上海軌道交通列車運(yùn)行可靠度提升對策研究

盧 弋 馮 偉

(1.上海申通地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營管理中心， 201100， 上海；2.杭州市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院， 310012， 杭州∥第一作者， 高級工程師)

列車運(yùn)行可靠度作為反映城市軌道交通運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量和管理水平的關(guān)鍵指標(biāo)，受到越來越多地鐵企業(yè)的重視。目前，關(guān)于列車運(yùn)行可靠度的研究較少，已有的研究主要是基于延誤傳播理論和應(yīng)急處置的研究[1-3]，屬于“事后”應(yīng)對策略，對延誤事件的影響因素、發(fā)生機(jī)理缺少系統(tǒng)性的分析，亦缺少對“事前”對策的研究。因此，本文結(jié)合上海軌道交通的實(shí)際運(yùn)營情況提出列車運(yùn)行可靠度的影響因素和提升對策，可為國內(nèi)的軌道交通企業(yè)提供借鑒。

1 列車運(yùn)行可靠度內(nèi)涵分析

列車運(yùn)行可靠度是指列車在運(yùn)行過程中每發(fā)生1件5 min以上延誤事件的平均運(yùn)營里程。目前，不同體系的統(tǒng)計(jì)方式略有不同。

1) GB/T 38374—2019《城市軌道交通運(yùn)營指標(biāo)體系》規(guī)定：列車運(yùn)行可靠度為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，線路列車發(fā)生5 min及以上延誤事件之間平均行駛的運(yùn)營車公里。

2) CoMET(國際地鐵聯(lián)合會)：延誤事件的統(tǒng)計(jì)有基于運(yùn)行圖和基于運(yùn)行間隔兩種方式。其中，基于運(yùn)行圖的統(tǒng)計(jì)方式與GB/T 38374—2019相同；基于運(yùn)行間隔指實(shí)際運(yùn)營間隔時間與計(jì)劃運(yùn)營間隔時間≥5 min的事件。

3) CAMET(中國城市軌道交通協(xié)會)：列車運(yùn)行可靠度又名列車服務(wù)可靠度，延誤事件統(tǒng)計(jì)方式與GB/T 38374—2019相同。

在國外城市軌道交通中，巴黎地鐵、圣保羅地鐵及墨西哥城地鐵等少數(shù)歐美地鐵企業(yè)采用基于運(yùn)行間隔的統(tǒng)計(jì)方式，而大部分國家地鐵企業(yè)則采用基于運(yùn)行圖的統(tǒng)計(jì)方式。我國城市軌道交通企業(yè)均采用基于運(yùn)行圖的統(tǒng)計(jì)方式，但受統(tǒng)計(jì)手段的限制，大部分僅統(tǒng)計(jì)始發(fā)站和終到站的延誤事件。從國內(nèi)主要城市統(tǒng)計(jì)延誤事件的嚴(yán)格程度(見表1)來看，臺北最為嚴(yán)格，上海和北京次之；廣州和香港則更關(guān)注列車單程運(yùn)行總時間的延誤。

2 列車運(yùn)行可靠度影響因素分析

根據(jù)延誤事件的發(fā)生原因，列車運(yùn)行可靠度的影響因素可分為設(shè)備因素、員工因素和外部因素。

表1 國內(nèi)主要城市延誤事件的統(tǒng)計(jì)規(guī)定

2.1 設(shè)備因素

設(shè)備因素是指車輛、通號、供電、工務(wù)和車站機(jī)電等設(shè)備發(fā)生的故障。

具體地，車輛故障包括車門、制動、牽引、控制等車輛系統(tǒng)的故障。通號故障包括車載、信號、軌旁、道岔、通信等設(shè)備通號功能的故障。供電故障包括接觸網(wǎng)、牽引變電所、變電站及電力電纜等供電設(shè)備的故障。工務(wù)故障包括線路的故障。車站機(jī)電設(shè)備故障包括安全門、屏蔽門及電動欄桿等的故障。

2.2 員工因素

員工因素是指列車駕駛員、調(diào)度員、車站值班員等作業(yè)人員操作不當(dāng)造成的延誤事件，主要是由員工未執(zhí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或故障情況下應(yīng)急處置能力不足導(dǎo)致。

2.3 外部因素

外部因素是指天氣、乘客、異物侵入等非內(nèi)部因素。外部因素分兩種情況：①偶發(fā)情況——因天氣、外部人員或異物侵入造成的延誤事件具有偶發(fā)性，發(fā)生概率較低；②常態(tài)情況——因大客流造成的列車車門夾人、夾物，車門故障高發(fā)。

3 上海軌道交通列車運(yùn)行可靠度分析

3.1 歸因分析

1) 設(shè)備因素是影響列車運(yùn)行可靠度的首要原因。從2014—2018年上海軌道交通延誤事件歸因來看(見圖1)，設(shè)備因素造成的延誤事件占延誤事件總數(shù)的76%。其中，通號專業(yè)的車載、軌旁、道岔故障和車輛專業(yè)的車門、制動、控制故障的發(fā)生頻次最高，每年發(fā)生10件以上。

2) 外部因素占比較高，與現(xiàn)場管控能力有關(guān)。2014—2018年，上海軌道交通因外部因素造成的延誤事件占延誤事件總數(shù)的20%(見圖2)。其中，大客流、乘客和侵限等因素發(fā)生的頻次較高。

3) 基于員工因素的列車延誤事件占比不高，但列車駕駛員是影響列車運(yùn)行可靠度的最大人為風(fēng)險。2014—2018年，上海軌道交通因員工因素造成的延誤事件共52件(見圖3)，占延誤事件總數(shù)量的4%。其中，列車駕駛員的占比最高，達(dá)94%。

3.2 線路統(tǒng)計(jì)分析

1) 客運(yùn)強(qiáng)度大及高峰滿載率高的線路更易發(fā)生延誤事件，且發(fā)生在高峰時段的占比較高。上海軌道交通1號、2號、8號線是線網(wǎng)中客運(yùn)強(qiáng)度最大的線路，2014—2018年其客運(yùn)強(qiáng)度均超過2萬人次/(km·d)，且其延誤事件數(shù)量顯著高于其他線路(見圖4)。此外，9號、11號線高峰滿載率超過110%，發(fā)生延誤事件數(shù)量亦較高。上述線路中高峰時段發(fā)生的延誤事件數(shù)量占全天延誤事件的40%以上。因此，需重點(diǎn)關(guān)注客運(yùn)強(qiáng)度大、高峰滿載率高的線路在高峰時段的運(yùn)營管控措施，以降低延誤事件的影響。

2) 車載故障突出。車載故障是上海軌道交通線網(wǎng)中涉及線路最多的故障，集中在3號、6號、8號、9號、11號線(見圖5)。其中，3號、6號、8號、9號線車載故障數(shù)量近3年顯著下降，且年發(fā)生事件數(shù)量低于3件，故障可控；11號線的車載故障發(fā)生頻次仍然很高，需重點(diǎn)關(guān)注。

3) 既有線故障頻次更高。上海軌道交通1號、2號線作為開通運(yùn)營超過20年的線路，其關(guān)鍵設(shè)備故障頻發(fā)造成的延誤事件數(shù)量遠(yuǎn)高于其他線路。其中，1號線車門、制動及軌旁故障最多，2號線車門、制動、軌旁故障和列車駕駛員導(dǎo)致的故障最多(見圖6—圖7)。因此，需重點(diǎn)關(guān)注既有線尤其是老舊線路的設(shè)備狀態(tài)，2號線的員工因素也需引起重視。

4) 全自動運(yùn)行線路可靠度更高。上海軌道交通10號線是目前國內(nèi)唯一的輪軌系統(tǒng)全自動運(yùn)行線路，其列車運(yùn)行可靠度高于軌道交通全線網(wǎng)水平，見圖8。全自動運(yùn)行線路因設(shè)備固有的可靠性較高，且10號線自2014年起開通有人值守的全自動駕駛功能后，列車運(yùn)行可靠度顯著提升。因此，通過提升系統(tǒng)固有的可靠度和管控能力能有效提升列車運(yùn)行可靠度水平。

3.3 故障影響程度分析

1) 供電故障對列車運(yùn)營的影響最大。主要原因是供電故障的排查難度高、波及范圍廣，且其可靠度依賴上級電網(wǎng)狀態(tài)，一旦發(fā)生故障難以消除故障影響。從2014—2018年的數(shù)據(jù)(見圖9)來看，變電站故障對延誤事件的影響程度為19列次/件，接觸網(wǎng)故障對延誤事件的影響程度為5列次/件，均高于線網(wǎng)故障對延誤事件的平均影響程度4列次/件。因此，關(guān)鍵供電設(shè)備的可靠度需重點(diǎn)關(guān)注。

2) 通號設(shè)備的故障影響程度較高。信號、ATS、軌旁等設(shè)備的故障的影響程度均超過線網(wǎng)平均值(見圖9)，需引起關(guān)注。

3) 設(shè)備質(zhì)量不佳及不明原因的故障對列車運(yùn)營的影響較大。供應(yīng)商因素是指設(shè)備存在設(shè)計(jì)缺陷或產(chǎn)品質(zhì)量不佳，其他因素是指未查明原因的故障，兩者造成的延誤事件影響程度平均為6列次/件。為降低列車故障對運(yùn)營的影響，需加強(qiáng)故障分析以及對供應(yīng)商的源頭管控。

4 上海軌道交通列車運(yùn)行可靠度提升對策

4.1 完善指標(biāo)管理，發(fā)揮績效管理作用

1) 細(xì)化考核目標(biāo)。通過制定網(wǎng)絡(luò)級、公司級、線路級、專業(yè)級的管控目標(biāo)體系，促進(jìn)指標(biāo)的落實(shí)和責(zé)任傳遞。

2) 優(yōu)化考核獎懲機(jī)制。適當(dāng)增加獎勵措施，通過正向激勵與考核相結(jié)合的措施，提升員工的積極性。

3) 建立常態(tài)跟蹤、分析和預(yù)警機(jī)制。2018年起，上海申通地鐵集團(tuán)有限公司(以下簡稱“上海申通地鐵”)推進(jìn)常態(tài)工作機(jī)制建設(shè)，強(qiáng)化過程統(tǒng)計(jì)和事件分析，通過“一事一議”提升原因分析能力和問題消缺力度。

4.2 實(shí)施線路增能，加強(qiáng)運(yùn)能供給

上海申通地鐵提前兩年制定線網(wǎng)未來5年的運(yùn)能規(guī)劃，針對各線路的客流需求提前統(tǒng)籌設(shè)備改造、列車增購和人員配置工作，并通過提升旅行速度、開行不對稱交路運(yùn)行圖等精細(xì)化措施將最大的運(yùn)能精準(zhǔn)投放至線網(wǎng)最擁擠的區(qū)段，盡可能降低大客流對運(yùn)營的沖擊。

4.3 實(shí)施專項(xiàng)改造，提升設(shè)備固有可靠性

1) 加強(qiáng)系統(tǒng)更新及改造。對老舊線路、故障高發(fā)的設(shè)備進(jìn)行軟件升級、調(diào)整冗余、硬件整改及大修改造等，提升設(shè)備固有的可靠度。

2) 加強(qiáng)供應(yīng)商管理。針對設(shè)備的先天設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行專項(xiàng)整治，加強(qiáng)對供應(yīng)商的考核，督促對問題產(chǎn)品的消缺，優(yōu)化設(shè)備選型，提升設(shè)備質(zhì)量。

3) 新線設(shè)計(jì)采用全自動運(yùn)行系統(tǒng)。新建的14號、15號、18號線均采用全自動運(yùn)行系統(tǒng)，從設(shè)計(jì)源頭提升系統(tǒng)的固有可靠性。

4.4 實(shí)施智慧化運(yùn)維，提升維護(hù)管理水平

1) 實(shí)施智慧化運(yùn)維。通過智能檢測系統(tǒng)、移動巡檢及鷹眼系統(tǒng)，加強(qiáng)對車輛和通號設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控。通過大數(shù)據(jù)挖掘及人工智能分析，及時提供報警信息及遠(yuǎn)程處置，從而提升維護(hù)效率。

2) 優(yōu)化維護(hù)策略。根據(jù)不同線路的特點(diǎn)，對重復(fù)性故障和關(guān)鍵設(shè)備，完善檢查要求、檢修周期及校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化跨專業(yè)聯(lián)動流程，提升維護(hù)質(zhì)量。

4.5 加強(qiáng)員工管理，提升應(yīng)急處置效率

1) 優(yōu)化排故標(biāo)準(zhǔn)。針對線網(wǎng)中設(shè)備型號較多、新舊設(shè)備共存、故障類型繁多的情況，上海申通地鐵優(yōu)化排故手冊和崗位標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)規(guī)定，加強(qiáng)培訓(xùn)和檢查，從而提升員工識故、排故能力。

2) 開發(fā)排故APP(應(yīng)用程序)。上海申通地鐵在2號、11號、13號線試點(diǎn)應(yīng)用“司機(jī)應(yīng)急處置APP”，通過“技防”的方式降低列車駕駛員操作不當(dāng)或誤操作的發(fā)生，提升員工處置效率。

3) 加強(qiáng)對高風(fēng)險崗位的考核。針對列車駕駛員造成延誤事件居高不下的情況，上海申通地鐵加強(qiáng)對列車駕駛員崗位的紅線管理，制定記分考核規(guī)定。

4.6 加強(qiáng)現(xiàn)場管控，降低客觀因素對列車運(yùn)行可靠度的影響

1) 加強(qiáng)大客流管控。結(jié)合線路特點(diǎn)和客流特征，上海申通地鐵動態(tài)調(diào)整限流車站，優(yōu)化限流措施，避免大客流車站因客流堆積造成的安全風(fēng)險。

2) 加強(qiáng)車站巡視。上海申通地鐵制定《車站巡

視管理規(guī)定》，通過在大客流重點(diǎn)車站安排人員進(jìn)行保駕和巡視，降低乘客沖門、吊門等現(xiàn)象的發(fā)生。

3) 完善預(yù)案體系。上海申通地鐵建立了1項(xiàng)總體預(yù)案+31項(xiàng)專項(xiàng)預(yù)案的應(yīng)急預(yù)案體系，明確突發(fā)事件下的處置要求，以提升對天氣災(zāi)害等客觀因素造成的延誤事件的應(yīng)急處置效率。

5 結(jié)語

通過實(shí)施上述對策，上海申通地鐵2019年列車運(yùn)行可靠度提升至713萬車·km/件，為歷史最好水平。可見優(yōu)化運(yùn)營管理策略、提高維護(hù)管理水平及加強(qiáng)現(xiàn)場管控能力能夠有效提升列車運(yùn)行可靠度。下一階段，上海申通地鐵將結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)深入研究智慧化運(yùn)營在提升列車運(yùn)行可靠度方面的應(yīng)用和推廣，實(shí)現(xiàn)上海軌道交通運(yùn)營的高質(zhì)量發(fā)展。