地鐵運(yùn)營(yíng)安全重要性及運(yùn)營(yíng)事故策略研究

黃佳佳

（南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

現(xiàn)階段，地鐵已經(jīng)成為我國(guó)主要的交通方式之一，地鐵在各城市的運(yùn)營(yíng)規(guī)模十分龐大，為緩解城市交通壓力提供重要的交通條件。在維護(hù)地鐵運(yùn)營(yíng)的同時(shí)，受到操控技術(shù)、設(shè)備故障、運(yùn)營(yíng)調(diào)度不當(dāng)?shù)纫蛩氐挠绊懀罔F運(yùn)營(yíng)中潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素正在不斷增加，并且形成足以阻礙地鐵通行的交通問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，有效維護(hù)地鐵運(yùn)營(yíng)安全，防止地鐵運(yùn)營(yíng)中的風(fēng)險(xiǎn)事故，成為現(xiàn)階段地鐵運(yùn)營(yíng)與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)任務(wù)。

1 落實(shí)地鐵運(yùn)營(yíng)安全管理的重要性

落實(shí)地鐵運(yùn)營(yíng)安全是地鐵交通建設(shè)的首要任務(wù)。通過(guò)全面落實(shí)地鐵運(yùn)營(yíng)安全管理作業(yè)，對(duì)地鐵運(yùn)行階段的儀器儀表進(jìn)行檢查，有效降低地鐵運(yùn)營(yíng)的事故發(fā)生率。

典型的案例：某地區(qū)地鐵運(yùn)營(yíng)事故對(duì)地鐵交通安全造成一定影響，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，該站曾出現(xiàn)因司控編碼器異常、開(kāi)關(guān)接線異常等因素引發(fā)的列車(chē)牽引無(wú)流事故。

對(duì)此，該站嚴(yán)格按照地鐵車(chē)輛故障應(yīng)急處理辦法，完善5 號(hào)線車(chē)輛的維護(hù)規(guī)程，以及打造相應(yīng)的線網(wǎng)指揮中心系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)列車(chē)運(yùn)營(yíng)情況，最終使列車(chē)牽引無(wú)流、脫軌事故的發(fā)生概率大大降低，保障了地鐵運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益以及整體安全[1]。

2 造成地鐵運(yùn)營(yíng)事故的因素

2.1 人為因素

人為因素是引發(fā)地鐵運(yùn)營(yíng)事故的主要因素之一。無(wú)論是參與地鐵運(yùn)維的工作人員，還是參與地鐵交通服務(wù)的乘客，其行為都有可能在一定程度上威脅地鐵運(yùn)營(yíng)安全。以某地鐵站1 號(hào)線地鐵運(yùn)營(yíng)事故為例，分析事故原因可以了解到，引發(fā)地鐵運(yùn)營(yíng)事故的主要原因?yàn)?31 號(hào)線的布線方式不規(guī)范。工作人員在綁扎電纜的過(guò)程中，預(yù)留的電纜線較長(zhǎng)，造成在地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，出現(xiàn)線纜絕緣外皮破損的情況，最終因線纜燒斷而引發(fā)地鐵運(yùn)營(yíng)事故。因此，在地鐵運(yùn)營(yíng)管理中，防控人為因素造成的地鐵運(yùn)營(yíng)事故是一項(xiàng)不可或缺的工作，排除人為因素對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)的影響，才能夠保障地鐵常態(tài)化運(yùn)營(yíng)[2]。

2.2 設(shè)備設(shè)施因素

設(shè)備設(shè)施因素是引發(fā)地鐵運(yùn)營(yíng)安全事故的主要因素。地鐵設(shè)施的零部件損傷、機(jī)動(dòng)裝置故障等都會(huì)導(dǎo)致地鐵運(yùn)營(yíng)失常或停止運(yùn)營(yíng)。以2013 年2 月，東直門(mén)至三元橋區(qū)間的地鐵運(yùn)營(yíng)事故為例，從設(shè)備設(shè)施因素的表現(xiàn)來(lái)看，列車(chē)自身的加減速制動(dòng)系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、PWM 值制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)百米標(biāo)處出現(xiàn)無(wú)制動(dòng)的現(xiàn)象，盡管列車(chē)司機(jī)采取重新建立模式的方式緊急重啟制動(dòng)，但列車(chē)仍然頻繁中斷于機(jī)場(chǎng)線位置。從中不難看出，由設(shè)備設(shè)施因素造成的地鐵運(yùn)營(yíng)事故普遍較為嚴(yán)重，也是影響地鐵車(chē)輛運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵性因素。

2.3 環(huán)境因素

環(huán)境因素雖然對(duì)地鐵本身運(yùn)營(yíng)造成的干擾較小，但在一些情況下能夠影響地鐵設(shè)施或附屬設(shè)施的正常運(yùn)行。當(dāng)?shù)罔F設(shè)施運(yùn)營(yíng)失常時(shí)，地鐵本身的運(yùn)營(yíng)功能必然會(huì)受到一定限制。以西單站地鐵站臺(tái)的運(yùn)營(yíng)事故為例，該地鐵站臺(tái)發(fā)生的運(yùn)營(yíng)事故為：地鐵站臺(tái)的電梯設(shè)施的供電系統(tǒng)受潮，造成電梯頂部護(hù)欄門(mén)無(wú)法正常開(kāi)關(guān)，最終出現(xiàn)乘客擁堵的事故現(xiàn)象。因此，預(yù)防環(huán)境因素對(duì)地鐵及附屬設(shè)施造成的干擾，是地鐵運(yùn)營(yíng)安全管理的工作任務(wù)之一。

3 利用信息技術(shù)維護(hù)地鐵運(yùn)營(yíng)安全的措施分析

3.1 開(kāi)發(fā)CBTC 地鐵運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)地鐵運(yùn)營(yíng)

CBTC 系統(tǒng)能夠用于地鐵運(yùn)營(yíng)管理，借助內(nèi)部的各個(gè)子系統(tǒng)與處理單元，對(duì)列車(chē)的各種運(yùn)行場(chǎng)景及功能點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，用于評(píng)價(jià)地鐵運(yùn)營(yíng)期間是否存在安全隱患。如圖1 所示，通過(guò)打造類(lèi)似的CBTC 地鐵運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，相關(guān)人員利用車(chē)站設(shè)備進(jìn)行地鐵運(yùn)營(yíng)路線檢測(cè)，利用地車(chē)無(wú)線通信系統(tǒng)維持地鐵運(yùn)營(yíng)期間通信等，多種功能的同步應(yīng)用能夠有效為地鐵安全管理提供技術(shù)支持。在開(kāi)發(fā)CBTC 地鐵運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)需重點(diǎn)從兩個(gè)方面加強(qiáng)系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)管理效能：

圖1 CBTC 地鐵運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架分析

首先，在仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，相關(guān)人員需借助計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，將CI 系統(tǒng)、ATP 系統(tǒng)、列車(chē)駕駛臺(tái)全系統(tǒng)進(jìn)行仿真處理，此時(shí)的地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)便能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的車(chē)門(mén)管理、超速防護(hù)管理及自動(dòng)控制管理等，從而有效預(yù)防一些不易察覺(jué)的隱患因素對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)造成的干擾。

其次，在CBTC 地鐵運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管理平臺(tái)的搭載上，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)安全管理的實(shí)際工作需求，測(cè)試地鐵系統(tǒng)中的序列管理器及缺陷管理系統(tǒng)。例如，基于數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的界面框架WPF，相關(guān)人員對(duì)CBTC 地鐵運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析模塊及數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊進(jìn)行搭載，使CBTC 地鐵運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠在列車(chē)發(fā)動(dòng)前自主檢測(cè)列車(chē)網(wǎng)絡(luò)線路、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)的功能是否正常[3]。

3.2 開(kāi)發(fā)數(shù)字化平臺(tái)用于維護(hù)數(shù)據(jù)安全

數(shù)據(jù)安全是地鐵運(yùn)營(yíng)安全管理中需要考慮的工作因素之一。通過(guò)在地鐵運(yùn)營(yíng)中使用數(shù)字化平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，能夠極大程度地提高地鐵運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的安全系數(shù)。數(shù)字化平臺(tái)的設(shè)計(jì)需要從使用有效性、交互性以及服務(wù)性出發(fā)。

首先，基于地鐵運(yùn)營(yíng)中的數(shù)據(jù)服務(wù)要求，相關(guān)部門(mén)可以采用Oracle 數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)作為數(shù)字化平臺(tái)的核心。通過(guò)采用Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)中的DBMS 管理框架，能夠同時(shí)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢管理以及備份，以保障地鐵運(yùn)營(yíng)管理數(shù)據(jù)的安全。

其次，考慮到數(shù)字化平臺(tái)需具備持久化存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)，Redis 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)能夠應(yīng)用地鐵運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)管理。其主要的應(yīng)用方式表現(xiàn)為：利用Redis 提供的兩項(xiàng)數(shù)據(jù)持久化方式，即快照方式以及AOF 處理方式，地鐵運(yùn)營(yíng)中獲得的設(shè)施檢查數(shù)據(jù)等便能夠以快照文件、AOF 文件等存儲(chǔ)到磁盤(pán)中，并且長(zhǎng)期保障數(shù)據(jù)的完整性。

最后，考慮到地鐵運(yùn)營(yíng)數(shù)字化平臺(tái)需具備交互性功能，數(shù)字化平臺(tái)中應(yīng)當(dāng)搭配GIS 地圖技術(shù)，融合地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中提供的場(chǎng)景數(shù)據(jù)元素、界面抽象元素等，建立相應(yīng)的地鐵運(yùn)營(yíng)映射關(guān)系，并生成相應(yīng)的服務(wù)信息。這一類(lèi)信息可以用于乘客獲取地鐵交通位置，幫助實(shí)施地鐵站臺(tái)人流疏通，也能夠用于地鐵運(yùn)營(yíng)中發(fā)布管理指令，實(shí)現(xiàn)各站臺(tái)之間的信息交互與傳遞，用于規(guī)避信息差造成的地鐵運(yùn)營(yíng)隱患問(wèn)題[4]。

3.3 打造用于運(yùn)營(yíng)管理的線網(wǎng)指揮系統(tǒng)

線網(wǎng)指揮系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)地鐵運(yùn)營(yíng)調(diào)度的中樞核心，在地鐵運(yùn)營(yíng)中有協(xié)調(diào)列車(chē)調(diào)度、應(yīng)急指揮與信息運(yùn)輸?shù)裙δ堋榱颂岣叩罔F運(yùn)營(yíng)過(guò)程的安全性，相關(guān)部門(mén)需打造最具適配性的線網(wǎng)指揮系統(tǒng)，用于輔助相關(guān)部門(mén)進(jìn)行地鐵運(yùn)營(yíng)安全管理。為此，相關(guān)部門(mén)可以參照北京市TCC 地鐵線網(wǎng)系統(tǒng)、深圳NOCC 線網(wǎng)系統(tǒng)以及廣州COCC 線網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，逐步完成地鐵運(yùn)營(yíng)中各項(xiàng)通用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。例如，在線網(wǎng)指揮系統(tǒng)的安全域劃分上，將系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)接收區(qū)、數(shù)據(jù)處理區(qū)、內(nèi)網(wǎng)管理區(qū)與信息服務(wù)區(qū)，并分別用于地鐵運(yùn)營(yíng)管理的各個(gè)工作領(lǐng)域。典型的代表有：在數(shù)據(jù)接入?yún)^(qū)中，利用SIG、ISCS 等線路系統(tǒng)，獲取列車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)（位置、制動(dòng)、速度狀態(tài)）、列車(chē)信號(hào)數(shù)據(jù)（通信速率、信號(hào)強(qiáng)度等），有效反映地鐵在運(yùn)行期間的實(shí)際情況，相關(guān)人員也能夠從中觀測(cè)地鐵運(yùn)行是否存在故障或安全隱患。

3.4 F5G 全光網(wǎng)絡(luò)用于地鐵運(yùn)營(yíng)管理

F5G 全光網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前一種通信速率極高的通信網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型。將F5G 全光網(wǎng)絡(luò)用于地鐵運(yùn)營(yíng)管理中，有利于大幅度降低地鐵運(yùn)營(yíng)期間的通信延遲，規(guī)避信息誤差造成的運(yùn)營(yíng)管理風(fēng)險(xiǎn)。而F5G 全光網(wǎng)絡(luò)在地鐵運(yùn)營(yíng)中的實(shí)際應(yīng)用方法有以下幾個(gè)方面：

首先，利用全光網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的OPS 傳輸協(xié)議以及OTDM 傳輸協(xié)議，對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)期間的指令與信息進(jìn)行高效分組，站臺(tái)及各指揮中心能夠?qū)崟r(shí)獲取地鐵運(yùn)行中的線路情況、設(shè)備運(yùn)行情況等，為應(yīng)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)制定預(yù)警提示奠定基礎(chǔ)。

其次，在全光網(wǎng)絡(luò)的高速率通信功能的助推下，數(shù)字孿生應(yīng)用能夠普及地鐵運(yùn)行管理的多個(gè)領(lǐng)域中。例如，全光網(wǎng)絡(luò)支持對(duì)地鐵站的實(shí)時(shí)BIM 數(shù)據(jù)模型建構(gòu)，寧波市軌道交通集團(tuán)便采用該技術(shù)，對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)安全管理進(jìn)行調(diào)整，用于幫助部門(mén)分析地鐵站臺(tái)的人員流量分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)期間的站臺(tái)全景監(jiān)控、指揮調(diào)度等，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)管理資源的配置最優(yōu)化。

4 維護(hù)地鐵運(yùn)營(yíng)安全的工作辦法分析

4.1 打造地鐵運(yùn)行防護(hù)設(shè)施

軌道運(yùn)維工作是地鐵運(yùn)營(yíng)管理中的重要工作內(nèi)容。為了保障地鐵列車(chē)的正常通行，相關(guān)部門(mén)需做好一般地鐵軌道的日常運(yùn)維工作。以烏魯木齊地鐵3 號(hào)線制定的軌道運(yùn)維舉措為例，由于該軌道線位于地震斷裂帶附近，因此，該地鐵路段時(shí)常出現(xiàn)軌道垮塌的情況。為了避免軌道垮塌對(duì)地鐵運(yùn)行安全造成的威脅，相關(guān)部門(mén)通過(guò)對(duì)軌道進(jìn)行多段防護(hù)與加固，提高軌道的支護(hù)與承載能力。具體的做法為：一般地鐵隧道設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)斷面面積約為35～40m2，而該部門(mén)對(duì)斷裂帶附近的地鐵隧道設(shè)置防護(hù)路段，并且將斷面面積控制在60～65m2。隧道兩側(cè)額外增加寬度為75cm 的空間，頂部增設(shè)高度為1.05m 的空間，用于降低地鐵運(yùn)行路段活躍層運(yùn)動(dòng)對(duì)軌道及隧道穩(wěn)定性造成的影響，充分保障地鐵在穿越斷裂帶時(shí)的運(yùn)行安全。

4.2 設(shè)置地鐵安全監(jiān)理機(jī)制

以地鐵安全事故為依據(jù)，打造切實(shí)可行的地鐵安全監(jiān)理機(jī)制，才能夠有效防控地鐵運(yùn)營(yíng)期間存在的隱患問(wèn)題。具體的做法可以參考西安地鐵制定的安全監(jiān)理機(jī)制與舉措：首先，安全監(jiān)理機(jī)制中根據(jù)《地鐵運(yùn)營(yíng)安全問(wèn)題分類(lèi)》的修訂內(nèi)容，將地鐵行車(chē)安全、安全管理及消防等方面的問(wèn)題進(jìn)行歸類(lèi)，最終統(tǒng)計(jì)出145條A 類(lèi)地鐵運(yùn)營(yíng)問(wèn)題、283 條B 類(lèi)地鐵運(yùn)營(yíng)問(wèn)題，基于對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)安全問(wèn)題的原因分析，該地鐵指揮中心才能夠針對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)中的故障現(xiàn)象，及時(shí)制定有效的解決措施。例如，某地鐵站11408 次列車(chē)出現(xiàn)頻繁故障與晚點(diǎn)現(xiàn)象，通過(guò)地鐵運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制中對(duì)運(yùn)營(yíng)安全問(wèn)題的分類(lèi)指導(dǎo)，指揮中心及時(shí)完成地鐵故障的原因分析、定責(zé)與整改工作。在及時(shí)檢修地鐵處理單元之后，使地鐵能夠正常運(yùn)行，并且提高了地鐵運(yùn)營(yíng)的安全系數(shù)。其次，在地鐵運(yùn)營(yíng)安全機(jī)制的指導(dǎo)下，站內(nèi)客流疏通、站點(diǎn)指揮等工作得到有效落實(shí)，最終使該地鐵站全網(wǎng)12 條路線在10d 內(nèi)，安全運(yùn)送乘客達(dá)到2300 余萬(wàn)人次，保障了地鐵運(yùn)營(yíng)的安全性。所以，在推動(dòng)地鐵運(yùn)營(yíng)安全建設(shè)與管理的過(guò)程中，構(gòu)建完善的運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制顯然具有關(guān)鍵的實(shí)施意義。

4.3 完善地鐵運(yùn)營(yíng)中安全設(shè)備配置

在地鐵運(yùn)營(yíng)的安全設(shè)備配置方面，考慮到現(xiàn)階段地鐵運(yùn)營(yíng)期間可能存在的隱患問(wèn)題，相關(guān)部門(mén)需要配置最合理的安全防護(hù)設(shè)備，才能夠最大程度上保障地鐵運(yùn)營(yíng)安全。以地鐵軌道交通中AED 設(shè)備的配置為例，結(jié)合國(guó)內(nèi)多個(gè)城市地鐵交通中的AED 設(shè)備覆蓋情況可以了解到，南京、深圳、杭州以及合肥等地區(qū)的AED 設(shè)備覆蓋率在2020 年便達(dá)到100%，且該設(shè)備在乘客急救事件中起到關(guān)鍵性作用。而在其他城市的地鐵運(yùn)營(yíng)建設(shè)中，相關(guān)部門(mén)仍然需要參考地鐵站配置AED 設(shè)備的做法，首先提高AED 設(shè)備在地鐵站的覆蓋率，再通過(guò)急救培訓(xùn)的方式，使地鐵工作人員能夠具備使用AED 設(shè)備的能力，保障地鐵運(yùn)營(yíng)期間的乘客生命安全。

4.4 做好地鐵試運(yùn)行管理

地鐵試運(yùn)行能夠排除地鐵運(yùn)營(yíng)期間的絕大部分故障問(wèn)題，提高地鐵運(yùn)營(yíng)的安全系數(shù)。在地鐵試運(yùn)行的過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)需要從以下方面對(duì)地鐵進(jìn)行巡視：

首先，在供電系統(tǒng)的試運(yùn)行中，變電所設(shè)備、環(huán)網(wǎng)電纜、接觸軌以及雜散電流防護(hù)系統(tǒng)是試運(yùn)行的關(guān)鍵目標(biāo)。試運(yùn)行期間需要針對(duì)線纜絕緣性能下降、電纜支架脫落、供電中斷等隱患問(wèn)題進(jìn)行排查，才能保障地鐵運(yùn)營(yíng)安全。

其次，試運(yùn)行期間采用的運(yùn)行檢測(cè)工具必須多樣。例如，采用DM6018 規(guī)格的普通鉗形電流表進(jìn)行報(bào)警系統(tǒng)測(cè)試，采用FMTE586 規(guī)格的線纜測(cè)試儀進(jìn)行線纜測(cè)試，采用MT1210 規(guī)格的數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試電壓電阻及線纜通斷等。利用多元化的測(cè)試工具，才能夠在試運(yùn)行過(guò)程中得出精準(zhǔn)的地鐵運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，為保障地鐵運(yùn)營(yíng)安全提供數(shù)據(jù)與信息基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，維護(hù)地鐵運(yùn)營(yíng)安全離不開(kāi)技術(shù)條件、機(jī)制條件與人員條件的幫助，只有在制定標(biāo)準(zhǔn)的地鐵運(yùn)營(yíng)安全規(guī)范的同時(shí)，應(yīng)用先進(jìn)信息技術(shù)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)進(jìn)行監(jiān)控與應(yīng)用場(chǎng)景分析，才能夠使相關(guān)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)地鐵運(yùn)營(yíng)中存在的隱患因素，并予以解決。因此，相關(guān)部門(mén)需加大地鐵運(yùn)營(yíng)監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)力度以及地鐵運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制的開(kāi)發(fā)力度，構(gòu)建完善的地鐵線網(wǎng)指揮系統(tǒng)，規(guī)避地鐵運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。