地鐵運營安全重要性及運營事故策略研究

黃佳佳

（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

現(xiàn)階段，地鐵已經(jīng)成為我國主要的交通方式之一，地鐵在各城市的運營規(guī)模十分龐大，為緩解城市交通壓力提供重要的交通條件。在維護地鐵運營的同時，受到操控技術(shù)、設備故障、運營調(diào)度不當?shù)纫蛩氐挠绊懀罔F運營中潛在的風險因素正在不斷增加，并且形成足以阻礙地鐵通行的交通問題。在此基礎(chǔ)上，有效維護地鐵運營安全，防止地鐵運營中的風險事故，成為現(xiàn)階段地鐵運營與開發(fā)的重點任務。

1 落實地鐵運營安全管理的重要性

落實地鐵運營安全是地鐵交通建設的首要任務。通過全面落實地鐵運營安全管理作業(yè)，對地鐵運行階段的儀器儀表進行檢查，有效降低地鐵運營的事故發(fā)生率。

典型的案例：某地區(qū)地鐵運營事故對地鐵交通安全造成一定影響，據(jù)資料統(tǒng)計，該站曾出現(xiàn)因司控編碼器異常、開關(guān)接線異常等因素引發(fā)的列車牽引無流事故。

對此，該站嚴格按照地鐵車輛故障應急處理辦法，完善5 號線車輛的維護規(guī)程，以及打造相應的線網(wǎng)指揮中心系統(tǒng)，用于監(jiān)測列車運營情況，最終使列車牽引無流、脫軌事故的發(fā)生概率大大降低，保障了地鐵運營的經(jīng)濟效益以及整體安全[1]。

2 造成地鐵運營事故的因素

2.1 人為因素

人為因素是引發(fā)地鐵運營事故的主要因素之一。無論是參與地鐵運維的工作人員，還是參與地鐵交通服務的乘客，其行為都有可能在一定程度上威脅地鐵運營安全。以某地鐵站1 號線地鐵運營事故為例，分析事故原因可以了解到，引發(fā)地鐵運營事故的主要原因為331 號線的布線方式不規(guī)范。工作人員在綁扎電纜的過程中，預留的電纜線較長，造成在地鐵運營過程中，出現(xiàn)線纜絕緣外皮破損的情況，最終因線纜燒斷而引發(fā)地鐵運營事故。因此，在地鐵運營管理中，防控人為因素造成的地鐵運營事故是一項不可或缺的工作，排除人為因素對地鐵運營的影響，才能夠保障地鐵常態(tài)化運營[2]。

2.2 設備設施因素

設備設施因素是引發(fā)地鐵運營安全事故的主要因素。地鐵設施的零部件損傷、機動裝置故障等都會導致地鐵運營失?；蛲Ｖ惯\營。以2013 年2 月，東直門至三元橋區(qū)間的地鐵運營事故為例，從設備設施因素的表現(xiàn)來看，列車自身的加減速制動系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、PWM 值制動系統(tǒng)經(jīng)過百米標處出現(xiàn)無制動的現(xiàn)象，盡管列車司機采取重新建立模式的方式緊急重啟制動，但列車仍然頻繁中斷于機場線位置。從中不難看出，由設備設施因素造成的地鐵運營事故普遍較為嚴重，也是影響地鐵車輛運營穩(wěn)定性的關(guān)鍵性因素。

2.3 環(huán)境因素

環(huán)境因素雖然對地鐵本身運營造成的干擾較小，但在一些情況下能夠影響地鐵設施或附屬設施的正常運行。當?shù)罔F設施運營失常時，地鐵本身的運營功能必然會受到一定限制。以西單站地鐵站臺的運營事故為例，該地鐵站臺發(fā)生的運營事故為：地鐵站臺的電梯設施的供電系統(tǒng)受潮，造成電梯頂部護欄門無法正常開關(guān)，最終出現(xiàn)乘客擁堵的事故現(xiàn)象。因此，預防環(huán)境因素對地鐵及附屬設施造成的干擾，是地鐵運營安全管理的工作任務之一。

3 利用信息技術(shù)維護地鐵運營安全的措施分析

3.1 開發(fā)CBTC 地鐵運營監(jiān)測系統(tǒng)用于監(jiān)測地鐵運營

CBTC 系統(tǒng)能夠用于地鐵運營管理，借助內(nèi)部的各個子系統(tǒng)與處理單元，對列車的各種運行場景及功能點進行實時監(jiān)測，用于評價地鐵運營期間是否存在安全隱患。如圖1 所示，通過打造類似的CBTC 地鐵運營監(jiān)測系統(tǒng)，相關(guān)人員利用車站設備進行地鐵運營路線檢測，利用地車無線通信系統(tǒng)維持地鐵運營期間通信等，多種功能的同步應用能夠有效為地鐵安全管理提供技術(shù)支持。在開發(fā)CBTC 地鐵運營監(jiān)測系統(tǒng)的過程中，相關(guān)部門需重點從兩個方面加強系統(tǒng)的安全運營管理效能：

圖1 CBTC 地鐵運營監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)架分析

首先，在仿真系統(tǒng)的設計上，相關(guān)人員需借助計算機軟件技術(shù)，將CI 系統(tǒng)、ATP 系統(tǒng)、列車駕駛臺全系統(tǒng)進行仿真處理，此時的地鐵運營系統(tǒng)便能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的車門管理、超速防護管理及自動控制管理等，從而有效預防一些不易察覺的隱患因素對地鐵運營造成的干擾。

其次，在CBTC 地鐵運營監(jiān)測系統(tǒng)管理平臺的搭載上，相關(guān)人員應根據(jù)地鐵運營安全管理的實際工作需求，測試地鐵系統(tǒng)中的序列管理器及缺陷管理系統(tǒng)。例如，基于數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的界面框架WPF，相關(guān)人員對CBTC 地鐵運營監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析模塊及數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊進行搭載，使CBTC 地鐵運營監(jiān)測系統(tǒng)能夠在列車發(fā)動前自主檢測列車網(wǎng)絡線路、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)的功能是否正常[3]。

3.2 開發(fā)數(shù)字化平臺用于維護數(shù)據(jù)安全

數(shù)據(jù)安全是地鐵運營安全管理中需要考慮的工作因素之一。通過在地鐵運營中使用數(shù)字化平臺進行數(shù)據(jù)管理，能夠極大程度地提高地鐵運營數(shù)據(jù)的安全系數(shù)。數(shù)字化平臺的設計需要從使用有效性、交互性以及服務性出發(fā)。

首先，基于地鐵運營中的數(shù)據(jù)服務要求，相關(guān)部門可以采用Oracle 數(shù)據(jù)服務系統(tǒng)作為數(shù)字化平臺的核心。通過采用Oracle 數(shù)據(jù)庫中的DBMS 管理框架，能夠同時對地鐵運營過程的數(shù)據(jù)進行存儲、查詢管理以及備份，以保障地鐵運營管理數(shù)據(jù)的安全。

其次，考慮到數(shù)字化平臺需具備持久化存儲的優(yōu)勢，Redis 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫能夠應用地鐵運營的數(shù)據(jù)管理。其主要的應用方式表現(xiàn)為：利用Redis 提供的兩項數(shù)據(jù)持久化方式，即快照方式以及AOF 處理方式，地鐵運營中獲得的設施檢查數(shù)據(jù)等便能夠以快照文件、AOF 文件等存儲到磁盤中，并且長期保障數(shù)據(jù)的完整性。

最后，考慮到地鐵運營數(shù)字化平臺需具備交互性功能，數(shù)字化平臺中應當搭配GIS 地圖技術(shù)，融合地鐵運營過程中提供的場景數(shù)據(jù)元素、界面抽象元素等，建立相應的地鐵運營映射關(guān)系，并生成相應的服務信息。這一類信息可以用于乘客獲取地鐵交通位置，幫助實施地鐵站臺人流疏通，也能夠用于地鐵運營中發(fā)布管理指令，實現(xiàn)各站臺之間的信息交互與傳遞，用于規(guī)避信息差造成的地鐵運營隱患問題[4]。

3.3 打造用于運營管理的線網(wǎng)指揮系統(tǒng)

線網(wǎng)指揮系統(tǒng)是實現(xiàn)地鐵運營調(diào)度的中樞核心，在地鐵運營中有協(xié)調(diào)列車調(diào)度、應急指揮與信息運輸?shù)裙δ堋榱颂岣叩罔F運營過程的安全性，相關(guān)部門需打造最具適配性的線網(wǎng)指揮系統(tǒng)，用于輔助相關(guān)部門進行地鐵運營安全管理。為此，相關(guān)部門可以參照北京市TCC 地鐵線網(wǎng)系統(tǒng)、深圳NOCC 線網(wǎng)系統(tǒng)以及廣州COCC 線網(wǎng)系統(tǒng)的設計原理，逐步完成地鐵運營中各項通用系統(tǒng)的設計。例如，在線網(wǎng)指揮系統(tǒng)的安全域劃分上，將系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)接收區(qū)、數(shù)據(jù)處理區(qū)、內(nèi)網(wǎng)管理區(qū)與信息服務區(qū)，并分別用于地鐵運營管理的各個工作領(lǐng)域。典型的代表有：在數(shù)據(jù)接入?yún)^(qū)中，利用SIG、ISCS 等線路系統(tǒng)，獲取列車運行數(shù)據(jù)（位置、制動、速度狀態(tài)）、列車信號數(shù)據(jù)（通信速率、信號強度等），有效反映地鐵在運行期間的實際情況，相關(guān)人員也能夠從中觀測地鐵運行是否存在故障或安全隱患。

3.4 F5G 全光網(wǎng)絡用于地鐵運營管理

F5G 全光網(wǎng)絡是當前一種通信速率極高的通信網(wǎng)絡類型。將F5G 全光網(wǎng)絡用于地鐵運營管理中，有利于大幅度降低地鐵運營期間的通信延遲，規(guī)避信息誤差造成的運營管理風險。而F5G 全光網(wǎng)絡在地鐵運營中的實際應用方法有以下幾個方面：

首先，利用全光網(wǎng)絡當中的OPS 傳輸協(xié)議以及OTDM 傳輸協(xié)議，對地鐵運營期間的指令與信息進行高效分組，站臺及各指揮中心能夠?qū)崟r獲取地鐵運行中的線路情況、設備運行情況等，為應對地鐵運營風險制定預警提示奠定基礎(chǔ)。

其次，在全光網(wǎng)絡的高速率通信功能的助推下，數(shù)字孿生應用能夠普及地鐵運行管理的多個領(lǐng)域中。例如，全光網(wǎng)絡支持對地鐵站的實時BIM 數(shù)據(jù)模型建構(gòu)，寧波市軌道交通集團便采用該技術(shù)，對地鐵運營安全管理進行調(diào)整，用于幫助部門分析地鐵站臺的人員流量分布，實現(xiàn)對地鐵運營期間的站臺全景監(jiān)控、指揮調(diào)度等，實現(xiàn)運營管理資源的配置最優(yōu)化。

4 維護地鐵運營安全的工作辦法分析

4.1 打造地鐵運行防護設施

軌道運維工作是地鐵運營管理中的重要工作內(nèi)容。為了保障地鐵列車的正常通行，相關(guān)部門需做好一般地鐵軌道的日常運維工作。以烏魯木齊地鐵3 號線制定的軌道運維舉措為例，由于該軌道線位于地震斷裂帶附近，因此，該地鐵路段時常出現(xiàn)軌道垮塌的情況。為了避免軌道垮塌對地鐵運行安全造成的威脅，相關(guān)部門通過對軌道進行多段防護與加固，提高軌道的支護與承載能力。具體的做法為：一般地鐵隧道設置的標準斷面面積約為35～40m2，而該部門對斷裂帶附近的地鐵隧道設置防護路段，并且將斷面面積控制在60～65m2。隧道兩側(cè)額外增加寬度為75cm 的空間，頂部增設高度為1.05m 的空間，用于降低地鐵運行路段活躍層運動對軌道及隧道穩(wěn)定性造成的影響，充分保障地鐵在穿越斷裂帶時的運行安全。

4.2 設置地鐵安全監(jiān)理機制

以地鐵安全事故為依據(jù)，打造切實可行的地鐵安全監(jiān)理機制，才能夠有效防控地鐵運營期間存在的隱患問題。具體的做法可以參考西安地鐵制定的安全監(jiān)理機制與舉措：首先，安全監(jiān)理機制中根據(jù)《地鐵運營安全問題分類》的修訂內(nèi)容，將地鐵行車安全、安全管理及消防等方面的問題進行歸類，最終統(tǒng)計出145條A 類地鐵運營問題、283 條B 類地鐵運營問題，基于對地鐵運營安全問題的原因分析，該地鐵指揮中心才能夠針對地鐵運營中的故障現(xiàn)象，及時制定有效的解決措施。例如，某地鐵站11408 次列車出現(xiàn)頻繁故障與晚點現(xiàn)象，通過地鐵運營管理機制中對運營安全問題的分類指導，指揮中心及時完成地鐵故障的原因分析、定責與整改工作。在及時檢修地鐵處理單元之后，使地鐵能夠正常運行，并且提高了地鐵運營的安全系數(shù)。其次，在地鐵運營安全機制的指導下，站內(nèi)客流疏通、站點指揮等工作得到有效落實，最終使該地鐵站全網(wǎng)12 條路線在10d 內(nèi)，安全運送乘客達到2300 余萬人次，保障了地鐵運營的安全性。所以，在推動地鐵運營安全建設與管理的過程中，構(gòu)建完善的運營管理機制顯然具有關(guān)鍵的實施意義。

4.3 完善地鐵運營中安全設備配置

在地鐵運營的安全設備配置方面，考慮到現(xiàn)階段地鐵運營期間可能存在的隱患問題，相關(guān)部門需要配置最合理的安全防護設備，才能夠最大程度上保障地鐵運營安全。以地鐵軌道交通中AED 設備的配置為例，結(jié)合國內(nèi)多個城市地鐵交通中的AED 設備覆蓋情況可以了解到，南京、深圳、杭州以及合肥等地區(qū)的AED 設備覆蓋率在2020 年便達到100%，且該設備在乘客急救事件中起到關(guān)鍵性作用。而在其他城市的地鐵運營建設中，相關(guān)部門仍然需要參考地鐵站配置AED 設備的做法，首先提高AED 設備在地鐵站的覆蓋率，再通過急救培訓的方式，使地鐵工作人員能夠具備使用AED 設備的能力，保障地鐵運營期間的乘客生命安全。

4.4 做好地鐵試運行管理

地鐵試運行能夠排除地鐵運營期間的絕大部分故障問題，提高地鐵運營的安全系數(shù)。在地鐵試運行的過程中，相關(guān)部門需要從以下方面對地鐵進行巡視：

首先，在供電系統(tǒng)的試運行中，變電所設備、環(huán)網(wǎng)電纜、接觸軌以及雜散電流防護系統(tǒng)是試運行的關(guān)鍵目標。試運行期間需要針對線纜絕緣性能下降、電纜支架脫落、供電中斷等隱患問題進行排查，才能保障地鐵運營安全。

其次，試運行期間采用的運行檢測工具必須多樣。例如，采用DM6018 規(guī)格的普通鉗形電流表進行報警系統(tǒng)測試，采用FMTE586 規(guī)格的線纜測試儀進行線纜測試，采用MT1210 規(guī)格的數(shù)字萬用表測試電壓電阻及線纜通斷等。利用多元化的測試工具，才能夠在試運行過程中得出精準的地鐵運營數(shù)據(jù)，為保障地鐵運營安全提供數(shù)據(jù)與信息基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

總的來說，維護地鐵運營安全離不開技術(shù)條件、機制條件與人員條件的幫助，只有在制定標準的地鐵運營安全規(guī)范的同時，應用先進信息技術(shù)對地鐵運營進行監(jiān)控與應用場景分析，才能夠使相關(guān)人員及時發(fā)現(xiàn)地鐵運營中存在的隱患因素，并予以解決。因此，相關(guān)部門需加大地鐵運營監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)力度以及地鐵運營管理機制的開發(fā)力度，構(gòu)建完善的地鐵線網(wǎng)指揮系統(tǒng)，規(guī)避地鐵運營風險。