馬能藝

(上海申通地鐵集團(tuán)有限公司，201103，上海 ∥ 高級(jí)工程師)

城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行線路的UTO(無(wú)人值守全自動(dòng)運(yùn)行)模式自動(dòng)化等級(jí)雖高，但在應(yīng)急處置方面卻弱于DTO(有人值守全自動(dòng)運(yùn)行)模式。在DTO工況下發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，隨車人員可在第一時(shí)間人工排除故障，或通過(guò)旁路切除故障設(shè)備等人工干預(yù)方式使列車?yán)^續(xù)運(yùn)行，即使列車無(wú)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(shí)，如不能及時(shí)自動(dòng)排除故障或遠(yuǎn)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(jìn)而耗費(fèi)大量時(shí)間，使故障影響惡化為重大延誤。由此可見(jiàn)，一旦在UTO工況下發(fā)生故障，應(yīng)以自動(dòng)排除故障或遠(yuǎn)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(dòng)帶病運(yùn)行至下一車站處置?？傊?，UTO工況的應(yīng)急原則為——盡量使列車自動(dòng)運(yùn)行至車站，避免迫停區(qū)間，從而使多職能隊(duì)員或維修人員得以從車站登車處理。

1 不同場(chǎng)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(hào)系統(tǒng)的ATC(列車自動(dòng)控制)設(shè)備、聯(lián)鎖主機(jī)及綜合監(jiān)控服務(wù)器等涉及運(yùn)營(yíng)效率和安全的設(shè)備均采用冗余設(shè)計(jì)。這些設(shè)備的單一故障不會(huì)對(duì)線路運(yùn)營(yíng)造成顯性影響。因此，涉及冗余設(shè)備時(shí)，應(yīng)急場(chǎng)景應(yīng)只考慮冗余設(shè)備整體發(fā)生故障的情況。

對(duì)于應(yīng)急工作而言，狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障告警是十分關(guān)鍵的。綜合監(jiān)控系統(tǒng)、信號(hào)維護(hù)支持系統(tǒng)及車輛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等設(shè)施，可實(shí)現(xiàn)對(duì)全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)各設(shè)備狀態(tài)的全面監(jiān)測(cè)。一旦發(fā)生故障或監(jiān)測(cè)到突發(fā)事件，這些設(shè)施就會(huì)在第一時(shí)間上報(bào)控制中心及相關(guān)車站。根據(jù)故障或事件對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響程度，報(bào)警可劃分為數(shù)個(gè)優(yōu)先級(jí)：對(duì)重要事件的報(bào)警應(yīng)維持報(bào)警顯示，防止被刷屏；對(duì)嚴(yán)重事件的報(bào)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(shí)察覺(jué)并做出處理。

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

1.1 中央應(yīng)急場(chǎng)景

中央應(yīng)急場(chǎng)景主要為：因控制中心失電或ATS(列車自動(dòng)監(jiān)控)系統(tǒng)發(fā)生故障等突發(fā)情況，使控制中心無(wú)法正常工作，線路運(yùn)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(chǎng)景中，車站控制模式下的信號(hào)系統(tǒng)雖仍能滿足全自動(dòng)運(yùn)行的基本需求。但在無(wú)人值守狀態(tài)下，車站人員無(wú)法通過(guò)車載CCTV(閉路電視)、IPH(車廂應(yīng)急對(duì)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(shí)時(shí)情況。若列車?yán)^續(xù)運(yùn)行將產(chǎn)生安全隱患。因此，在UTO工況的中央應(yīng)急場(chǎng)景下，應(yīng)使列車保持全自動(dòng)運(yùn)行至下一車站后自動(dòng)扣車，并指派多職能隊(duì)員登車值守或駕駛。

1.2 車站應(yīng)急場(chǎng)景

1) 車站失電。當(dāng)發(fā)生車站失電后，應(yīng)根據(jù)影響范圍進(jìn)行運(yùn)營(yíng)調(diào)整。若車站乘降存在安全隱患，應(yīng)通過(guò)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(guò)設(shè)置跳停盡量使列車在UPS(不間斷電源)續(xù)航時(shí)間內(nèi)撤出受影響區(qū)域。

2) 車站信號(hào)設(shè)備發(fā)生故障，可能導(dǎo)致相關(guān)區(qū)域無(wú)法繼續(xù)使用全自動(dòng)運(yùn)行模式。如果區(qū)域控制器或聯(lián)鎖主機(jī)等發(fā)生故障，則應(yīng)通過(guò)遠(yuǎn)程重啟功能進(jìn)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(yán)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(tái)間隙較寬的位置，應(yīng)設(shè)置防夾探測(cè)設(shè)備，對(duì)乘客乘降進(jìn)行防護(hù)。一旦探測(cè)到夾人夾物，應(yīng)先阻止列車移動(dòng)，再由站臺(tái)工作人員通過(guò)站臺(tái)上的聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行開(kāi)門，并處置。

1.3 列車應(yīng)急場(chǎng)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(yùn)行至下一車站進(jìn)行疏散。對(duì)于因故在區(qū)間內(nèi)無(wú)法移動(dòng)的列車，只能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)疏散。調(diào)度員啟動(dòng)火災(zāi)工況應(yīng)急機(jī)制，根據(jù)實(shí)際情況判斷是否開(kāi)啟事故風(fēng)機(jī)，并對(duì)乘客進(jìn)行廣播指揮，授權(quán)開(kāi)啟端頭逃生門及逃生平臺(tái)側(cè)的客室門，同時(shí)派遣工作人員進(jìn)行接應(yīng)。在指揮疏散時(shí)，應(yīng)避免乘客向火源方向行進(jìn)。

2) 車載信號(hào)設(shè)備和車輛設(shè)備發(fā)生故障導(dǎo)致無(wú)法維持UTO模式。如車載信號(hào)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(guò)遠(yuǎn)程重啟、遠(yuǎn)程復(fù)位或遠(yuǎn)程旁路命令來(lái)處置。若設(shè)備無(wú)法恢復(fù)，則考慮救援或派多職能隊(duì)員登車處置，期間通過(guò)開(kāi)啟風(fēng)機(jī)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(yuǎn)程旁路的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮安全可接受程度。當(dāng)ATO(列車自動(dòng)運(yùn)行)系統(tǒng)無(wú)法控制列車運(yùn)行，而ATP(列車自動(dòng)保護(hù))功能完好時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)“蠕動(dòng)”模式申請(qǐng)，由調(diào)度員確認(rèn)后切換至蠕動(dòng)模式運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單牽引和制動(dòng)，使列車限速運(yùn)行至下一站后自動(dòng)扣車，繼而由多職能隊(duì)員登車處理。當(dāng)列車因丟失定位而無(wú)法運(yùn)行時(shí)，調(diào)度員可通過(guò)“遠(yuǎn)程RM”(遠(yuǎn)程限制駕駛模式)命令，使列車在信號(hào)系統(tǒng)的安全保護(hù)下限速限距地向前運(yùn)行一段距離，以讀取信標(biāo)重獲定位。

3) 阻塞。當(dāng)因前方擁堵等造成列車阻塞在區(qū)間時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)阻塞時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，并在阻塞時(shí)間到達(dá)設(shè)定的阻塞值后向綜合監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警，進(jìn)而觸發(fā)阻塞模式，自動(dòng)開(kāi)啟區(qū)間通風(fēng)及阻塞安撫廣播。

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

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

6) 休眠失敗。與喚醒類似，計(jì)劃列車應(yīng)根據(jù)ATS系統(tǒng)命令按時(shí)自動(dòng)休眠。若自動(dòng)休眠失敗，調(diào)度員應(yīng)遠(yuǎn)程人工休眠。若遠(yuǎn)程人工休眠亦失敗，則派遣多職能隊(duì)員登車執(zhí)行現(xiàn)地休眠。非計(jì)劃列車由調(diào)度員遠(yuǎn)程人工休眠，若遠(yuǎn)程人工休眠失敗則由多職能隊(duì)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(cè)器，可推開(kāi)一定規(guī)模的障礙物。當(dāng)障礙物難以推開(kāi)時(shí)，觸發(fā)緊急制動(dòng)。在確?？煽啃缘那闆r下，還可采用非接觸式探測(cè)，以在接觸障礙物前及時(shí)截停列車。

8) 脫軌。列車內(nèi)設(shè)置脫軌探測(cè)器。當(dāng)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(chǎng)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(jìn)入相關(guān)區(qū)間。已處于區(qū)間內(nèi)的列車若具備全自動(dòng)反向運(yùn)行能力，則自動(dòng)返回車站。對(duì)于無(wú)法自動(dòng)返回車站的迫停列車，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)疏散。調(diào)度員啟動(dòng)火災(zāi)工況應(yīng)急機(jī)制，根據(jù)實(shí)際情況判斷是否開(kāi)啟事故風(fēng)機(jī)，對(duì)乘客進(jìn)行廣播指揮，授權(quán)開(kāi)啟端頭逃生門及逃生平臺(tái)側(cè)的客室門，并派遣工作人員進(jìn)行接應(yīng)。指揮乘客疏散時(shí)，應(yīng)避免乘客向火源方向行進(jìn)。

2) 區(qū)間失電。列車運(yùn)行控制系統(tǒng)自動(dòng)扣停失電區(qū)段外的上游相鄰列車，防止列車進(jìn)入失電區(qū)段。調(diào)度員執(zhí)行運(yùn)營(yíng)調(diào)整，對(duì)失電區(qū)間內(nèi)的列車乘客進(jìn)行廣播安撫，安排搶修，必要時(shí)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(kāi)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(kāi)啟而造成重大運(yùn)營(yíng)影響，由信號(hào)系統(tǒng)對(duì)逃生門進(jìn)行防護(hù)。在調(diào)度員未授權(quán)的情況下，乘客無(wú)法開(kāi)啟逃生門。出于安全的考慮，當(dāng)出現(xiàn)信號(hào)車地通信故障或信號(hào)車載控制器發(fā)生故障時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)解除對(duì)逃生門的控制，使乘客可在停車后開(kāi)啟逃生門。

對(duì)于設(shè)有逃生平臺(tái)的線路，通過(guò)客室門疏散可能更有效率。信號(hào)系統(tǒng)對(duì)客室門亦進(jìn)行防護(hù)，可防止乘客在列車停于區(qū)間時(shí)通過(guò)緊急拉手非法開(kāi)啟客室門。只有經(jīng)過(guò)調(diào)度員授權(quán)或經(jīng)相應(yīng)延時(shí)后，乘客方能開(kāi)啟客室門進(jìn)行疏散。同樣出于安全的考慮，當(dāng)出現(xiàn)信號(hào)車地通信故障或信號(hào)車載控制器發(fā)生故障時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)解除對(duì)客室門的控制，使乘客在停車后可開(kāi)啟客室門。

2.2 救援方式

全自動(dòng)運(yùn)行線路可選擇全自動(dòng)救援方式或常規(guī)的有人救援方式。在全自動(dòng)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(dòng)抱死。若此時(shí)以全自動(dòng)運(yùn)行列車進(jìn)行自動(dòng)聯(lián)掛救援，則不僅會(huì)對(duì)軌道造成損傷，而且對(duì)于施救車的信號(hào)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(tái)上的清客帶來(lái)了困難，也不利于救援列車至停車線停車。因此，目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的全自動(dòng)運(yùn)行線路均未采用全自動(dòng)救援方式。

3 結(jié)語(yǔ)

在不同場(chǎng)景下，無(wú)人值守全自動(dòng)運(yùn)行列車的應(yīng)急處置應(yīng)兼顧運(yùn)營(yíng)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(duì)員是列車應(yīng)急處置中的重要參與角色，平時(shí)應(yīng)重視對(duì)此類人員應(yīng)急處理的相關(guān)培訓(xùn)。此外，由于過(guò)多的功能會(huì)使列車自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，進(jìn)而降低其可靠性，因此，全自動(dòng)運(yùn)行列車的應(yīng)急功能需合理選擇。