全自動運行線路站臺門系統運維管理探析

王合良

（南寧軌道交通運營有限公司，廣西 南寧 530000）

0 引言

隨著智能化、信息化以及網路化技術的快速發展，城市軌道行業充分把握當前發展的重大機遇，開啟了全自動運行技術日新月異的新篇章。在《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》的指引下，列車全自動運行系統日趨成熟，并在北京、上海、成都等城市得到廣泛應用。全自動運行系統以提高運營效率、保障運營安全為目標，融合了互聯互通的典型場景設計、列車控制技術以及多專業協同控制與應急聯動技術，從而有效降低人力成本，提高對各類突發事件的反應與處置能力，從源頭遏止了人為誤操作帶來的負面影響，為實現智能化運營、提高服務水平，提供了強有力的技術支撐。截至2022 年底，全國已有北京、上海、深圳等15 座城市開通了全自動運行地鐵線路，運營線路為36 條，運營里程達一千余公里，在建線路42 條，在建里程為1300 km。

目前南寧軌道交通已邁入網絡化運營階段，其5號線成為廣西首條全自動運行線路，為滿足多專業的互聯互通與協同控制，對站臺門設備的安全性和可靠性提出了更高要求，因此站臺門系統也做出了相應的技術升級與系統優化，從設計、制造、安裝等階段均需考慮確保其性能滿足SIL2 的安全等級。作為運營單位，相較于傳統線路的管理模式，應具備更高素質的管理隊伍、更加智能化的運維方式以及更加先進的管理理念。基于南寧軌道交通5 號線的運營管理現狀，對全自動運行線路下的站臺門性能特點、典型運營場景以及運維管理現狀與不足展開深入分析研究，從而對提升站臺門運維管理水平與質量產生較大的指導作用，促進城市軌道交通朝著智能化、綠色化方向發展。

1 全自動運行線路的站臺門性能分析

1.1 站臺門與車門對位隔離控制

傳統線路中，在系統級控制模式下，僅可實現對整側滑動門的控制；南寧軌道交通5 號線站臺門系統不僅可以控制整側門的開關狀態，當個別滑動門故障隔離時，站臺門系統將故障信息通過信號系統轉發至車輛，列車進站停穩后，發送命令打開車門及站臺門，故障滑動門及對應的車門不開啟；反之，個別車門故障隔離時，故障車門及對應的滑動門不開啟。

1.2 間隙探測防護系統

傳統線路的間隙探測防護系統未接入站臺門安全回路。因全自動運行線路無司機人工瞭望，更易發生夾人夾物的問題[1]，為保障乘客人身安全，南寧軌道交通5 號線間隙探測防護系統已接入站臺門系統的安全回路，作為列車進出站臺的聯鎖條件。

1.3 應急門旁路開關

傳統線路由于應急門無單獨的旁路開關，當應急門發生故障時，僅能通過將相鄰滑動門的模式開關（LCB，Local Control Board）打至手動關位，從而將故障應急門切出安全回路。南寧軌道交通5 號線每個應急門單獨了設置旁路開關（圖1），應急門故障時能通過旁路開關將故障應急門切出安全回路，同時能通過設備房工控機實時監控該旁路開關狀態。

圖1 應急門旁路開關

1.4 滑動門狀態顯示屏

南寧軌道交通5 號線站臺門系統除設置滑動門狀態指示燈外，每道滑動門上方新增狀態顯示屏（圖2），用于顯示滑動門的各種提示信息；當滑動門出現故障時（包括對應車門故障滑動門對位隔離），能提前預警提醒故障滑動門附近等候上車的乘客提前向其他無故障滑動門轉移，確保乘客順利乘車。

圖2 滑動門狀態顯示屏

1.5 就地控制盤（PSL）

與傳統線路中每側站臺僅設置1 套就地控制盤（PSL，Platform Screen Doors Local Control Panel）相比，南寧軌道交通5 號線每側站臺門設置3 套PSL，并且同側站臺門的PSL 相互互鎖，控制優先級先使用者為高。PSL 盤面除互鎖解除開關、就地控制開關等常規開關或指示燈外，另外新增了信號系統發車確認按鈕、站臺門與車門聯動打開按鈕、站臺門與車門聯動關閉按鈕（圖3）。“發車確認按鈕”在滿足其他信號聯鎖條件后，允許列車駛離站臺。

圖3 PSL 盤面

2 全自動運行線路站臺門典型運營場景分析

由于正常運營模式下，全自動運行線路與傳統線路列車進站停車與列車發車的流程基本一致，此處不再贅述。重點分析部分典型的故障運營場景。

2.1 滑動門故障場景

（1）站務人員現場發現單扇或多扇滑動門故障后，立即將信息上報行車調度，并做好臨時處置。

（2）行車調度接報站臺門故障后，通過綜合監控觀察站臺門狀態信息，并通過閉路監視確認現場情況。

（3）行車調度及時通知維修調度指派維修人員趕往故障車站進行搶修。

（4）故障未修復前，若列車迫停在站外，行車調度命令多職能組員登乘列車改為人工駕駛模式，向車站發布使用PSL 互鎖解除的指令，組織列車進站。

（5）當有滑動門無法正常開啟或關閉時，經車站確認無夾人夾物且無法排除故障后，通知車站將故障滑動門設置為“隔離”狀態，列車進站后因對位隔離功能生效，故障滑動門及對應的車門無法開啟，同時對位隔離信息在后續停靠列車的車載乘客信息屏上進行通知顯示。另外需對故障現場做好防護，粘貼站臺門停用標志，并通過廣播提醒乘客從正常開啟的滑動門/車門上下車。

（6）維修人員完成故障修復后，站臺門恢復正常運營。

2.2 滑動門與車門間隙夾人夾物的故障場景分析

（1）站務人員若發現車門與滑動門間隙夾人夾物時立即按壓“站臺緊急停車”按鈕，隨后將發生夾人夾物情況的滑動門與車門詳細信息匯報至行車調度。

（2）行車調度接報夾人夾物的故障后，通過站臺門在線監測系統發現滑動門與車門間隙探測器報警（圖4），隨后通過ATS 工作站將前后列車扣車，同時通知站務人員執行站臺“再次開關門”操作。

圖4 間隙探測器報警

（3）站務人員接行車調度的命令對站臺門進行處置，原則上優先激活使用“再次開關門”按鈕，嘗試再次開關車門及滑動門，若處理無效站務人員迅速至故障滑動門處進行手動處理；行車調度通過站臺CCTV監控現場情況。

（4）作業完畢后，行車調度在得到站務人員“處理完畢，具備動車條件”的回復后，通過ATS 工作站取消前后列車的扣車，安排列車關門動車。

2.3 應急門故障場景

（1）站務人員現場發現某扇應急門故障后，立即將信息上報行車調度，并做好臨時處置。

（2）行車調度接報應急門故障后，通過綜合監控觀察應急門狀態信息，指令站務人員將故障應急門打至旁路位，并加強現場防護。

（3）行車調度及時通知維修調度指派維修人員趕往故障車站進行搶修。

（4）專業維修人員完成故障修復后，將應急門打回自動位，此時監控系統（MMS，Main Monitor System）事件記錄顯示“應急門旁路恢復”（圖5），站臺門恢復正常運營。

圖5 應急門旁路

3 全自動運行線路站臺門運維管理現狀

目前南寧軌道交通5 號線全自動運行線路站臺門的運維管理尚未充分適應當前智慧化、信息化的發展趨勢，運維方式尚顯陳舊，維修保養工作中仍存在設備運行數據缺乏實時分析處理、設備狀態監測精度較低、維修保養過度依賴人工、定檢作業容易發生過度維修等問題。

3.1 站臺門巡檢主要依賴人工完成

按照站臺門的檢修規程，其巡檢采用日巡檢模式，除完成全線站臺門巡檢項目外，維修人員的通勤時間與辦理請銷點登記手續等輔助工作耗費的時間均不容忽視。導致巡檢工作耗費大量人力與工時，巡檢效率低下，并且無法對巡檢工作中漏檢等違反規定的現象實施有效監督。

3.2 部分故障無法精準定位，無法對潛在故障進行預警

由于設備自身故障檢測水平不高，維保人員主觀經驗不足或者判斷失誤，導致故障排查時間較長，設備無法及時修復；另外現行的故障維修仍采用“故障修”模式，無法對故障進行預警，導致設備故障率居高不下，并且因故障導致的換件費用增加了企業運營成本。

3.3 設備定檢模式沒有針對性，檢修內容過于固化

日常生產中無法根據設備的運行狀態制定具有針對性的檢修內容，歷次定檢作業均按照檢修工藝卡或指導書覆蓋所有檢修項目，導致作業過于程式化、維修人員對于檢修作業疲于應付。在設備投入使用初期易出現過度維修的現象；然而隨著設備的老化，則會出現檢修力度不足等問題。

3.4 無法實現信息共享

因站臺門與車輛、信號、自動化等多個專業均存在接口關系[2]，目前維修人員僅熟悉自身的專業知識，在發生設備接口故障時，無法獨立判斷故障點，在多專業聯合排查時耗費大量時間，導致故障無法及時閉環。

4 全自動運行線路站臺門運維管理優化

4.1 站臺門遠程巡檢

通過在站臺門上安裝各類傳感器等感知元件，配合使用圖像識別等視頻處理技術，對設備運行狀態進行實時數據采集與監測，并通過網絡通訊協議進行實時傳輸。針對巡檢作業中可遠程監測的巡檢項目，自動完成巡檢并填報巡檢記錄表，從而大幅縮短人工巡檢所消耗的工時，降低人力成本；從源頭上避免人工巡檢質量不佳、漏巡現象屢禁不止等問題。以南寧軌道交通5 號線為例，全線共計17 座車站，維保人員例行開展站臺門日巡視作業時，按照單人作業計算，巡視站臺、設備房以及請銷點共計消耗0.5 工時/站，在采用遠程巡檢后，5 號線站臺門日巡視每月可節省255 工時，對于降低人工成本有明顯作用。

4.2 設備故障診斷與預警

通過應用物聯網技術與大數據處理技術對采集到的故障信息進行分析與研判，實現故障的精準定位和實時發送[3]，降低傳統故障維修時對人工經驗的過度依賴，通過故障處置的自動派工，縮短故障信息的傳遞時間。另外，通過系統建立的智能維修專家庫提供專業維修意見，指導維修人員快速修復故障，從而大幅縮短故障處置時間，同時避免因人為誤判對設備造成進一步損害。傳統的故障維修模式，僅憑人工查找故障點并修復設備，通常每件故障耗時約為1 工時，在應用設備故障智能診斷系統后，可將故障維修時間縮短至0.5 工時左右，大幅提高故障處理效率。

通過對采集到的設備實時運行數據，結合設備自身的使用壽命、故障頻次、運行時間、檢修記錄等關鍵信息，在尚未發生故障的情況下，對設備健康狀態進行綜合判斷，分析關鍵部件的故障性能態勢并出具預警結果，并自動派工至維修人員，實現由“故障修”向“預防修”模式的轉變。因站臺門屬于影響行車的設備，南寧軌道交通5 號線每年因站臺門故障引發的列車晚點事件約為3 件，從而影響運營服務以及列車準點兌現率，在具備故障預警功能后，可提前將存在故障隱患的部件進行維修，進而從源頭避免因站臺門故障導致的列車晚點事件。

4.3 智能決策修程修制，實現由“計劃修”向“狀態修”的變革

根據狀態監測和診斷技術提供的設備狀態信息，對設備當前健康狀態進行評估，依據歷次的檢修、調試與故障狀況，適當延長或縮短站臺門某些設備的檢修周期，以降低維護成本和提高設備可靠度為優化目標，系統化地制定維修決策[4]，從而減少不必要的檢修，節約檢修工時與成本，使站臺門檢修工作更加科學化、智能化，促進站臺門實現智能決策修程修制的“狀態修”模式。傳統的站臺門檢修規程采用“計劃修”模式，包含月檢、季檢、半年檢以及年檢，并且需對所有檢修項目進行維護保養，每年約消耗2600 工時，在采用“狀態修”模式后，每次檢修作業僅需對需要檢修的項目進行重點維護保養，大幅縮短作業工時，每年累計節省工時可達1300 工時。

4.4 打破技術屏障，實現多專業協同運維的管理模式

培育一批具備運營管理、設備維護及技術支持等專業技能的多職能組員，統籌整合各專業資源，成立多專業融合的維修工班[5]，實現資源共享，有效提升接口專業之間溝通效率，建立故障快速響應機制，提高設備故障分析解決能力，節約運維管理過程中的溝通成本，有效避免接口專業之間互相推諉的現象。目前國內地鐵行業車間的設置多從專業角度進行分工，專業之間存在技術屏障，例如在發生列車緊急制動故障時，需要信號工班與機電工班聯合排查故障，但因兩個工班之間信息不能進行全面共享，相互之間配合默契度不高，此類故障聯合排查時間通常在2 h 以上，對后續列車造成較大影響，在培育多職能組員并建立多專業融合的工班之后，可將故障排查時間控制在1 h 之內，故障處理效率大幅提升，并對提高列車準點率提供有力保障。

5 結語

為實現公司精細化管理與降本增效的發展目標，提高全自動運行線路的運維管理水平，為乘客提供更加舒適安全的乘車環境，站臺門運維管理模式應朝著智能化、信息化的方向發展。通過人工智能、大數據、物聯網等新興技術的開發與應用，逐步改變傳統維保模式，解決人工勞動強度大、故障定位分析不準確、修程修制過于固化、專業之間缺乏協調聯動等問題。牢牢把握城市軌道交通全自動運行與智能運維的發展方向，抓好自主創新，推進站臺門運維管理的智能感知與深度互聯，從而實現運營組織的多元化和智能化、乘客服務的智慧化和品質化，為國家實施智慧城軌與交通強國戰略貢獻力量。