城市軌道交通全自動運行線路在無人值守模式下的應(yīng)急處置

馬能藝

(上海申通地鐵集團有限公司，201103，上海 ∥ 高級工程師)

城市軌道交通全自動運行線路的UTO(無人值守全自動運行)模式自動化等級雖高，但在應(yīng)急處置方面卻弱于DTO(有人值守全自動運行)模式。在DTO工況下發(fā)生設(shè)備故障時，隨車人員可在第一時間人工排除故障，或通過旁路切除故障設(shè)備等人工干預(yù)方式使列車繼續(xù)運行，即使列車無法繼續(xù)行駛，也可由隨車人員直接指揮乘客疏散。在UTO工況下發(fā)生設(shè)備故障時，如不能及時自動排除故障或遠程排除故障，則列車不得不迫停區(qū)間，等待工作人員登車處置，進而耗費大量時間，使故障影響惡化為重大延誤。由此可見，一旦在UTO工況下發(fā)生故障，應(yīng)以自動排除故障或遠程排除故障為最優(yōu)措施，其次是使列車在保障安全的情況下維持全自動帶病運行至下一車站處置。總之，UTO工況的應(yīng)急原則為——盡量使列車自動運行至車站，避免迫停區(qū)間，從而使多職能隊員或維修人員得以從車站登車處理。

1 不同場景的應(yīng)急處置方法

為保證UTO工況下的設(shè)備可靠性，信號系統(tǒng)的ATC(列車自動控制)設(shè)備、聯(lián)鎖主機及綜合監(jiān)控服務(wù)器等涉及運營效率和安全的設(shè)備均采用冗余設(shè)計。這些設(shè)備的單一故障不會對線路運營造成顯性影響。因此，涉及冗余設(shè)備時，應(yīng)急場景應(yīng)只考慮冗余設(shè)備整體發(fā)生故障的情況。

對于應(yīng)急工作而言，狀態(tài)監(jiān)測和故障告警是十分關(guān)鍵的。綜合監(jiān)控系統(tǒng)、信號維護支持系統(tǒng)及車輛監(jiān)測系統(tǒng)等設(shè)施，可實現(xiàn)對全自動運行系統(tǒng)各設(shè)備狀態(tài)的全面監(jiān)測。一旦發(fā)生故障或監(jiān)測到突發(fā)事件，這些設(shè)施就會在第一時間上報控制中心及相關(guān)車站。根據(jù)故障或事件對運營的影響程度，報警可劃分為數(shù)個優(yōu)先級：對重要事件的報警應(yīng)維持報警顯示，防止被刷屏；對嚴重事件的報警更應(yīng)采用彈框甚至聲光相結(jié)合的方式，以使調(diào)度員及時察覺并做出處理。

UTO工況應(yīng)急場景按發(fā)生的位置可分為中央應(yīng)急場景、車站應(yīng)急場景、列車應(yīng)急場景及區(qū)間應(yīng)急場景。

1.1 中央應(yīng)急場景

中央應(yīng)急場景主要為：因控制中心失電或ATS(列車自動監(jiān)控)系統(tǒng)發(fā)生故障等突發(fā)情況，使控制中心無法正常工作，線路運行控制不得不從控制中心控制模式降為車站控制模式。

在中央應(yīng)急場景中，車站控制模式下的信號系統(tǒng)雖仍能滿足全自動運行的基本需求。但在無人值守狀態(tài)下，車站人員無法通過車載CCTV(閉路電視)、IPH(車廂應(yīng)急對講電話)和廣播等設(shè)備設(shè)施同車內(nèi)乘客溝通，難以掌握車內(nèi)實時情況。若列車繼續(xù)運行將產(chǎn)生安全隱患。因此，在UTO工況的中央應(yīng)急場景下，應(yīng)使列車保持全自動運行至下一車站后自動扣車，并指派多職能隊員登車值守或駕駛。

1.2 車站應(yīng)急場景

1) 車站失電。當發(fā)生車站失電后，應(yīng)根據(jù)影響范圍進行運營調(diào)整。若車站乘降存在安全隱患，應(yīng)通過設(shè)置跳停避免列車停站。若為設(shè)備集中站失電，應(yīng)通過設(shè)置跳停盡量使列車在UPS(不間斷電源)續(xù)航時間內(nèi)撤出受影響區(qū)域。

2) 車站信號設(shè)備發(fā)生故障，可能導(dǎo)致相關(guān)區(qū)域無法繼續(xù)使用全自動運行模式。如果區(qū)域控制器或聯(lián)鎖主機等發(fā)生故障，則應(yīng)通過遠程重啟功能進行重啟，以盡快恢復(fù)UTO的正常工況。

3) 屏蔽門和車門夾人夾物。屏蔽門和車門間夾人易造成乘客傷亡。為避免此類事故，應(yīng)嚴格控制屏蔽門和車門的間隙寬度，在物理上杜絕車門和屏蔽門間出現(xiàn)夾人的情況。在曲線站臺間隙較寬的位置，應(yīng)設(shè)置防夾探測設(shè)備，對乘客乘降進行防護。一旦探測到夾人夾物，應(yīng)先阻止列車移動，再由站臺工作人員通過站臺上的聯(lián)動開關(guān)進行開門，并處置。

1.3 列車應(yīng)急場景

1) 列車火災(zāi)。經(jīng)研究，如列車在區(qū)間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，則應(yīng)盡快運行至下一車站進行疏散。對于因故在區(qū)間內(nèi)無法移動的列車，只能進行現(xiàn)場疏散。調(diào)度員啟動火災(zāi)工況應(yīng)急機制，根據(jù)實際情況判斷是否開啟事故風(fēng)機，并對乘客進行廣播指揮，授權(quán)開啟端頭逃生門及逃生平臺側(cè)的客室門，同時派遣工作人員進行接應(yīng)。在指揮疏散時，應(yīng)避免乘客向火源方向行進。

2) 車載信號設(shè)備和車輛設(shè)備發(fā)生故障導(dǎo)致無法維持UTO模式。如車載信號設(shè)備和車輛設(shè)備發(fā)生故障，導(dǎo)致列車迫停區(qū)間，則應(yīng)通過遠程重啟、遠程復(fù)位或遠程旁路命令來處置。若設(shè)備無法恢復(fù)，則考慮救援或派多職能隊員登車處置，期間通過開啟風(fēng)機向迫停列車送風(fēng)。由于安全相關(guān)設(shè)備的旁路具有安全隱患，故具體遠程旁路的設(shè)計應(yīng)考慮安全可接受程度。當ATO(列車自動運行)系統(tǒng)無法控制列車運行，而ATP(列車自動保護)功能完好時，自動觸發(fā)“蠕動”模式申請，由調(diào)度員確認后切換至蠕動模式運行，實現(xiàn)簡單牽引和制動，使列車限速運行至下一站后自動扣車，繼而由多職能隊員登車處理。當列車因丟失定位而無法運行時，調(diào)度員可通過“遠程RM”(遠程限制駕駛模式)命令，使列車在信號系統(tǒng)的安全保護下限速限距地向前運行一段距離，以讀取信標重獲定位。

3) 阻塞。當因前方擁堵等造成列車阻塞在區(qū)間時，信號系統(tǒng)應(yīng)對阻塞時間進行計時，并在阻塞時間到達設(shè)定的阻塞值后向綜合監(jiān)控系統(tǒng)報警，進而觸發(fā)阻塞模式，自動開啟區(qū)間通風(fēng)及阻塞安撫廣播。

4) 停站過沖。若列車停站過沖距離超過5 m的回退限制，則列車應(yīng)自動或經(jīng)調(diào)度員確認后直接運行至下一站；若列車停站過沖距離處于回退限制內(nèi)，則啟動對位自動調(diào)整功能，使列車再度對位，以滿足乘客乘降的需求。

5) 喚醒失敗。計劃列車應(yīng)根據(jù)ATS系統(tǒng)命令按時自動喚醒。若自動喚醒失敗，則調(diào)度員應(yīng)遠程人工喚醒。若遠程人工喚醒亦失敗，則派遣多職能隊員登車執(zhí)行現(xiàn)地喚醒。非計劃列車由調(diào)度員遠程人工喚醒，若遠程人工喚醒失敗則由多職能隊員現(xiàn)地喚醒。

6) 休眠失敗。與喚醒類似，計劃列車應(yīng)根據(jù)ATS系統(tǒng)命令按時自動休眠。若自動休眠失敗，調(diào)度員應(yīng)遠程人工休眠。若遠程人工休眠亦失敗，則派遣多職能隊員登車執(zhí)行現(xiàn)地休眠。非計劃列車由調(diào)度員遠程人工休眠，若遠程人工休眠失敗則由多職能隊員現(xiàn)地休眠。

7) 撞擊障礙物。列車頭部應(yīng)設(shè)置具備排障器功能的障礙物探測器，可推開一定規(guī)模的障礙物。當障礙物難以推開時，觸發(fā)緊急制動。在確保可靠性的情況下，還可采用非接觸式探測，以在接觸障礙物前及時截停列車。

8) 脫軌。列車內(nèi)設(shè)置脫軌探測器。當列車脫軌后，立即截停列車，以免后續(xù)車廂脫軌。

1.4 區(qū)間應(yīng)急場景

1) 區(qū)間火災(zāi)。發(fā)生區(qū)間火災(zāi)后，應(yīng)避免列車進入相關(guān)區(qū)間。已處于區(qū)間內(nèi)的列車若具備全自動反向運行能力，則自動返回車站。對于無法自動返回車站的迫停列車，應(yīng)進行現(xiàn)場疏散。調(diào)度員啟動火災(zāi)工況應(yīng)急機制，根據(jù)實際情況判斷是否開啟事故風(fēng)機，對乘客進行廣播指揮，授權(quán)開啟端頭逃生門及逃生平臺側(cè)的客室門，并派遣工作人員進行接應(yīng)。指揮乘客疏散時，應(yīng)避免乘客向火源方向行進。

2) 區(qū)間失電。列車運行控制系統(tǒng)自動扣停失電區(qū)段外的上游相鄰列車，防止列車進入失電區(qū)段。調(diào)度員執(zhí)行運營調(diào)整，對失電區(qū)間內(nèi)的列車乘客進行廣播安撫，安排搶修，必要時疏散乘客。

2 區(qū)間疏散與救援

2.1 區(qū)間疏散

UTO列車普遍采用開放式車頭。乘客可接觸位于車頭的端部逃生門。為防止逃生門非法開啟而造成重大運營影響，由信號系統(tǒng)對逃生門進行防護。在調(diào)度員未授權(quán)的情況下，乘客無法開啟逃生門。出于安全的考慮，當出現(xiàn)信號車地通信故障或信號車載控制器發(fā)生故障時，信號系統(tǒng)會自動解除對逃生門的控制，使乘客可在停車后開啟逃生門。

對于設(shè)有逃生平臺的線路，通過客室門疏散可能更有效率。信號系統(tǒng)對客室門亦進行防護，可防止乘客在列車停于區(qū)間時通過緊急拉手非法開啟客室門。只有經(jīng)過調(diào)度員授權(quán)或經(jīng)相應(yīng)延時后，乘客方能開啟客室門進行疏散。同樣出于安全的考慮，當出現(xiàn)信號車地通信故障或信號車載控制器發(fā)生故障時，信號系統(tǒng)會自動解除對客室門的控制，使乘客在停車后可開啟客室門。

2.2 救援方式

全自動運行線路可選擇全自動救援方式或常規(guī)的有人救援方式。在全自動救援中，被救援車的故障是多種多樣的，有可能存在列車制動抱死。若此時以全自動運行列車進行自動聯(lián)掛救援，則不僅會對軌道造成損傷，而且對于施救車的信號系統(tǒng)而言，兩列列車聯(lián)掛后組成的“新車”參數(shù)是未知而不受控的，難以保證停車的精確性，這為車內(nèi)乘客在站臺上的清客帶來了困難，也不利于救援列車至停車線停車。因此，目前國內(nèi)絕大多數(shù)的全自動運行線路均未采用全自動救援方式。

3 結(jié)語

在不同場景下，無人值守全自動運行列車的應(yīng)急處置應(yīng)兼顧運營效率和安全，避免列車迫停區(qū)間，以提高應(yīng)急處置能力。多職能隊員是列車應(yīng)急處置中的重要參與角色，平時應(yīng)重視對此類人員應(yīng)急處理的相關(guān)培訓(xùn)。此外，由于過多的功能會使列車自動運行控制系統(tǒng)過于復(fù)雜，進而降低其可靠性，因此，全自動運行列車的應(yīng)急功能需合理選擇。