應(yīng)該干什么，怎樣干。在實(shí)際的規(guī)章制定過車中，要正確處理安全與效率的管理，不能照搬相關(guān)行業(yè)和運(yùn)營單位的規(guī)章，要充分結(jié)合考慮自身的運(yùn)營狀況，緊貼實(shí)際工作是定相應(yīng)的規(guī)章，不應(yīng)該使規(guī)章制度在理論上很完美，無安全漏洞，而在實(shí)際工作中卻無法適用，實(shí)踐起來非常困難。特別是在突發(fā)情況下，處理人員都處在緊張的狀態(tài)中，就有可能出現(xiàn)每個(gè)規(guī)定的步驟都執(zhí)行了，但是關(guān)鍵步驟執(zhí)行不到位或者有偏差，造成極大的安全隱患，例如上海軌道交通10號(hào)線“9.27”追尾事故中出現(xiàn)的漏定位的情況。其次，要加強(qiáng)關(guān)鍵崗位的培訓(xùn)和管理。列車司機(jī)和行車調(diào)度員是行車安全的關(guān)鍵崗位，他們的業(yè)務(wù)素質(zhì)和在突發(fā)事件中的表現(xiàn)直接關(guān)系到事件的影響程度。在實(shí)際的管理中，運(yùn)營單位往往有明確的“犯錯(cuò)懲罰”機(jī)制，而缺乏正激勵(lì)制度，所以造成關(guān)鍵崗位人員的工作積極性不高，不敢勇于承擔(dān)責(zé)任，導(dǎo)致對突發(fā)事件的處理能力不足。因此，強(qiáng)化對關(guān)鍵崗位的正激勵(lì)制度是很有必要的。最后，要強(qiáng)化應(yīng)急演練工作。應(yīng)急演練是檢驗(yàn)規(guī)章制度合理性和工作人員處理水平的關(guān)鍵工作，同時(shí)，也有助于關(guān)鍵崗位人員積累實(shí)際的處理經(jīng)驗(yàn)。演練不是“演戲”，演練工作從設(shè)計(jì)到執(zhí)行都要接近實(shí)際，演練結(jié)束后要認(rèn)真總結(jié)和學(xué)習(xí)，真正達(dá)到演練的效果和目標(biāo)。

3.2 技術(shù)措施

怎樣通過技術(shù)措施減少在無ATP防護(hù)下人工控制列車運(yùn)行的出錯(cuò)率，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，一直是相關(guān)單位研究和開發(fā)的重點(diǎn)。在已有的開發(fā)實(shí)踐中，基于射頻技術(shù)（RFID）的列車自動(dòng)計(jì)點(diǎn)系統(tǒng)和列車輔助追蹤預(yù)警系統(tǒng)是比較成熟的。列車自動(dòng)計(jì)點(diǎn)系統(tǒng)獨(dú)立列車信號(hào)系統(tǒng)，可對列車進(jìn)行粗略的定位，已在上海軌道交通全網(wǎng)推廣使用，可以有效防止電話閉塞中列車的漏定位，幫助行車調(diào)度人員更準(zhǔn)確的掌握信號(hào)系統(tǒng)故障情況下列車的位置。列車輔助追蹤預(yù)警系統(tǒng)同樣運(yùn)用RFID技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)測量無ATP防護(hù)的列車與同一軌道、同一運(yùn)行方向前車之間的距離，根據(jù)測量的距離，對列車司機(jī)及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息，上海地鐵7號(hào)線已經(jīng)開展了系統(tǒng)的試驗(yàn)工作，試驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠很好的滿足設(shè)計(jì)需要，很好的保障列車之間的安全距離[7]。運(yùn)營單位可以根據(jù)自己的運(yùn)營需要，研制、開發(fā)、引用相關(guān)的技術(shù)手段，提高無ATP模式下列車的運(yùn)行安全水平。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，無ATP防護(hù)下的列車運(yùn)行安全問題將長期存在，也會(huì)是運(yùn)營事故發(fā)生的主要原因之一，所以運(yùn)營單位必須高度重視無ATP防護(hù)下的列車運(yùn)營安全問題，加強(qiáng)對關(guān)鍵點(diǎn)的管理，不斷完善各種原因?qū)е碌牧熊嚐oATP防護(hù)運(yùn)行的處理措施和規(guī)章制度，重視對關(guān)鍵崗位的培訓(xùn)和管理，根據(jù)自身情況，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，減少人工控制的風(fēng)險(xiǎn)，對出現(xiàn)的事故進(jìn)行認(rèn)真的總結(jié)和反省，借鑒相關(guān)運(yùn)營單位的經(jīng)驗(yàn)，提高列車無ATP防護(hù)下的運(yùn)行安全水平和效率。

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