城市軌道交通列車晚點成因分析及對策

夏江云

(深圳市地鐵集團有限公司，518026，深圳∥工程師)

列車晚點指標(biāo)是地鐵運營管理的KPI(關(guān)鍵績效指標(biāo))之一。其與運行圖兌現(xiàn)率、正點率、列車服務(wù)可靠度等指標(biāo)關(guān)系密切，綜合反映出運營公司客運服務(wù)、安全管理、設(shè)備質(zhì)量等水平。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 38374—2019《城市軌道交通運營指標(biāo)體系》[1]，列車晚點指標(biāo)主要指5 min及以上延誤事件數(shù)和 5 min及以上延誤率。

本研究主要分析了2015—2019年深圳地鐵1號線、2號線、3號線、5號線、7號線、9號線和11號線等7條線的5 min及以上延誤事件數(shù)(以下簡稱“晚點數(shù)量”)和5 min及以上延誤率(以下簡稱“延誤率”)的特征及成因，并提出了應(yīng)對措施。2015—2019年期間，深圳地鐵1號線(2004年開通)已運營10年以上，深圳地鐵2號線、3號線、5號線(均于2011年開通)已過試運營磨合期，而深圳地鐵7號線、9號線、11號線尚處于試運營期狀態(tài)。本研究分析的數(shù)據(jù)包含有責(zé)晚點及無責(zé)晚點兩部分。其中深圳地鐵7號線、9號線、11號線的相關(guān)數(shù)據(jù)從2016年開始提取。

1 列車晚點整體特征分析

1.1 不同年度的列車晚點特征

通過分析深圳地鐵2015—2019年列車運行晚點數(shù)量和延誤率2個指標(biāo)可以看出，2個指標(biāo)有逐年降低的趨勢，如圖1所示。究其原因，一方面是運營人員、乘客通過磨合，逐漸適應(yīng)列車擁擠度超過100%的常態(tài)，另一方面是運營公司通過分析2015—2016年列車晚點高發(fā)原因，推出遏制15 min及以上晚點方案、開展設(shè)備隱患整治、強化行車崗位人員培訓(xùn)等系列措施，使列車晚點指標(biāo)得到改善。

圖1 不同年份的列車晚點數(shù)量趨勢圖Fig.1 Trend chart of train delay amount in different years

1.2 不同線路的列車晚點特征

對上述深圳地鐵7條線路的列車運行晚點數(shù)量和延誤率進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同線路列車晚點的延誤率與列車擁擠度存在一定的正相關(guān)關(guān)系：2號線、7號線、9號線表現(xiàn)較好，主要是具備線路客流量較小、擁擠度低等優(yōu)勢；3號線、5號線、11號線表現(xiàn)居中；1號線晚點指標(biāo)表現(xiàn)不佳，主要是由于線路年限較長、設(shè)備老化和客流量為線網(wǎng)最大等因素導(dǎo)致，如圖2所示。

圖2 不同線路的列車晚點特征Fig.2 Features of train delay on different lines

1.3 不同時間段的列車晚點特征

通過分析2015—2019年間列車晚點情況，非高峰小時晚點數(shù)量在10件左右，早、晚高峰晚點事件集中發(fā)生，占比分別達(dá)到42.0%和22.0%。這主要是由于高峰期行車間隔短、可用于調(diào)整延誤的冗余時間少和設(shè)備負(fù)荷大導(dǎo)致故障率高，如圖3所示。另外，高峰時段的車門夾人夾物、乘客暈倒或不適、物品掉入軌行區(qū)和沿途大客流累加延誤等乘客因素影響也較非高峰時段影響大。

根據(jù)統(tǒng)計，早、晚高峰乘客因素占整體晚點比率為33.5%，是非高峰乘客因素占比16.5%的2倍左右。這反映出早、晚高峰的列車擁擠度和站臺候車條件較非高峰時差。另外，早高峰列車晚點明顯比晚高峰多，主要原因是早高峰人流較晚高峰集中、列車擁擠度更大。

1.4 列車晚點起因類別分析

通過對2015—2019年列車晚點的起因分析，發(fā)現(xiàn)信號故障、乘客及外部因素、車輛故障為晚點起因占比最高的類別，占整體晚點比率的91.67%。因站臺門和供電故障引起的5 min及以上晚點零星發(fā)生，如圖4所示。

1.5 列車晚點指標(biāo)情況分析

按照指標(biāo)維度對5 min及以上列車晚點分布情況分析，可以發(fā)現(xiàn)隨著延誤時間增加，列車晚點占整體的比率逐漸下降，其中5～10 min、11～15 min兩個區(qū)間占比最大，如圖5所示。

圖5 不同晚點指標(biāo)占比情況Fig.5 Proportion of different delay indexes

2 列車晚點成因分析

2.1 設(shè)備因素特征分析

設(shè)備故障引起5 min及以上列車晚點主要集中在信號、車輛、站臺門和供電4個系統(tǒng)。其中，信號故障引起的列車晚點占比36.78%、車輛故障引起的列車晚點占比27.30%、站臺門故障引起的列車晚點占比4.31%、供電故障引起的列車晚點占比2.59%，其他設(shè)備暫未引起5 min以上的列車晚點。通過進(jìn)一步分析15 min以上列車晚點數(shù)據(jù)，主要集中在信號故障、車輛故障，占本類列車晚點比率均超過8.00%，站臺門、供電和其它設(shè)備系統(tǒng)發(fā)生15 min以上列車晚點的情況極少，如圖6所示。

圖6 各設(shè)備系統(tǒng)15 min以上晚點數(shù)量及占本類晚點比率分析

1) 信號系統(tǒng)故障引起的15 min以上列車晚點絕對值和占比均比其他因素的高，主要是因道岔故障、板卡故障和網(wǎng)絡(luò)故障等引起線路關(guān)鍵節(jié)點阻塞或區(qū)域性產(chǎn)生較大影響，進(jìn)而引起15 min以上的列車晚點。

2) 車輛故障引起的列車晚點主要是車門、制動、輔助供電、牽引等類型故障引起，通過切除車門、清客回場或存放存車線等措施，晚點時間均能控制在15 min以內(nèi)，但也有8件因列車救援或車門故障引起15 min以上的列車晚點。另外，分析五年間發(fā)生的7件列車救援，5件造成15 min以上的列車晚點，1件處置得當(dāng)把延誤時間控制在10 min內(nèi)；救援距離大部分在1～2個區(qū)間，個別出現(xiàn)了4～6個區(qū)間的情況。

3) 站臺門故障引起的列車晚點主要是DUC(門控單元)、PEDC(站臺門控制器)、驅(qū)動UPS(不間斷電源)、絕緣不良等故障所引起的，通過站務(wù)及維修人員處理，晚點時間均能控制在10 min以內(nèi)，發(fā)生1件因列車超重導(dǎo)致車門與屏蔽門防踏空膠條干涉，進(jìn)而引起15 min以上的列車晚點。

4) 供電故障引起的列車晚點主要是保護跳閘、電壓波動、結(jié)構(gòu)滲水和絕緣不良等，發(fā)生后均能快速恢復(fù)，反映出其設(shè)備可靠性及冗余度較高，列車晚點數(shù)量少且時間均能控制在15 min以內(nèi)。

5) 2015—2019年，暫未發(fā)生因軌道、通信、綜合監(jiān)控、FAS(火災(zāi)報警系統(tǒng))、PIS(乘客信息系統(tǒng))、PA(廣播)等其他系統(tǒng)設(shè)備引起5 min及以上的列車晚點。

2.2 乘客及外部因素特征分析

通過分析乘客及外部因素，夾人夾物引起的列車晚點類型最為突出，另外因乘客暈倒或不適、乘客物品掉入軌行區(qū)、乘客擅動緊急裝置、乘客沖突或恐慌等引起的列車晚點也存在一定的比率(如圖7所示)。對夾人夾物引起的列車晚點類型作進(jìn)一步分析可知，車門夾人夾物占比90%以上，另有3件影響較大的車門與屏蔽門間隙夾人夾物。

圖7 乘客及外部因素造成列車晚點的分布情況

在96件乘客及外部因素引起的5 min以上列車晚點中，71.88%(69件)的處置時間在10 min以內(nèi)，9.38%(9件)的處置在15 min以上，15 min以上的列車晚點主要集中發(fā)生在區(qū)間進(jìn)人、外部物品侵限、車門與屏蔽門間隙夾人、疊加設(shè)備故障等。

2.3 人員因素特征分析

通過對五年間發(fā)生的348件列車晚點的人員因素進(jìn)行分析，5件是由于人員問題引起的晚點，另有85件人員因素造成影響擴大，整體占比25.86%；涉及崗位責(zé)任的主要是司機、站務(wù)人員、調(diào)度人員及檢修人員，各崗位人員因素引起晚點的占比情況如圖8所示。

圖8 各崗位人員因素引起晚點的占比分析

1) 司機崗位的人員因素責(zé)任58件，占比55.77%，主要包括應(yīng)急處置能力(24件)和操作技能(34件)兩類問題：應(yīng)急處置能力主要是在設(shè)備故障后判斷失誤、處置錯誤或延誤等；操作技能包括車門切除作業(yè)問題(17件)、操作失誤(6件)、崗位溝通延誤(4件)、對標(biāo)停車(3件)、清客(2件)等。

2) 站務(wù)人員的人員因素責(zé)任28件，占比26.92%，主要包括：清客時間過長9件，人工準(zhǔn)備進(jìn)路問題5件，車控室應(yīng)急操作不當(dāng)4件，站臺門應(yīng)急處置不當(dāng)3件，車站客流管控不力3件，站臺防護不到位3件，運營前檢查不到位1件。

3) 調(diào)度人員的人員因素責(zé)任15件，占比14.42%，處置延誤或處置不當(dāng)8件，行車組織不到位5件，調(diào)度命令溝通問題2件。

4) 因檢修人員的原因?qū)е铝熊囃睃c發(fā)生有3件，占比2.88%。

3 列車晚點控制措施及啟發(fā)

3.1 設(shè)備因素控制措施及啟發(fā)

通過以上分析可知，約有7成左右晚點是由設(shè)備因素引起的，故提高設(shè)備系統(tǒng)可靠性是減少晚點的最重要途徑，特別是對信號、車輛、站臺門和供電等行車相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)。歷年來，深圳地鐵通過開展“三查一提升”“設(shè)備隱患專項整治”“設(shè)備維保質(zhì)量提升”“遏制15 min以上列車晚點”等專項活動，對修程修制、檢修質(zhì)量、慣性故障、設(shè)備隱患等進(jìn)行整治或優(yōu)化，晚點指標(biāo)已逐年向好，特別是一些明顯缺陷導(dǎo)致的列車晚點得到控制，證明了運營公司加強設(shè)備管理可改善列車晚點指標(biāo)。

從設(shè)備全生命周期的角度來看，目前建設(shè)階段與運營階段的設(shè)備系統(tǒng)RAMS(可靠性、可用性、可維護性和安全性)管理相對獨立，設(shè)計、建設(shè)、驗證和反饋流程存在不能閉環(huán)的缺憾。在工程實踐中，特別是對列車晚點影響較大的車輛、信號、站臺門和供電等專業(yè)，可考慮對運營期間設(shè)備RAMS指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)的驗證、系統(tǒng)設(shè)計制造優(yōu)化反饋等進(jìn)行完善，具體如圖9所示。

圖9 城市軌道交通RAMS管理優(yōu)化示意圖

在近年來的全自動運行線路建設(shè)中，國內(nèi)同行在提高設(shè)備系統(tǒng)可靠性、優(yōu)化列車晚點指標(biāo)等做了一些工作，對車輛、信號、綜合監(jiān)控、供電、站臺門、通信等系統(tǒng)提出了系列的功能要求。《中國城市軌道交通全自動運行系統(tǒng)技術(shù)指南(試行)》[2]提出了RAMS保障要求，通過建設(shè)階段制定各系統(tǒng)RAMS指標(biāo)、各設(shè)備部件的RAMS指標(biāo)計算和分解、核心關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計等，以保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行；在運營階段收集、驗證系統(tǒng)RAMS指標(biāo)是否達(dá)到要求，并用于指導(dǎo)新線建設(shè)。

3.2 乘客及外部因素控制措施及啟發(fā)

乘客及外部因素作為列車晚點起因占比達(dá)到了27.59%，也是控制列車晚點的重要因素。對于最為突出的夾人夾物類型，目前主要采取車站客流管控、站臺監(jiān)控、應(yīng)急處置等人為管控措施。對于站臺門防夾，國內(nèi)地鐵行業(yè)在積極探索站臺門防夾板、激光探測、雷達(dá)探測等方案，但還需在抗干擾、可靠性、場景適用等方面作進(jìn)一步優(yōu)化，并通過工程實踐來驗證。

通過對大客流因素分析可知,因沿途大客流累加延誤造成列車晚點6件，超過列車最大AW3(超員載荷)載重能力造成列車晚點3件，沿途大客流疊加原晚點因素一起形成列車晚點34件。另外通過前文分析，由于早晚高峰乘客干擾因素多、行車間隔短、冗余時間少、設(shè)備負(fù)荷大，早晚高峰列車晚點集中發(fā)生，乘客及外部因素類型的列車晚點發(fā)生概率較大。為減少大客流的影響，可通過線路區(qū)域客流控制、站臺全域管控、設(shè)備部門現(xiàn)場值守等措施，以形成車廂/站臺可控、上下車有序、應(yīng)急處置迅速的良好局面。

開展形式多樣的安全乘車宣傳活動和警示，也可提高乘客安全乘車意識。另外，對于區(qū)間進(jìn)人、外部物品侵限等易造成較大晚點的因素，建議在設(shè)計階段應(yīng)加強高架車站和區(qū)間的防爬、封閉等措施。

在全自動運行線路中，對于乘客、司機作為首位發(fā)現(xiàn)者的情況，包括夾人夾物、區(qū)間進(jìn)人、區(qū)間異物、乘客暈倒或不適、乘客恐慌等，可考慮采取探測、報警、語音技術(shù)等措施，及早發(fā)現(xiàn)事件，并有效控制事件。

3.3 人員因素控制措施及啟發(fā)

從崗位因素來說，提高司機、站務(wù)、調(diào)度等人員的應(yīng)急處置能力和操作技能，可有效控制列車晚點的發(fā)生或擴大影響。對此，運營公司培訓(xùn)體系應(yīng)發(fā)揮應(yīng)有的作用，包括理論及實操培訓(xùn)、實操鑒定等。另外，對于行車崗位的心理素質(zhì)提升及崗位間溝通培訓(xùn)也要開展一些強化工作。運營公司可梳理自身特征因素，建立對應(yīng)培訓(xùn)體系?，F(xiàn)根據(jù)人員因素分析，提出一些重點控制措施，如圖10所示。

圖10 各崗位的人員因素控制措施示意圖

從列車晚點類型控制角度來說，對車輛、信號、站臺門、乘客及外部因素等類型進(jìn)行細(xì)化分析，考慮建立基于列車晚點因素的應(yīng)急預(yù)案及演練體系；每年可根據(jù)列車晚點情況對應(yīng)急預(yù)案的契合度進(jìn)行分析，對于應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行優(yōu)化；每年對演練科目及頻次的適應(yīng)性進(jìn)行分析，并開展針對性的強化措施。

4 結(jié)語

城市軌道交通列車晚點成因分析與控制是行業(yè)內(nèi)重要的管理改善項目。本文通過擴大數(shù)據(jù)樣本和細(xì)化分析模型，對深圳地鐵五年間的列車晚點成因分析與對策進(jìn)行了一些有益的探索和嘗試。隨著國內(nèi)全自動運行線路的推廣，列車晚點分析的一些成果將對今后全自動運行線路的功能設(shè)置、系統(tǒng)重點、RAMS管理等有更多的啟發(fā)，對提高系統(tǒng)穩(wěn)定性也會發(fā)揮一定的作用。