城市轨道交通全自动运行线路行车组织研究

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　　摘 要：通过对城市轨道交通全自动运行线路行车组织研究，分析 GOA3、GOA4 全自动运行线路与 GOA2 线路在组织机构、运营场景、设备配置、应急处置方面的差异性，提出全自动运行列车在正常运营情况和非正常运营情况下的行车组织方式和应对策略，确保全自动运行线路的行车组织安全。
　　关键词：城市轨道交通;全自动;行车组织;策略研究
　　中图分类号：U231
　　1 概述
　　随着城市轨道交通建设的快速发展，全自动运行线路逐渐成为国内外轨道交通建设的发展趋势，设备自动化功能愈来愈强大，系统装备 RAMS 指标得到优化和提高。GOA3、GOA4 全自动运行线路与 GOA2 线路的行车组织存在较大的差异，传统由人工完成的工作，特别是司机完成的作业由设备取代，设备智能化和故障自愈功能取得显著提升，全自动运行线路行车组织的中心调度重要性日益突出。全自动化状况下的列车运行组织面临诸多新课题，行车组织的组织机构、运营人员职责及运营应对策略等亟需得到完善和加强。
　　鉴于全自动运行线路自动化程度高，全自动运行系统涉及信号、车辆、通信、机电、供电等专业，轨道交通全自动运行线路行车组织人员的配置、职责较传统非全自动运行线路存在较大差异，运营场景也存在较大变化，对于非正常情况下的行车组织应急处理提出了更高的要求，必须掌控全自动运行线路的行车组织特点并提出针对性的运营保障措施。
　　2 全自动线路与非全自动线路行车组织主要差异
　　2.1 组织机构
　　目前城市轨道交通各地铁运营公司的行车组织机构建立在传统非全自动运行线路基础上，一般包括主任调度、行车调度、电力调度、环控调度、车站行车值班员、驾驶员及其他相关行车组织人员[1]，非全自动运行线路的行车组织机构详见图 1。
　　为保障全自动运行线路的日常运营，提高设备故障状况下的运营保障，全自动运行线路的行车组织机构较非全自动运行线路增加了车辆调度、乘客调度、维修调度、监察厅值班人员及站台综合值班员等职能岗位，全自动运行线路的行车组织机构详见图 2。
　　2.2 主要行车组织人员职责划分
　　全自动运行线路主要增加的乘客调度员、车辆调度员、维修调度员、监察厅值班员、站台综合值班员等行车组织人员按全自动新增任务分配相应职责，其他行车人员相关职能范围扩大，增加了相关全自动列车运行状况下的行车管理职能。
　　行车调度员除履行传统非全自动线路职责外，增加了设置全自动运行模式、人工远程折返换端、远程清客、启动蠕动模式、远程火灾处理、远程紧急制动、雨雪模式控制等职责。
　　乘客调度员担任的岗位职责包括远程监督列车内乘客情况、紧急情况下与乘客远程对话、安抚和指导乘客、远程广播、组织乘客疏散等协调解决列车内与乘客有关的问题。
　　车辆调度员正常情况下对正线运行车辆运行状况和列车运行数据进行实时监督和控制，监督并人工介入处理车辆的休眠、唤醒等职能;当车辆故障时，实施远程复位、故障恢复等操作，并将故障情况及时通知行车调度员。
　　维修调度员负责设备维修报警，分配维修作业单，管理、组织、协调不同维护单位间的工作，保证设备的正常工作。
　　车站行车值班员除负责传统监控设备的正常工作、办理车站级行车组织等工作职责外，还担负全自动运行状况下的人员防护职责。
　　监察厅值班员负责观察站台乘客和设备状况、监督列车运行情况、紧急情况下按压紧急停车按钮、防止意外状况发生等。
　　站台综合值班员在车站站台上监控站台设备和列车运行状况，负责站台清客和按压再关门按钮，必要时上车处理车内突发状况，负责紧急或故障状况下的列车运行。
　　2.3 主要运营场景差异
　　运营场景是轨道交通系统设备和运营人員保证列车运行需要的环境及状况，轨道交通全自动运行线路与非全自动运行线路运营场景主要差异详见表 1。
　　2.4 运营应急处置策略
　　全自动运行线路一般均按 GOA4 进行建设，即按正常运营不配置司机进行设备配置。行车组织方案中针对列车、设备的故障状况及线路的突发状况须具备相应有效的应对措施，制定具体的处置策略和解决方案，保证异常情况下全自动运行线路的运营安全。 全自动运行线路与非全自动运行线路异常状况下的运营场景应急处置详见表 2。
　　3 全自动运营设备对行车组织的影响
　　轨道交通全自动运行线路的车辆、信号、综合监控、通信、站台门等系统设备功能均进行了提高和增强，主要设备系统进行了冗余配置[2]。
　　（1）车辆能够与相关系统设备配合完成在没有配置司机情况下的正常运行，车辆的唤醒、上电、自检等作业自动运行。车辆设备支持在没有司机参与情况下对危险和紧急情况下的监测和管理，包括障碍物/脱轨监测、烟雾探测的应急处理等。车辆的运行状态、故障、报警等信息能实现自动上传至控制中心[3]。
　　（2）信号系统作为全自动运行线路的核心设备，系统功能为适应全自动运营场景功能增强，主要设备冗余配置，实现了更高的可靠性和安全性能，系统达到了更高的自动化运行等级，实现自动控制列车在正线和车辆基地的全自动化运行，使全自动运行线路行车组织更加安全便利。
　　（3）综合监控系统注重建立以行车为核心的综合自动化系统，为实现全自动运行运营，系统执行以行车调度为核心的控制策略，开展行车、电力、机电等全面集成化监控，增加更多的联动模式，加强 OCC 远程监控功能，实时监控列车、乘客及相关系统，提供更安全、可靠的服务。
　　（4）通信系统提升语音、视频和数据的多业务传输功能，实现中心对车辆的直接监视和控制，与乘客直接交流，方便了行车组织，提高了运营管理水平。
　　（5）站台门系统提高乘客防护功能，新增对位隔离功能，为应对乘客防夹采取措施，增设站台门与车门缝隙自动监测设备，提高系统的安全性，保证乘客上下车的安全。 　　目前全自动运行线路断轨检查和异物侵限技术还无法依靠设备监控实现，需通过运营组织管理制定详细的防护细则来保证行车安全。
　　全自动运行线路运营设备功能增强，加强了设备的冗余性，系统 RAMS 指标提高[5]，运营装备技术水平大幅提高，降低了维修工作量，减少了司乘人员，但对行车组织人员、维修人员队伍技术水平提出了更高的要求。因此，必须建立高素质的运营队伍，细化行车组织方案，加强运营保障，提高应对突发事件的能力。
　　4 正常情况下的行车组织
　　在全自动运行线路每天运营正式开始前，控制中心行车调度员通过行调工作站下载并执行当日派班计划、当日列车运营时刻表，电调值班员负责远程控制或自动控制正线和车辆基地的上电工作。列车能够实现自动唤醒，自动对自身设备进行自检。然后列车根据派班计划按时自动运行至转换轨并接收列车运营时刻表，根据收到的正线工况服务命令进入正线运营服务。车辆系统接收信号车载设备发送的工况指令自动控制照明、空调等设备运行。
　　运营列车根据时刻表自动进站停车，自动打开车门和站台门，依据时刻表规定的停站时间自动关闭车门和站台门后出发;列车在进站、到站、离站时自动触发车辆广播，列车到站时站台自动广播。
　　列车到达终点站后自动打开车门和站台门，触发车辆自动广播，提醒乘客下车。站台综合值班员上车清客完成后按压站台端头设置的再关门按钮，列车自动关闭车门和站台门，自动进行折返作业或结束当天运营自动进入车辆基地[4]。
　　计划进入车辆基地的列车收到停止正线服务工况，自动关闭照明、空调等设备。列车进入转换轨后自动清除当天车次号，按照自动或人工设置的头码进入相应的列位，根据休眠指令进入休眠状态。
　　列车在车辆基地内根据运营计划设置的车组号和洗车时间自动完成洗车功能。
　　5 非正常情况下的行车组织及应急处置
　　全自动运行系统设备故障类型主要分为现场处理型故障和远程处理型故障。现场处理型故障需运营人员现场介入处理故障，此类故障列车需退出运营进行维修;远程处理型故障只需调度人员通过设备远程对故障进行处理，远程处理后若无故障的再次发生可继续投入运营。
　　按列车运行可能产生的事故程度顺序排序，有如下几种情况。
　　（1）车辆火灾、紧急手柄按下、紧急呼叫等运营状况，一般按照车辆安全运行至站台后列车不再关门，然后开展故障救援方式设计。
　　（2）当列车严重故障需要救援时，车站值班员应对相关行车区域进行封锁，由配备至少 2 名司机的清客后的救援列车救援故障车，采用人工驾驶模式，确认对准列车钩位后，以规定速度撞击连挂，然后推送故障列车到规定区域。
　　（3）在大风、暴雨、大雪等特殊天气下，由于车辆黏着系数下降，中心调度员远程设置单列车或所有列车按雨雪模式运行，保证列车的运营安全。
　　（4）当列车故障停在区间时，需要组织乘客的区间疏散，信号设备、CCTV和广播自动联动，电力调度根据行车调度命名实施切断接触轨供电，乘客调度通过远程广播引导乘客打开车门进行有组织的疏散。
　　（5）站台门与车门间乘客被夹时，间隙探测系统报警，信号系统禁止列车移动，由站台综合值班员进行处理，或中心调度人员远程实施关门操作。
　　（6）车辆系统的紧急手柄拉下、紧急按钮按下、车门故障、车载广播故障等事件可通过乘客调度远程介入处理或系统间联动保证列车能够继续投入运营;对于车辆系统的紧急制动、紧急环路电源失电、司机室激活丢失、转向架空气制动故障、总风欠压故障及车辆内部控制系统故障等，首先应通过乘客调度远程人工复位，复位成功可继续投入运营，若复位不成功，需司机和维护人员上车处理;对于障碍物及脱轨检测系统探测到障碍物、车辆无法启动等严重故障，需要运营人员上车处理或进行车辆救援;对于信号系统功能正常，而车辆网络故障或与信号网络间通信故障时，采用蠕动模式进站停车后实施车辆救援。
　　（7）信号系统产生紧急制动时，比如列车退行超速、静态测试的非预期列车移动、由车载ATP触发等引起的紧急制动等，在满足设备规定的条件后可自动缓解;对于远程紧急制动，由中心调度员确认可缓解后，进行远程人工缓解;对于列车完整性丢失、测速故障、切牵引超时、位置无效、移动授权无效、跳跃防护失败、控制端ATP/ATO 故障等引起的紧急制动，不可远程缓解，需运营人员上车处理。
　　（8）正线车站及车辆段/停车场设置人员防护开关，对进入正线车站和车辆段/停车场的自动化区域的人员进行防护。正线车站内，通过车控室行车值班员按压设置在车控室IBP 盘上的 SPKS 开关，车辆段/停车场内，运转值班员按压设置在停车列检库运转值班室或停车列检库内的 SPKS 开关，对进入相关区域人员进行封锁防护。
　　（9）当车门、站台门不能关闭或清客后需要再关门时，站台综合值班员可按压设置于站台上的再关门按钮实现车门、站台门联动关门功能。
　　（10）当站台门或列车个别门体故障时，信号系统与站台门系统联动，自动实现故障的车门或站台门对位隔离功能，保证乘客上下车安全。
　　6 结语
　　城市軌道交通全自动运行系统自动化程度高，行车组织复杂，与非全自动运行线路比较，设备功能得到有效加强，运营场景完善较多。行车组织在保证正常运营的同时，应特别注重异常状况下的运营保障，重点对非正常情况下的故障场景制定针对性组织措施，采取有效的应对策略和管理方法，确保全自动运营线路的安全运营。
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　　收稿日期 2018-06-20
　　责任编辑 孙锐娇
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