城市軌道交通全自動運行線路在無人值守模式下的應急處置

馬能藝

(上海申通地鐵集團有限公司，201103，上海 ∥ 高級工程師)

城市軌道交通全自動運行線路的UTO(無人值守全自動運行)模式自動化等級雖高，但在應急處置方面卻弱于DTO(有人值守全自動運行)模式。在DTO工況下發生設備故障時，隨車人員可在第一時間人工排除故障，或通過旁路切除故障設備等人工干預方式使列車繼續運行，即使列車無法繼續行駛，也可由隨車人員直接指揮乘客疏散。在UTO工況下發生設備故障時，如不能及時自動排除故障或遠程排除故障，則列車不得不迫停區間，等待工作人員登車處置，進而耗費大量時間，使故障影響惡化為重大延誤。由此可見，一旦在UTO工況下發生故障，應以自動排除故障或遠程排除故障為最優措施，其次是使列車在保障安全的情況下維持全自動帶病運行至下一車站處置。總之，UTO工況的應急原則為——盡量使列車自動運行至車站，避免迫停區間，從而使多職能隊員或維修人員得以從車站登車處理。

1 不同場景的應急處置方法

為保證UTO工況下的設備可靠性，信號系統的ATC(列車自動控制)設備、聯鎖主機及綜合監控服務器等涉及運營效率和安全的設備均采用冗余設計。這些設備的單一故障不會對線路運營造成顯性影響。因此，涉及冗余設備時，應急場景應只考慮冗余設備整體發生故障的情況。

對于應急工作而言，狀態監測和故障告警是十分關鍵的。綜合監控系統、信號維護支持系統及車輛監測系統等設施，可實現對全自動運行系統各設備狀態的全面監測。一旦發生故障或監測到突發事件，這些設施就會在第一時間上報控制中心及相關車站。根據故障或事件對運營的影響程度，報警可劃分為數個優先級：對重要事件的報警應維持報警顯示，防止被刷屏；對嚴重事件的報警更應采用彈框甚至聲光相結合的方式，以使調度員及時察覺并做出處理。

UTO工況應急場景按發生的位置可分為中央應急場景、車站應急場景、列車應急場景及區間應急場景。

1.1 中央應急場景

中央應急場景主要為：因控制中心失電或ATS(列車自動監控)系統發生故障等突發情況，使控制中心無法正常工作，線路運行控制不得不從控制中心控制模式降為車站控制模式。

在中央應急場景中，車站控制模式下的信號系統雖仍能滿足全自動運行的基本需求。但在無人值守狀態下，車站人員無法通過車載CCTV(閉路電視)、IPH(車廂應急對講電話)和廣播等設備設施同車內乘客溝通，難以掌握車內實時情況。若列車繼續運行將產生安全隱患。因此，在UTO工況的中央應急場景下，應使列車保持全自動運行至下一車站后自動扣車，并指派多職能隊員登車值守或駕駛。

1.2 車站應急場景

1) 車站失電。當發生車站失電后，應根據影響范圍進行運營調整。若車站乘降存在安全隱患，應通過設置跳停避免列車停站。若為設備集中站失電，應通過設置跳停盡量使列車在UPS(不間斷電源)續航時間內撤出受影響區域。

2) 車站信號設備發生故障，可能導致相關區域無法繼續使用全自動運行模式。如果區域控制器或聯鎖主機等發生故障，則應通過遠程重啟功能進行重啟，以盡快恢復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，應嚴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夾人的情況。在曲線站臺間隙較寬的位置，應設置防夾探測設備，對乘客乘降進行防護。一旦探測到夾人夾物，應先阻止列車移動，再由站臺工作人員通過站臺上的聯動開關進行開門，并處置。

1.3 列車應急場景

1) 列車火災。經研究，如列車在區間內發生火災，則應盡快運行至下一車站進行疏散。對于因故在區間內無法移動的列車，只能進行現場疏散。調度員啟動火災工況應急機制，根據實際情況判斷是否開啟事故風機，并對乘客進行廣播指揮，授權開啟端頭逃生門及逃生平臺側的客室門，同時派遣工作人員進行接應。在指揮疏散時，應避免乘客向火源方向行進。

2) 車載信號設備和車輛設備發生故障導致無法維持UTO模式。如車載信號設備和車輛設備發生故障，導致列車迫停區間，則應通過遠程重啟、遠程復位或遠程旁路命令來處置。若設備無法恢復，則考慮救援或派多職能隊員登車處置，期間通過開啟風機向迫停列車送風。由于安全相關設備的旁路具有安全隱患，故具體遠程旁路的設計應考慮安全可接受程度。當ATO(列車自動運行)系統無法控制列車運行，而ATP(列車自動保護)功能完好時，自動觸發“蠕動”模式申請，由調度員確認后切換至蠕動模式運行，實現簡單牽引和制動，使列車限速運行至下一站后自動扣車，繼而由多職能隊員登車處理。當列車因丟失定位而無法運行時，調度員可通過“遠程RM”(遠程限制駕駛模式)命令，使列車在信號系統的安全保護下限速限距地向前運行一段距離，以讀取信標重獲定位。

3) 阻塞。當因前方擁堵等造成列車阻塞在區間時，信號系統應對阻塞時間進行計時，并在阻塞時間到達設定的阻塞值后向綜合監控系統報警，進而觸發阻塞模式，自動開啟區間通風及阻塞安撫廣播。

4) 停站過沖。若列車停站過沖距離超過5 m的回退限制，則列車應自動或經調度員確認后直接運行至下一站；若列車停站過沖距離處于回退限制內，則啟動對位自動調整功能，使列車再度對位，以滿足乘客乘降的需求。

5) 喚醒失敗。計劃列車應根據ATS系統命令按時自動喚醒。若自動喚醒失敗，則調度員應遠程人工喚醒。若遠程人工喚醒亦失敗，則派遣多職能隊員登車執行現地喚醒。非計劃列車由調度員遠程人工喚醒，若遠程人工喚醒失敗則由多職能隊員現地喚醒。

6) 休眠失敗。與喚醒類似，計劃列車應根據ATS系統命令按時自動休眠。若自動休眠失敗，調度員應遠程人工休眠。若遠程人工休眠亦失敗，則派遣多職能隊員登車執行現地休眠。非計劃列車由調度員遠程人工休眠，若遠程人工休眠失敗則由多職能隊員現地休眠。

7) 撞擊障礙物。列車頭部應設置具備排障器功能的障礙物探測器，可推開一定規模的障礙物。當障礙物難以推開時，觸發緊急制動。在確保可靠性的情況下，還可采用非接觸式探測，以在接觸障礙物前及時截停列車。

8) 脫軌。列車內設置脫軌探測器。當列車脫軌后，立即截停列車，以免后續車廂脫軌。

1.4 區間應急場景

1) 區間火災。發生區間火災后，應避免列車進入相關區間。已處于區間內的列車若具備全自動反向運行能力，則自動返回車站。對于無法自動返回車站的迫停列車，應進行現場疏散。調度員啟動火災工況應急機制，根據實際情況判斷是否開啟事故風機，對乘客進行廣播指揮，授權開啟端頭逃生門及逃生平臺側的客室門，并派遣工作人員進行接應。指揮乘客疏散時，應避免乘客向火源方向行進。

2) 區間失電。列車運行控制系統自動扣停失電區段外的上游相鄰列車，防止列車進入失電區段。調度員執行運營調整，對失電區間內的列車乘客進行廣播安撫，安排搶修，必要時疏散乘客。

2 區間疏散與救援

2.1 區間疏散

UTO列車普遍采用開放式車頭。乘客可接觸位于車頭的端部逃生門。為防止逃生門非法開啟而造成重大運營影響，由信號系統對逃生門進行防護。在調度員未授權的情況下，乘客無法開啟逃生門。出于安全的考慮，當出現信號車地通信故障或信號車載控制器發生故障時，信號系統會自動解除對逃生門的控制，使乘客可在停車后開啟逃生門。

對于設有逃生平臺的線路，通過客室門疏散可能更有效率。信號系統對客室門亦進行防護，可防止乘客在列車停于區間時通過緊急拉手非法開啟客室門。只有經過調度員授權或經相應延時后，乘客方能開啟客室門進行疏散。同樣出于安全的考慮，當出現信號車地通信故障或信號車載控制器發生故障時，信號系統會自動解除對客室門的控制，使乘客在停車后可開啟客室門。

2.2 救援方式

全自動運行線路可選擇全自動救援方式或常規的有人救援方式。在全自動救援中，被救援車的故障是多種多樣的，有可能存在列車制動抱死。若此時以全自動運行列車進行自動聯掛救援，則不僅會對軌道造成損傷，而且對于施救車的信號系統而言，兩列列車聯掛后組成的“新車”參數是未知而不受控的，難以保證停車的精確性，這為車內乘客在站臺上的清客帶來了困難，也不利于救援列車至停車線停車。因此，目前國內絕大多數的全自動運行線路均未采用全自動救援方式。

3 結語

在不同場景下，無人值守全自動運行列車的應急處置應兼顧運營效率和安全，避免列車迫停區間，以提高應急處置能力。多職能隊員是列車應急處置中的重要參與角色，平時應重視對此類人員應急處理的相關培訓。此外，由于過多的功能會使列車自動運行控制系統過于復雜，進而降低其可靠性，因此，全自動運行列車的應急功能需合理選擇。