地鐵列車車門狀態(tài)信號(hào)丟失處理方案

陳品偉

西安市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司 陜西西安 710016

在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，列車車門狀態(tài)的處理是一個(gè)非常重要的安全因素，是保障乘客安全的重要環(huán)節(jié)。隨著地鐵客流量的不斷增加，列車的開關(guān)車門作業(yè)更趨頻繁，頻繁的開關(guān)門作業(yè)既容易引起車門的各種故障，也增加了乘客乘車過程中的安全隱患。車輛類型不同，以及信號(hào)系統(tǒng)與車輛控制系統(tǒng)接口的差異，導(dǎo)致列車開關(guān)門作業(yè)程序不盡相同，這在一定程度上增加了駕駛員或應(yīng)急處置人員處理緊急事件的難度。

在各種列車車門故障場(chǎng)景中，運(yùn)營(yíng)過程中列車車門的意外打開和車門緊急解鎖裝置的誤操作是最容易引發(fā)嚴(yán)重安全事故的場(chǎng)景。本文從信號(hào)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)角度，分析列車運(yùn)行過程中車門狀態(tài)信號(hào)丟失處理方案。

1 列車車門狀態(tài)及其控制原理

車門緊急解鎖裝置被激活和列車運(yùn)行過程中車門被打開后的反應(yīng)由車輛控制系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)共同控制實(shí)現(xiàn)。車輛控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)所有車門的鎖閉狀態(tài)，遵循故障導(dǎo)向安全的原則，以此形成所有車門關(guān)閉并鎖閉的信號(hào)。列車在運(yùn)行過程中，車輛控制系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)同時(shí)對(duì)車門的安全狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，車輛控制系統(tǒng)的牽引指令與車門的安全狀態(tài)信號(hào)聯(lián)鎖，信號(hào)系統(tǒng)的允許發(fā)車授權(quán)指令、緊急制動(dòng)指令與車門的安全狀態(tài)信號(hào)聯(lián)鎖。當(dāng)監(jiān)測(cè)到車門安全狀態(tài)信號(hào)丟失后，信號(hào)系統(tǒng)會(huì)按照特定的方式進(jìn)行處理[1]。

2 車門狀態(tài)信號(hào)丟失處理方案

根據(jù)多個(gè)地鐵項(xiàng)目的調(diào)研和具體實(shí)踐’當(dāng)車門緊急解鎖裝置被激活或檢測(cè)到車門為開門狀態(tài)時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)安全功能設(shè)計(jì)中的主要處理方案為：①列車在任意位置都立即實(shí)施緊急制動(dòng)。②在信號(hào)系統(tǒng)定義的駛離站臺(tái)有效區(qū)域內(nèi)，信號(hào)系統(tǒng)控制列車實(shí)施緊急制動(dòng)；在信號(hào)系統(tǒng)定義的駛離站臺(tái)有效區(qū)域外，信號(hào)系統(tǒng)控制列車正常運(yùn)行至下一站停車。③列車切除牽引但不實(shí)施制動(dòng)。

2.1 方案1：立即實(shí)施緊急制動(dòng)

緊急制動(dòng)是T種列車在趨向危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，可以使列車在最短距離和時(shí)間內(nèi)停下的處理方式。列車運(yùn)行過程中，當(dāng)檢測(cè)到在車門為非安全狀態(tài)時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)釆取必要措施，使列車盡快停下來(lái)，當(dāng)列車處于靜止的安全狀態(tài)后進(jìn)行故障處理，乘客可以通過逃生平臺(tái)離開危險(xiǎn)區(qū)域，以避免繼續(xù)運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)，這是信號(hào)系統(tǒng)中常用的基本安全處理原則。

目前的車輛門控設(shè)計(jì)能夠保證：列車非零速時(shí)，門控器對(duì)列車車門施加關(guān)門方向的力，使得車門即使在車門鎖閉狀態(tài)信號(hào)丟失后也不會(huì)打開，從而防止運(yùn)行中的列車出現(xiàn)車門打開情況，保證乘客安全。在這種設(shè)計(jì)原則下，列車運(yùn)行過程中車門不會(huì)自動(dòng)打開；即便車門打開，也是一個(gè)較為緩慢的過程，立即實(shí)施緊急制動(dòng)方案，能夠保證列車在車門打開之前停車。立即實(shí)施緊急制動(dòng)方案是一種更為保守、安全的考慮。

2.2 方案2：分區(qū)域處理

信號(hào)系統(tǒng)判斷列車能停在站臺(tái)有效區(qū)域（是指列車從起動(dòng)駛離車站至緊急制動(dòng)使列車停止時(shí)，至少仍有一個(gè)車門處于站臺(tái)區(qū)域）時(shí)，實(shí)施緊急制動(dòng)；如不能停在站臺(tái)有效區(qū)域或完全在區(qū)間運(yùn)行（無(wú)效區(qū)域）時(shí)，不切除牽引，也不實(shí)施制動(dòng)，列車運(yùn)行至下一站停車。

對(duì)于方案2，根據(jù)車輛方提供車門狀態(tài)信號(hào)的不同，又可分為兩種不同的情形：

（1）若車輛控制系統(tǒng)只提供一個(gè)“車門關(guān)閉和鎖閉”狀態(tài)條件給信號(hào)系統(tǒng)，即未將“車門關(guān)閉”和'‘車門鎖閉”狀態(tài)分開，當(dāng)出現(xiàn)“車門關(guān)閉和鎖閉”狀態(tài)信號(hào)丟失時(shí)，如果列車在站臺(tái)有效區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，則列車實(shí)施緊急制動(dòng)；如果列車在站臺(tái)無(wú)效區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，列車則保持正常運(yùn)行[2]。

（2）若車輛控制系統(tǒng)提供給信號(hào)系統(tǒng)的車門狀態(tài)信號(hào)將“車門關(guān)閉”和“車門鎖閉”兩狀態(tài)分開，當(dāng)出現(xiàn)“車門鎖閉”狀態(tài)信號(hào)丟失時(shí)，如果列車在站臺(tái)有效區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，則實(shí)施緊急制動(dòng)；如果列車在站臺(tái)無(wú)效區(qū)域內(nèi)運(yùn)行時(shí)，列車則保持正常運(yùn)行。在任何區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的列車，當(dāng)出現(xiàn)“車門關(guān)閉”狀態(tài)信號(hào)丟失時(shí)，均實(shí)施緊急制動(dòng)。

方案2主要考慮的是實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中的疏散方便。車載ATP（列車自動(dòng)保護(hù)）實(shí)時(shí)估算列車緊急停車后的停車位置，保證在列車緊急制動(dòng)停止時(shí)，至少有一個(gè)車門在站臺(tái)區(qū)域，從而達(dá)到將乘客緊急疏散至站臺(tái)的目的。否則，列車應(yīng)運(yùn)行至下一車站正常停車并對(duì)乘客進(jìn)行疏散。實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，列車車門有可能由于機(jī)械故障導(dǎo)致“車門鎖閉”狀態(tài)信號(hào)丟失，收到“車門打開”的命令后，車門能夠完全打開的可能性很小。如沒有其它影響運(yùn)營(yíng)的故障情況發(fā)生，此方案可保證車門狀態(tài)故障情況下，能夠盡可能將乘客直接疏散至站臺(tái)，也便于故障的快速處理和恢復(fù)。

站臺(tái)有效區(qū)域的判定方式還有另外一種方法：判斷列車是否從車站起動(dòng)運(yùn)行了有半列列車長(zhǎng)度的距離，若運(yùn)行距離小于半列列車長(zhǎng)度，信號(hào)系統(tǒng)則發(fā)出緊急制動(dòng)命令；若運(yùn)行距離大于半列列車，信號(hào)系統(tǒng)則不發(fā)出緊急制動(dòng)命令。

兩種判斷站臺(tái)有效區(qū)域方式，在實(shí)現(xiàn)邏輯上有一定區(qū)別，但最終的目的都是為了盡可能使列車在站臺(tái)區(qū)域緊急制動(dòng)停車后能有至少一組車門在站臺(tái)區(qū)域，以便于乘客疏散管理。

2.3 方案3：切除牽引但不實(shí)施制動(dòng)

方案3的處理原則是：當(dāng)出現(xiàn)“車門關(guān)閉并鎖閉”狀態(tài)信號(hào)丟失后，控制列車以惰行方式停下，避免車門在未鎖閉或打開的情況下實(shí)施緊急制動(dòng)導(dǎo)致乘客甩出車門的危險(xiǎn)。

方案3立足于避免出現(xiàn)車門打開時(shí)列車實(shí)施緊急制動(dòng)的情況。但是列車在運(yùn)行過程中遇到的緊急情況錯(cuò)綜復(fù)雜，即便在車門狀態(tài)信號(hào)丟失的情況下僅僅依靠惰行停車，還是無(wú)法避免由于其他安全考慮而實(shí)施緊急制動(dòng)的情況。

實(shí)際運(yùn)營(yíng)中導(dǎo)致出現(xiàn)“車門關(guān)閉并鎖閉”狀態(tài)信號(hào)丟失的情況比較復(fù)雜，可能是列車故障，也可能是由于客室出現(xiàn)緊急狀況(如火災(zāi))，或是乘客有意識(shí)地操作緊急手柄。相對(duì)方案1和方案2，列車惰行緩慢?？吭谡鹃g會(huì)使得列車停車時(shí)間過長(zhǎng)，且不能對(duì)列車停車地點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)和合理控制，不利于疏散管理。

3 車門狀態(tài)信號(hào)丟失處理方案選擇

地鐵信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，安全保障與運(yùn)營(yíng)效率是矛盾關(guān)系，過分保證安全勢(shì)必會(huì)犧牲-定的運(yùn)營(yíng)效率，而運(yùn)營(yíng)效率的降低對(duì)乘客而言則意味著服務(wù)質(zhì)量和水平的降低。具體方案應(yīng)結(jié)合各個(gè)城市的軌道交通運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)和管理需求進(jìn)行選擇，并不存在百分之百完全合適的方法體系。因此，應(yīng)結(jié)合每個(gè)地鐵項(xiàng)目的具體情況，選擇合適的列車車門緊急解鎖裝置激活及打開車門防護(hù)功能設(shè)計(jì)，提高使用效率，減少因誤操作而造成的不必要的列車延誤，以利于地鐵運(yùn)營(yíng)管理和提升服務(wù)水平。

車門狀態(tài)信號(hào)丟失處理方案比較如表1所示。基于多個(gè)地鐵項(xiàng)目的成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，建議釆用方案1或方案2對(duì)運(yùn)行過程中檢測(cè)到的車門非“關(guān)閉且鎖閉”狀態(tài)進(jìn)行處理。其中，方案1的處理方式應(yīng)用最為廣泛，更加符合信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的“故障成全”處理原則。如采用方案2，考慮大多數(shù)地鐵項(xiàng)目的站間距較短（只有1-2km），當(dāng)列車在區(qū)間發(fā)生車門狀態(tài)打開的情況時(shí)，列車也可以在較短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)站臺(tái)，便于對(duì)乘客進(jìn)行快速安全疏散和對(duì)設(shè)備故障處理?？紤]到方案實(shí)施后的處理效果和功能設(shè)計(jì)中需考慮的若干問題，不建議選用方案3。

表1 車門狀態(tài)信號(hào)丟失處理方案比較

4 結(jié)語(yǔ)

列車車門故障會(huì)直接影響乘客安全和運(yùn)營(yíng)效率，信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)重視其安全設(shè)計(jì)。車門狀態(tài)信號(hào)丟失的處理方案應(yīng)結(jié)合運(yùn)營(yíng)操作規(guī)范和安全設(shè)計(jì)需求進(jìn)行認(rèn)真分析和慎重選擇，以期最大程度降低安全風(fēng)險(xiǎn)和提高運(yùn)營(yíng)管理水平[3-5]。