上海軌道交通列車運行可靠度提升對策研究

盧 弋 馮 偉

(1.上海申通地鐵集團有限公司運營管理中心， 201100， 上海；2.杭州市規(guī)劃設(shè)計研究院， 310012， 杭州∥第一作者， 高級工程師)

列車運行可靠度作為反映城市軌道交通運營服務(wù)質(zhì)量和管理水平的關(guān)鍵指標(biāo)，受到越來越多地鐵企業(yè)的重視。目前，關(guān)于列車運行可靠度的研究較少，已有的研究主要是基于延誤傳播理論和應(yīng)急處置的研究[1-3]，屬于“事后”應(yīng)對策略，對延誤事件的影響因素、發(fā)生機理缺少系統(tǒng)性的分析，亦缺少對“事前”對策的研究。因此，本文結(jié)合上海軌道交通的實際運營情況提出列車運行可靠度的影響因素和提升對策，可為國內(nèi)的軌道交通企業(yè)提供借鑒。

1 列車運行可靠度內(nèi)涵分析

列車運行可靠度是指列車在運行過程中每發(fā)生1件5 min以上延誤事件的平均運營里程。目前，不同體系的統(tǒng)計方式略有不同。

1) GB/T 38374—2019《城市軌道交通運營指標(biāo)體系》規(guī)定：列車運行可靠度為統(tǒng)計期內(nèi)，線路列車發(fā)生5 min及以上延誤事件之間平均行駛的運營車公里。

2) CoMET(國際地鐵聯(lián)合會)：延誤事件的統(tǒng)計有基于運行圖和基于運行間隔兩種方式。其中，基于運行圖的統(tǒng)計方式與GB/T 38374—2019相同；基于運行間隔指實際運營間隔時間與計劃運營間隔時間≥5 min的事件。

3) CAMET(中國城市軌道交通協(xié)會)：列車運行可靠度又名列車服務(wù)可靠度，延誤事件統(tǒng)計方式與GB/T 38374—2019相同。

在國外城市軌道交通中，巴黎地鐵、圣保羅地鐵及墨西哥城地鐵等少數(shù)歐美地鐵企業(yè)采用基于運行間隔的統(tǒng)計方式，而大部分國家地鐵企業(yè)則采用基于運行圖的統(tǒng)計方式。我國城市軌道交通企業(yè)均采用基于運行圖的統(tǒng)計方式，但受統(tǒng)計手段的限制，大部分僅統(tǒng)計始發(fā)站和終到站的延誤事件。從國內(nèi)主要城市統(tǒng)計延誤事件的嚴格程度(見表1)來看，臺北最為嚴格，上海和北京次之；廣州和香港則更關(guān)注列車單程運行總時間的延誤。

2 列車運行可靠度影響因素分析

根據(jù)延誤事件的發(fā)生原因，列車運行可靠度的影響因素可分為設(shè)備因素、員工因素和外部因素。

表1 國內(nèi)主要城市延誤事件的統(tǒng)計規(guī)定

2.1 設(shè)備因素

設(shè)備因素是指車輛、通號、供電、工務(wù)和車站機電等設(shè)備發(fā)生的故障。

具體地，車輛故障包括車門、制動、牽引、控制等車輛系統(tǒng)的故障。通號故障包括車載、信號、軌旁、道岔、通信等設(shè)備通號功能的故障。供電故障包括接觸網(wǎng)、牽引變電所、變電站及電力電纜等供電設(shè)備的故障。工務(wù)故障包括線路的故障。車站機電設(shè)備故障包括安全門、屏蔽門及電動欄桿等的故障。

2.2 員工因素

員工因素是指列車駕駛員、調(diào)度員、車站值班員等作業(yè)人員操作不當(dāng)造成的延誤事件，主要是由員工未執(zhí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或故障情況下應(yīng)急處置能力不足導(dǎo)致。

2.3 外部因素

外部因素是指天氣、乘客、異物侵入等非內(nèi)部因素。外部因素分兩種情況：①偶發(fā)情況——因天氣、外部人員或異物侵入造成的延誤事件具有偶發(fā)性，發(fā)生概率較低；②常態(tài)情況——因大客流造成的列車車門夾人、夾物，車門故障高發(fā)。

3 上海軌道交通列車運行可靠度分析

3.1 歸因分析

1) 設(shè)備因素是影響列車運行可靠度的首要原因。從2014—2018年上海軌道交通延誤事件歸因來看(見圖1)，設(shè)備因素造成的延誤事件占延誤事件總數(shù)的76%。其中，通號專業(yè)的車載、軌旁、道岔故障和車輛專業(yè)的車門、制動、控制故障的發(fā)生頻次最高，每年發(fā)生10件以上。

2) 外部因素占比較高，與現(xiàn)場管控能力有關(guān)。2014—2018年，上海軌道交通因外部因素造成的延誤事件占延誤事件總數(shù)的20%(見圖2)。其中，大客流、乘客和侵限等因素發(fā)生的頻次較高。

3) 基于員工因素的列車延誤事件占比不高，但列車駕駛員是影響列車運行可靠度的最大人為風(fēng)險。2014—2018年，上海軌道交通因員工因素造成的延誤事件共52件(見圖3)，占延誤事件總數(shù)量的4%。其中，列車駕駛員的占比最高，達94%。

3.2 線路統(tǒng)計分析

1) 客運強度大及高峰滿載率高的線路更易發(fā)生延誤事件，且發(fā)生在高峰時段的占比較高。上海軌道交通1號、2號、8號線是線網(wǎng)中客運強度最大的線路，2014—2018年其客運強度均超過2萬人次/(km·d)，且其延誤事件數(shù)量顯著高于其他線路(見圖4)。此外，9號、11號線高峰滿載率超過110%，發(fā)生延誤事件數(shù)量亦較高。上述線路中高峰時段發(fā)生的延誤事件數(shù)量占全天延誤事件的40%以上。因此，需重點關(guān)注客運強度大、高峰滿載率高的線路在高峰時段的運營管控措施，以降低延誤事件的影響。

2) 車載故障突出。車載故障是上海軌道交通線網(wǎng)中涉及線路最多的故障，集中在3號、6號、8號、9號、11號線(見圖5)。其中，3號、6號、8號、9號線車載故障數(shù)量近3年顯著下降，且年發(fā)生事件數(shù)量低于3件，故障可控；11號線的車載故障發(fā)生頻次仍然很高，需重點關(guān)注。

3) 既有線故障頻次更高。上海軌道交通1號、2號線作為開通運營超過20年的線路，其關(guān)鍵設(shè)備故障頻發(fā)造成的延誤事件數(shù)量遠高于其他線路。其中，1號線車門、制動及軌旁故障最多，2號線車門、制動、軌旁故障和列車駕駛員導(dǎo)致的故障最多(見圖6—圖7)。因此，需重點關(guān)注既有線尤其是老舊線路的設(shè)備狀態(tài)，2號線的員工因素也需引起重視。

4) 全自動運行線路可靠度更高。上海軌道交通10號線是目前國內(nèi)唯一的輪軌系統(tǒng)全自動運行線路，其列車運行可靠度高于軌道交通全線網(wǎng)水平，見圖8。全自動運行線路因設(shè)備固有的可靠性較高，且10號線自2014年起開通有人值守的全自動駕駛功能后，列車運行可靠度顯著提升。因此，通過提升系統(tǒng)固有的可靠度和管控能力能有效提升列車運行可靠度水平。

3.3 故障影響程度分析

1) 供電故障對列車運營的影響最大。主要原因是供電故障的排查難度高、波及范圍廣，且其可靠度依賴上級電網(wǎng)狀態(tài)，一旦發(fā)生故障難以消除故障影響。從2014—2018年的數(shù)據(jù)(見圖9)來看，變電站故障對延誤事件的影響程度為19列次/件，接觸網(wǎng)故障對延誤事件的影響程度為5列次/件，均高于線網(wǎng)故障對延誤事件的平均影響程度4列次/件。因此，關(guān)鍵供電設(shè)備的可靠度需重點關(guān)注。

2) 通號設(shè)備的故障影響程度較高。信號、ATS、軌旁等設(shè)備的故障的影響程度均超過線網(wǎng)平均值(見圖9)，需引起關(guān)注。

3) 設(shè)備質(zhì)量不佳及不明原因的故障對列車運營的影響較大。供應(yīng)商因素是指設(shè)備存在設(shè)計缺陷或產(chǎn)品質(zhì)量不佳，其他因素是指未查明原因的故障，兩者造成的延誤事件影響程度平均為6列次/件。為降低列車故障對運營的影響，需加強故障分析以及對供應(yīng)商的源頭管控。

4 上海軌道交通列車運行可靠度提升對策

4.1 完善指標(biāo)管理，發(fā)揮績效管理作用

1) 細化考核目標(biāo)。通過制定網(wǎng)絡(luò)級、公司級、線路級、專業(yè)級的管控目標(biāo)體系，促進指標(biāo)的落實和責(zé)任傳遞。

2) 優(yōu)化考核獎懲機制。適當(dāng)增加獎勵措施，通過正向激勵與考核相結(jié)合的措施，提升員工的積極性。

3) 建立常態(tài)跟蹤、分析和預(yù)警機制。2018年起，上海申通地鐵集團有限公司(以下簡稱“上海申通地鐵”)推進常態(tài)工作機制建設(shè)，強化過程統(tǒng)計和事件分析，通過“一事一議”提升原因分析能力和問題消缺力度。

4.2 實施線路增能，加強運能供給

上海申通地鐵提前兩年制定線網(wǎng)未來5年的運能規(guī)劃，針對各線路的客流需求提前統(tǒng)籌設(shè)備改造、列車增購和人員配置工作，并通過提升旅行速度、開行不對稱交路運行圖等精細化措施將最大的運能精準(zhǔn)投放至線網(wǎng)最擁擠的區(qū)段，盡可能降低大客流對運營的沖擊。

4.3 實施專項改造，提升設(shè)備固有可靠性

1) 加強系統(tǒng)更新及改造。對老舊線路、故障高發(fā)的設(shè)備進行軟件升級、調(diào)整冗余、硬件整改及大修改造等，提升設(shè)備固有的可靠度。

2) 加強供應(yīng)商管理。針對設(shè)備的先天設(shè)計缺陷進行專項整治，加強對供應(yīng)商的考核，督促對問題產(chǎn)品的消缺，優(yōu)化設(shè)備選型，提升設(shè)備質(zhì)量。

3) 新線設(shè)計采用全自動運行系統(tǒng)。新建的14號、15號、18號線均采用全自動運行系統(tǒng)，從設(shè)計源頭提升系統(tǒng)的固有可靠性。

4.4 實施智慧化運維，提升維護管理水平

1) 實施智慧化運維。通過智能檢測系統(tǒng)、移動巡檢及鷹眼系統(tǒng)，加強對車輛和通號設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。通過大數(shù)據(jù)挖掘及人工智能分析，及時提供報警信息及遠程處置，從而提升維護效率。

2) 優(yōu)化維護策略。根據(jù)不同線路的特點，對重復(fù)性故障和關(guān)鍵設(shè)備，完善檢查要求、檢修周期及校驗標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化跨專業(yè)聯(lián)動流程，提升維護質(zhì)量。

4.5 加強員工管理，提升應(yīng)急處置效率

1) 優(yōu)化排故標(biāo)準(zhǔn)。針對線網(wǎng)中設(shè)備型號較多、新舊設(shè)備共存、故障類型繁多的情況，上海申通地鐵優(yōu)化排故手冊和崗位標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)規(guī)定，加強培訓(xùn)和檢查，從而提升員工識故、排故能力。

2) 開發(fā)排故APP(應(yīng)用程序)。上海申通地鐵在2號、11號、13號線試點應(yīng)用“司機應(yīng)急處置APP”，通過“技防”的方式降低列車駕駛員操作不當(dāng)或誤操作的發(fā)生，提升員工處置效率。

3) 加強對高風(fēng)險崗位的考核。針對列車駕駛員造成延誤事件居高不下的情況，上海申通地鐵加強對列車駕駛員崗位的紅線管理，制定記分考核規(guī)定。

4.6 加強現(xiàn)場管控，降低客觀因素對列車運行可靠度的影響

1) 加強大客流管控。結(jié)合線路特點和客流特征，上海申通地鐵動態(tài)調(diào)整限流車站，優(yōu)化限流措施，避免大客流車站因客流堆積造成的安全風(fēng)險。

2) 加強車站巡視。上海申通地鐵制定《車站巡

視管理規(guī)定》，通過在大客流重點車站安排人員進行保駕和巡視，降低乘客沖門、吊門等現(xiàn)象的發(fā)生。

3) 完善預(yù)案體系。上海申通地鐵建立了1項總體預(yù)案+31項專項預(yù)案的應(yīng)急預(yù)案體系，明確突發(fā)事件下的處置要求，以提升對天氣災(zāi)害等客觀因素造成的延誤事件的應(yīng)急處置效率。

5 結(jié)語

通過實施上述對策，上海申通地鐵2019年列車運行可靠度提升至713萬車·km/件，為歷史最好水平?？梢妰?yōu)化運營管理策略、提高維護管理水平及加強現(xiàn)場管控能力能夠有效提升列車運行可靠度。下一階段，上海申通地鐵將結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)深入研究智慧化運營在提升列車運行可靠度方面的應(yīng)用和推廣，實現(xiàn)上海軌道交通運營的高質(zhì)量發(fā)展。