地鐵供電系統故障的調度應急指揮

李躍

［摘 要］列車故障調度應急指揮是地鐵線路運營中對運營有較大影響的突發事件，會導致運營中斷、列車取消、大面積晚點、乘客滯留等問題，因此快速、有效的列車故障調度方案對城市軌道交通線路的安全高效運營尤為重要。本文在分析列車故障調度的影響因素的基礎上，總結列車故障調度過程中需遵守的基本原則，并明確列車故障救援流程中五個階段（故障接報階段、救援準備階段、救援處置階段、退出正線階段和救援結束階段）的處置要點。此外，本文分析了列車故障調度的幾種方案及其適用性，并在綜述已有研究的基礎上提出六種常見的列車故障調度典型場景。

［關鍵詞］地鐵供電系統；列車故障調度；調度應急指揮

［中圖分類號］U48文獻標志碼：A

我國城市軌道交通正處于蓬勃發展階段，在滿足交通出行需求和緩解城市交通擁堵等方面發揮著重要作用。隨著城市軌道交通路網的不斷擴張、客流量的持續增加、列車運行間隔的逐漸縮短，影響軌道交通正常運營的各種不確定因素急劇增加，突發事件的發生會導致運營中斷、乘客滯留等問題，對單條線路甚至整個路網的運營秩序帶來嚴重沖擊，極大地影響了乘客的出行及安全。在線路運營過程中，列車一旦發生牽引、制動或其他故障，都可能造成列車失去自身動力，特別是當故障短時間內無法排除時，需根據故障情況進行緊急調度。列車調度過程會影響后續列車的運行，且會威脅故障車和救援車上乘客的出行安全。因此，高效、合理的列車調度方式和行車組織方案有利于提高故障處置效率和可靠性，降低故障列車對正線運營和乘客出行的影響。

1 地鐵供電系統故障

列車供電系統主要為空氣壓縮機、蓄電池組件、空調系統、照明系統和通風機等提供電源。供電方式有交叉供電、擴展供電和并網供電，其中并網供電采用多臺輔助逆變器，有較好的冗余性，只需任意一臺輔助逆變器正常工作即可，但當多個輔助逆變器均發生嚴重故障時，則會導致列車無法正常運行，需要組織列車調度。

2 地鐵故障調度的處置流程與方案

2.1 地鐵故障調度的處置流程

故障調度的處置流程主要分為故障接報、調度準備、調度處置、退出正線和調度結束五個階段，下面將針對各階段的處置要點展開論述。

2.1.1 故障接報階段

在故障發生時，故障車司機應當及時將故障情況上報行車調度員，并自主進行故障判斷與應急處理。司機按照行調令進行三方通話，與行車調度員、檢修調度員進行溝通。若確定故障無法排除，則上報行車調度員，準備開展列車救援。在故障接報階段，各個城市的地鐵運營公司對于司機故障處理時間有不同的規定，如表1所示。各城市地鐵的故障處置時間一般在5～10min內，處置時間過長對全線運行影響較大，時間過短則可能導致不必要的救援，同時各城市根據應急預案的需要，將處置時間分為一個、兩個或三個階段來進行。

2.1.2 調度應急指揮準備階段

此階段故障列車應做好調度應急指揮的準備，同時由行車調度員選取合適的列車，確定調度方案。調度列車根據情況可進行清客并運行到故障發生點。在調度列車趕到故障發生點前，調度列車司機應與故障列車司機保持實時通信，保證調度過程中不出現誤差。在條件允許的情況下，調度列車在故障接報時可預先清客，以節省調度時間，提高調度效率。

2.1.3 調度處置階段

調度列車運行到故障列車附近后，行車調度員應盡快組織兩列車連掛，并進行試拉。試拉成功后列車采取牽引或推進的運行方式駛離正線。此階段應考慮故障列車清客問題，若故障發生點在車站，則可以在前兩階段將故障車清客；若故障發生點在區間內，則需調度列車連掛故障列車運行至既定車站進行清客。

2.1.4 退出正線階段

調度列車連掛故障列車后沿既定線路退出正線，運行至既定的輔助線或車輛段。在調度列車與故障列車退出正線時，兩列列車同時運行，不確定因素增加，出現風險的可能性相較于其他階段明顯增大。如在推進時調度列車無法瞭望進路導致意外、通信不暢和意外脫鉤等風險，救援人員需在此階段格外留意。

2.1.5 調度結束階段

調度列車將故障列車牽引或推進到指定位置，列車運行秩序恢復，救援過程結束，列車按既定運行圖運行。在此階段，故障列車與調度列車即將到達指定位置，需要進行制動使列車停靠。但由于調度列車與故障車連掛，制動的實際情況與單列車相比有較大變化，此階段制動距離需要重新進行計算，防止因制動發生意外。

2.2 地鐵故障調度應急指揮方案

有學者根據牽引、推進、回車輛段、進輔助線、正向和反向等因素將常見調度方案劃分為以下八種，即正向牽引回車輛段、正向牽引進輔助線、正向推進回車輛段、正向推進進輔助線、反向牽引回車輛段、反向牽引進輔助線、反向推進回車輛段和反向推進進輔助線，如表2所示。在這八種調度方案中，以正向推進的調度方案為主，其對線路上列車運行干擾較小，安全系數較高，且適用場景較為普遍，因而成為實際救援方案中最常使用的調度方案。然而，還有學者等指出正向推進可能會造成原線路的二次延誤，因此在某些情況應優先考慮采用其他調度方案。

對于其他六種故障列車調度方案，可以劃分為反向調度和正向牽引調度兩類。反向調度主要適用于故障列車剛從車輛段發出不久并在客流低峰時段。反向推進雖然操作復雜，但是能夠有效避免二次救援，調度列車在調度結束后仍可投入正線運營。反向調度的缺點在于安全性較低，易擴大延誤影響的范圍。對于正向牽引救援，有學者認為調度時調度司機需進行三次換端作業和重啟列車，延長了調度時間，因此不建議使用正向牽引調度。在故障調度的實際應用中，還有學者提出實際調度要對車輛段位置、配線類型、救援車與故障車的位置等諸多實際因素進行全面考慮，部分情況下也可使用牽引調度方案。

3 地鐵供電故障調度場景分類及調度方案分析

為保證列車在故障發生后能夠得到快速有效的救援，需要離線對列車故障救援場景進行分類，并針對各類場景進行救援流程、組織方案等的細節優化，做出相應的應急預案，以確保救援過程的安全高效。雖然實際發生的列車故障救援存在細微的差別，但在應急預案的指導下，行車調度員可根據其專業素養和豐富經驗，在有限的時間內根據具體故障情況對應急預案作出細微調整，從而降低調度員的工作量，提高故障救援的效率和質量。

3.1 列車故障場景分類

根據故障車故障地點、與車輛段和存車線的距離、救援車的選取及折返線的配置等，列車故障救援場景大致分為以下六種情況（如圖1所示）。

場景A：存車線在故障車前方，且故障車與存車線在不同的車站區間，即沿運行方向依次順序為故障車、車站和存車線。

場景B：存車線在故障車前方，且故障車與存車線在同一車站區間，即沿運行方向依次順序為故障車、存車線和車站。

場景C：車輛段在故障點前方，故障車附近沒有存車線或故障地點距離前方車輛段較近。

場景D：存車線在故障點后方，且故障點前方有折返線，即故障點附近有折返線時可利用折返線至對向軌道進行救援，以避免救援時逆向運行。

場景E：車輛段在故障點后方，且在故障點前方有折返線，一般在故障車附近沒有存車線，且故障車距離后方的車輛段較近。

場景F：車輛段在故障點后方，一般在列車剛出車輛段后發生故障。

3.2 調度方案分析

針對上述六種場景，已有文獻中主要采用的列車調度方式如下：

場景A是最為常見的場景，以廣州地鐵廣佛線為例，在該場景下一般選取后續列車作為調度列車，在車站1清客后采用正向推進方式將故障車推至存車線。為減少故障救援時間，故障車與存車線之間的距離應該控制在5個區間或5～7km之內［1］。場景B是一種比較特殊的情況，以鄭州地鐵一號線的救援組織為例，指出需先正向推進故障車使其在車站2清客，再換端反向牽引故障車進存車線［2］。這種救援方式可使運營秩序快速恢復，但線路中斷時間較長。對于場景C，主要組織后續列車擔任調度列車，將故障車推進至車站2清客后推進回段。以西安地鐵一號線列車故障救援行車組織為例，指出可采用后續列車推進故障車運行時段的方法進行救援［3］。另外，在對廣州地鐵四號線南延段的研究中，指出可利用車輛段內的備用車出段擔任救援任務，將故障車正向牽引進車輛段。針對場景D，以廣州地鐵廣佛線為例，提出可選取前行列車（在其清客后）為救援列車，或組織對向列車經折返線進行救援［4］。對于場景E，可組織后續列車連掛故障車后經折返線換端，然后正向牽引回段［5］。對于場景F，提出在西安地鐵一號線的救援行車組織中，可組織后續列車將故障車反向牽引回段，也可由車輛段出備用車牽引故障車回段［6］。

3.3 場景A的調度方案分析

本小節以場景A為例，對列車調度方案進行詳細分析。該場景下主要采用正向推進進輔助線的救援方式，救援流程示意如圖2所示。2號車為故障車，選取后續列車作為調度列車進行救援，即3號車。調度車在車站1進行清客，隨后運行至故障點處，與故障車連掛后將故障車推進至車站2進行清客。清客作業完成后，調度車推進故障車至前方存車線。解鉤后，調度車退出存車線并重新投入運營。若遇特殊情況，亦可選取1號車作為調度列車，則1號車首先需進行換端操作，逆向行駛到車站2進行清客后與故障車連掛，然后再換端正向牽引故障車到車站2清客后進存車線。此種調度方式需要兩次換端，會浪費較多時間且操作不便，故一般不采用。

4 結語

本文通過對已有文獻的分析整理，總結了列車供電故障調度的致因，給出了列車調度的處置流程，提出了六種典型的列車故障調度場景，并針對各場景對已有的調度方案進行了解析。現有關于列車調度的文獻主要是從定性的角度來分析的，并針對各個典型場景制訂列車故障調度的應急預案，為調度員的決策提供支撐。與此同時，列車故障調度過程中的站臺滯留乘客人數與乘客等待時間對地鐵的服務質量來說至關重要，需制訂以服務乘客為中心的應急預案，并充分考慮網絡化運營條件下列車故障調度的靈活性及其對相關線路的影響。

參考文獻

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［2］竇亮. 特殊場景下列車救援組織優化研究［J］. 鄭州鐵路職業技術學院學報，2020，32（2）：11-14，20.

［3］韓乾. 西安地鐵一號線列車故障救援行車組織方案研究［D］. 西安：長安大學，2015.

［4］胡軍. 四號線南延段列車故障救援方式研究［J］. 科技風，2019（20）：189-190.

［5］張澤勇，唐飛佳. 廣州地鐵六號線二期開通后列車救援方式研究［J］. 科技風，2017（12）：282-284.

［6］田威毅. 西安地鐵二號線列車救援行車組織研究［D］. 廣州：華南理工大學，2012.