全自動運(yùn)行線路站臺門系統(tǒng)運(yùn)維管理探析

王合良

（南寧軌道交通運(yùn)營有限公司，廣西 南寧 530000）

0 引言

隨著智能化、信息化以及網(wǎng)路化技術(shù)的快速發(fā)展，城市軌道行業(yè)充分把握當(dāng)前發(fā)展的重大機(jī)遇，開啟了全自動運(yùn)行技術(shù)日新月異的新篇章。在《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》的指引下，列車全自動運(yùn)行系統(tǒng)日趨成熟，并在北京、上海、成都等城市得到廣泛應(yīng)用。全自動運(yùn)行系統(tǒng)以提高運(yùn)營效率、保障運(yùn)營安全為目標(biāo)，融合了互聯(lián)互通的典型場景設(shè)計(jì)、列車控制技術(shù)以及多專業(yè)協(xié)同控制與應(yīng)急聯(lián)動技術(shù)，從而有效降低人力成本，提高對各類突發(fā)事件的反應(yīng)與處置能力，從源頭遏止了人為誤操作帶來的負(fù)面影響，為實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)營、提高服務(wù)水平，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。截至2022 年底，全國已有北京、上海、深圳等15 座城市開通了全自動運(yùn)行地鐵線路，運(yùn)營線路為36 條，運(yùn)營里程達(dá)一千余公里，在建線路42 條，在建里程為1300 km。

目前南寧軌道交通已邁入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營階段，其5號線成為廣西首條全自動運(yùn)行線路，為滿足多專業(yè)的互聯(lián)互通與協(xié)同控制，對站臺門設(shè)備的安全性和可靠性提出了更高要求，因此站臺門系統(tǒng)也做出了相應(yīng)的技術(shù)升級與系統(tǒng)優(yōu)化，從設(shè)計(jì)、制造、安裝等階段均需考慮確保其性能滿足SIL2 的安全等級。作為運(yùn)營單位，相較于傳統(tǒng)線路的管理模式，應(yīng)具備更高素質(zhì)的管理隊(duì)伍、更加智能化的運(yùn)維方式以及更加先進(jìn)的管理理念。基于南寧軌道交通5 號線的運(yùn)營管理現(xiàn)狀，對全自動運(yùn)行線路下的站臺門性能特點(diǎn)、典型運(yùn)營場景以及運(yùn)維管理現(xiàn)狀與不足展開深入分析研究，從而對提升站臺門運(yùn)維管理水平與質(zhì)量產(chǎn)生較大的指導(dǎo)作用，促進(jìn)城市軌道交通朝著智能化、綠色化方向發(fā)展。

1 全自動運(yùn)行線路的站臺門性能分析

1.1 站臺門與車門對位隔離控制

傳統(tǒng)線路中，在系統(tǒng)級控制模式下，僅可實(shí)現(xiàn)對整側(cè)滑動門的控制；南寧軌道交通5 號線站臺門系統(tǒng)不僅可以控制整側(cè)門的開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)個別滑動門故障隔離時，站臺門系統(tǒng)將故障信息通過信號系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)至車輛，列車進(jìn)站停穩(wěn)后，發(fā)送命令打開車門及站臺門，故障滑動門及對應(yīng)的車門不開啟；反之，個別車門故障隔離時，故障車門及對應(yīng)的滑動門不開啟。

1.2 間隙探測防護(hù)系統(tǒng)

傳統(tǒng)線路的間隙探測防護(hù)系統(tǒng)未接入站臺門安全回路。因全自動運(yùn)行線路無司機(jī)人工瞭望，更易發(fā)生夾人夾物的問題[1]，為保障乘客人身安全，南寧軌道交通5 號線間隙探測防護(hù)系統(tǒng)已接入站臺門系統(tǒng)的安全回路，作為列車進(jìn)出站臺的聯(lián)鎖條件。

1.3 應(yīng)急門旁路開關(guān)

傳統(tǒng)線路由于應(yīng)急門無單獨(dú)的旁路開關(guān)，當(dāng)應(yīng)急門發(fā)生故障時，僅能通過將相鄰滑動門的模式開關(guān)（LCB，Local Control Board）打至手動關(guān)位，從而將故障應(yīng)急門切出安全回路。南寧軌道交通5 號線每個應(yīng)急門單獨(dú)了設(shè)置旁路開關(guān)（圖1），應(yīng)急門故障時能通過旁路開關(guān)將故障應(yīng)急門切出安全回路，同時能通過設(shè)備房工控機(jī)實(shí)時監(jiān)控該旁路開關(guān)狀態(tài)。

圖1 應(yīng)急門旁路開關(guān)

1.4 滑動門狀態(tài)顯示屏

南寧軌道交通5 號線站臺門系統(tǒng)除設(shè)置滑動門狀態(tài)指示燈外，每道滑動門上方新增狀態(tài)顯示屏（圖2），用于顯示滑動門的各種提示信息；當(dāng)滑動門出現(xiàn)故障時（包括對應(yīng)車門故障滑動門對位隔離），能提前預(yù)警提醒故障滑動門附近等候上車的乘客提前向其他無故障滑動門轉(zhuǎn)移，確保乘客順利乘車。

圖2 滑動門狀態(tài)顯示屏

1.5 就地控制盤（PSL）

與傳統(tǒng)線路中每側(cè)站臺僅設(shè)置1 套就地控制盤（PSL，Platform Screen Doors Local Control Panel）相比，南寧軌道交通5 號線每側(cè)站臺門設(shè)置3 套PSL，并且同側(cè)站臺門的PSL 相互互鎖，控制優(yōu)先級先使用者為高。PSL 盤面除互鎖解除開關(guān)、就地控制開關(guān)等常規(guī)開關(guān)或指示燈外，另外新增了信號系統(tǒng)發(fā)車確認(rèn)按鈕、站臺門與車門聯(lián)動打開按鈕、站臺門與車門聯(lián)動關(guān)閉按鈕（圖3）?！鞍l(fā)車確認(rèn)按鈕”在滿足其他信號聯(lián)鎖條件后，允許列車駛離站臺。

圖3 PSL 盤面

2 全自動運(yùn)行線路站臺門典型運(yùn)營場景分析

由于正常運(yùn)營模式下，全自動運(yùn)行線路與傳統(tǒng)線路列車進(jìn)站停車與列車發(fā)車的流程基本一致，此處不再贅述。重點(diǎn)分析部分典型的故障運(yùn)營場景。

2.1 滑動門故障場景

（1）站務(wù)人員現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)單扇或多扇滑動門故障后，立即將信息上報行車調(diào)度，并做好臨時處置。

（2）行車調(diào)度接報站臺門故障后，通過綜合監(jiān)控觀察站臺門狀態(tài)信息，并通過閉路監(jiān)視確認(rèn)現(xiàn)場情況。

（3）行車調(diào)度及時通知維修調(diào)度指派維修人員趕往故障車站進(jìn)行搶修。

（4）故障未修復(fù)前，若列車迫停在站外，行車調(diào)度命令多職能組員登乘列車改為人工駕駛模式，向車站發(fā)布使用PSL 互鎖解除的指令，組織列車進(jìn)站。

（5）當(dāng)有滑動門無法正常開啟或關(guān)閉時，經(jīng)車站確認(rèn)無夾人夾物且無法排除故障后，通知車站將故障滑動門設(shè)置為“隔離”狀態(tài)，列車進(jìn)站后因?qū)ξ桓綦x功能生效，故障滑動門及對應(yīng)的車門無法開啟，同時對位隔離信息在后續(xù)?？苛熊嚨能囕d乘客信息屏上進(jìn)行通知顯示。另外需對故障現(xiàn)場做好防護(hù)，粘貼站臺門停用標(biāo)志，并通過廣播提醒乘客從正常開啟的滑動門/車門上下車。

（6）維修人員完成故障修復(fù)后，站臺門恢復(fù)正常運(yùn)營。

2.2 滑動門與車門間隙夾人夾物的故障場景分析

（1）站務(wù)人員若發(fā)現(xiàn)車門與滑動門間隙夾人夾物時立即按壓“站臺緊急停車”按鈕，隨后將發(fā)生夾人夾物情況的滑動門與車門詳細(xì)信息匯報至行車調(diào)度。

（2）行車調(diào)度接報夾人夾物的故障后，通過站臺門在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)滑動門與車門間隙探測器報警（圖4），隨后通過ATS 工作站將前后列車扣車，同時通知站務(wù)人員執(zhí)行站臺“再次開關(guān)門”操作。

圖4 間隙探測器報警

（3）站務(wù)人員接行車調(diào)度的命令對站臺門進(jìn)行處置，原則上優(yōu)先激活使用“再次開關(guān)門”按鈕，嘗試再次開關(guān)車門及滑動門，若處理無效站務(wù)人員迅速至故障滑動門處進(jìn)行手動處理；行車調(diào)度通過站臺CCTV監(jiān)控現(xiàn)場情況。

（4）作業(yè)完畢后，行車調(diào)度在得到站務(wù)人員“處理完畢，具備動車條件”的回復(fù)后，通過ATS 工作站取消前后列車的扣車，安排列車關(guān)門動車。

2.3 應(yīng)急門故障場景

（1）站務(wù)人員現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)某扇應(yīng)急門故障后，立即將信息上報行車調(diào)度，并做好臨時處置。

（2）行車調(diào)度接報應(yīng)急門故障后，通過綜合監(jiān)控觀察應(yīng)急門狀態(tài)信息，指令站務(wù)人員將故障應(yīng)急門打至旁路位，并加強(qiáng)現(xiàn)場防護(hù)。

（3）行車調(diào)度及時通知維修調(diào)度指派維修人員趕往故障車站進(jìn)行搶修。

（4）專業(yè)維修人員完成故障修復(fù)后，將應(yīng)急門打回自動位，此時監(jiān)控系統(tǒng)（MMS，Main Monitor System）事件記錄顯示“應(yīng)急門旁路恢復(fù)”（圖5），站臺門恢復(fù)正常運(yùn)營。

圖5 應(yīng)急門旁路

3 全自動運(yùn)行線路站臺門運(yùn)維管理現(xiàn)狀

目前南寧軌道交通5 號線全自動運(yùn)行線路站臺門的運(yùn)維管理尚未充分適應(yīng)當(dāng)前智慧化、信息化的發(fā)展趨勢，運(yùn)維方式尚顯陳舊，維修保養(yǎng)工作中仍存在設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)缺乏實(shí)時分析處理、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測精度較低、維修保養(yǎng)過度依賴人工、定檢作業(yè)容易發(fā)生過度維修等問題。

3.1 站臺門巡檢主要依賴人工完成

按照站臺門的檢修規(guī)程，其巡檢采用日巡檢模式，除完成全線站臺門巡檢項(xiàng)目外，維修人員的通勤時間與辦理請銷點(diǎn)登記手續(xù)等輔助工作耗費(fèi)的時間均不容忽視。導(dǎo)致巡檢工作耗費(fèi)大量人力與工時，巡檢效率低下，并且無法對巡檢工作中漏檢等違反規(guī)定的現(xiàn)象實(shí)施有效監(jiān)督。

3.2 部分故障無法精準(zhǔn)定位，無法對潛在故障進(jìn)行預(yù)警

由于設(shè)備自身故障檢測水平不高，維保人員主觀經(jīng)驗(yàn)不足或者判斷失誤，導(dǎo)致故障排查時間較長，設(shè)備無法及時修復(fù)；另外現(xiàn)行的故障維修仍采用“故障修”模式，無法對故障進(jìn)行預(yù)警，導(dǎo)致設(shè)備故障率居高不下，并且因故障導(dǎo)致的換件費(fèi)用增加了企業(yè)運(yùn)營成本。

3.3 設(shè)備定檢模式?jīng)]有針對性，檢修內(nèi)容過于固化

日常生產(chǎn)中無法根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)制定具有針對性的檢修內(nèi)容，歷次定檢作業(yè)均按照檢修工藝卡或指導(dǎo)書覆蓋所有檢修項(xiàng)目，導(dǎo)致作業(yè)過于程式化、維修人員對于檢修作業(yè)疲于應(yīng)付。在設(shè)備投入使用初期易出現(xiàn)過度維修的現(xiàn)象；然而隨著設(shè)備的老化，則會出現(xiàn)檢修力度不足等問題。

3.4 無法實(shí)現(xiàn)信息共享

因站臺門與車輛、信號、自動化等多個專業(yè)均存在接口關(guān)系[2]，目前維修人員僅熟悉自身的專業(yè)知識，在發(fā)生設(shè)備接口故障時，無法獨(dú)立判斷故障點(diǎn)，在多專業(yè)聯(lián)合排查時耗費(fèi)大量時間，導(dǎo)致故障無法及時閉環(huán)。

4 全自動運(yùn)行線路站臺門運(yùn)維管理優(yōu)化

4.1 站臺門遠(yuǎn)程巡檢

通過在站臺門上安裝各類傳感器等感知元件，配合使用圖像識別等視頻處理技術(shù)，對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議進(jìn)行實(shí)時傳輸。針對巡檢作業(yè)中可遠(yuǎn)程監(jiān)測的巡檢項(xiàng)目，自動完成巡檢并填報巡檢記錄表，從而大幅縮短人工巡檢所消耗的工時，降低人力成本；從源頭上避免人工巡檢質(zhì)量不佳、漏巡現(xiàn)象屢禁不止等問題。以南寧軌道交通5 號線為例，全線共計(jì)17 座車站，維保人員例行開展站臺門日巡視作業(yè)時，按照單人作業(yè)計(jì)算，巡視站臺、設(shè)備房以及請銷點(diǎn)共計(jì)消耗0.5 工時/站，在采用遠(yuǎn)程巡檢后，5 號線站臺門日巡視每月可節(jié)省255 工時，對于降低人工成本有明顯作用。

4.2 設(shè)備故障診斷與預(yù)警

通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)處理技術(shù)對采集到的故障信息進(jìn)行分析與研判，實(shí)現(xiàn)故障的精準(zhǔn)定位和實(shí)時發(fā)送[3]，降低傳統(tǒng)故障維修時對人工經(jīng)驗(yàn)的過度依賴，通過故障處置的自動派工，縮短故障信息的傳遞時間。另外，通過系統(tǒng)建立的智能維修專家?guī)焯峁I(yè)維修意見，指導(dǎo)維修人員快速修復(fù)故障，從而大幅縮短故障處置時間，同時避免因人為誤判對設(shè)備造成進(jìn)一步損害。傳統(tǒng)的故障維修模式，僅憑人工查找故障點(diǎn)并修復(fù)設(shè)備，通常每件故障耗時約為1 工時，在應(yīng)用設(shè)備故障智能診斷系統(tǒng)后，可將故障維修時間縮短至0.5 工時左右，大幅提高故障處理效率。

通過對采集到的設(shè)備實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)備自身的使用壽命、故障頻次、運(yùn)行時間、檢修記錄等關(guān)鍵信息，在尚未發(fā)生故障的情況下，對設(shè)備健康狀態(tài)進(jìn)行綜合判斷，分析關(guān)鍵部件的故障性能態(tài)勢并出具預(yù)警結(jié)果，并自動派工至維修人員，實(shí)現(xiàn)由“故障修”向“預(yù)防修”模式的轉(zhuǎn)變。因站臺門屬于影響行車的設(shè)備，南寧軌道交通5 號線每年因站臺門故障引發(fā)的列車晚點(diǎn)事件約為3 件，從而影響運(yùn)營服務(wù)以及列車準(zhǔn)點(diǎn)兌現(xiàn)率，在具備故障預(yù)警功能后，可提前將存在故障隱患的部件進(jìn)行維修，進(jìn)而從源頭避免因站臺門故障導(dǎo)致的列車晚點(diǎn)事件。

4.3 智能決策修程修制，實(shí)現(xiàn)由“計(jì)劃修”向“狀態(tài)修”的變革

根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，對設(shè)備當(dāng)前健康狀態(tài)進(jìn)行評估，依據(jù)歷次的檢修、調(diào)試與故障狀況，適當(dāng)延長或縮短站臺門某些設(shè)備的檢修周期，以降低維護(hù)成本和提高設(shè)備可靠度為優(yōu)化目標(biāo)，系統(tǒng)化地制定維修決策[4]，從而減少不必要的檢修，節(jié)約檢修工時與成本，使站臺門檢修工作更加科學(xué)化、智能化，促進(jìn)站臺門實(shí)現(xiàn)智能決策修程修制的“狀態(tài)修”模式。傳統(tǒng)的站臺門檢修規(guī)程采用“計(jì)劃修”模式，包含月檢、季檢、半年檢以及年檢，并且需對所有檢修項(xiàng)目進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，每年約消耗2600 工時，在采用“狀態(tài)修”模式后，每次檢修作業(yè)僅需對需要檢修的項(xiàng)目進(jìn)行重點(diǎn)維護(hù)保養(yǎng)，大幅縮短作業(yè)工時，每年累計(jì)節(jié)省工時可達(dá)1300 工時。

4.4 打破技術(shù)屏障，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同運(yùn)維的管理模式

培育一批具備運(yùn)營管理、設(shè)備維護(hù)及技術(shù)支持等專業(yè)技能的多職能組員，統(tǒng)籌整合各專業(yè)資源，成立多專業(yè)融合的維修工班[5]，實(shí)現(xiàn)資源共享，有效提升接口專業(yè)之間溝通效率，建立故障快速響應(yīng)機(jī)制，提高設(shè)備故障分析解決能力，節(jié)約運(yùn)維管理過程中的溝通成本，有效避免接口專業(yè)之間互相推諉的現(xiàn)象。目前國內(nèi)地鐵行業(yè)車間的設(shè)置多從專業(yè)角度進(jìn)行分工，專業(yè)之間存在技術(shù)屏障，例如在發(fā)生列車緊急制動故障時，需要信號工班與機(jī)電工班聯(lián)合排查故障，但因兩個工班之間信息不能進(jìn)行全面共享，相互之間配合默契度不高，此類故障聯(lián)合排查時間通常在2 h 以上，對后續(xù)列車造成較大影響，在培育多職能組員并建立多專業(yè)融合的工班之后，可將故障排查時間控制在1 h 之內(nèi)，故障處理效率大幅提升，并對提高列車準(zhǔn)點(diǎn)率提供有力保障。

5 結(jié)語

為實(shí)現(xiàn)公司精細(xì)化管理與降本增效的發(fā)展目標(biāo)，提高全自動運(yùn)行線路的運(yùn)維管理水平，為乘客提供更加舒適安全的乘車環(huán)境，站臺門運(yùn)維管理模式應(yīng)朝著智能化、信息化的方向發(fā)展。通過人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，逐步改變傳統(tǒng)維保模式，解決人工勞動強(qiáng)度大、故障定位分析不準(zhǔn)確、修程修制過于固化、專業(yè)之間缺乏協(xié)調(diào)聯(lián)動等問題。牢牢把握城市軌道交通全自動運(yùn)行與智能運(yùn)維的發(fā)展方向，抓好自主創(chuàng)新，推進(jìn)站臺門運(yùn)維管理的智能感知與深度互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)營組織的多元化和智能化、乘客服務(wù)的智慧化和品質(zhì)化，為國家實(shí)施智慧城軌與交通強(qiáng)國戰(zhàn)略貢獻(xiàn)力量。