廣州地鐵4號(hào)線(xiàn)列車(chē)因信號(hào)原因緊急制動(dòng)下的行車(chē)組織

楊 柳 唐飛佳

(廣州市地下鐵道總公司運(yùn)營(yíng)事業(yè)總部，510030，廣州∥第一作者，助理工程師)

廣州地鐵4號(hào)線(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)采用西門(mén)子TRAINGUARD移動(dòng)閉塞列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由ATO(列車(chē)自動(dòng)運(yùn)營(yíng))、ATP(列車(chē)自動(dòng)保護(hù))、ATS(列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控)3個(gè)子系統(tǒng)組成，對(duì)運(yùn)行中的列車(chē)定位更精確，使正線(xiàn)最小行車(chē)間隔可以達(dá)到90 s。全線(xiàn)分為黃村、新造、石碁3個(gè)聯(lián)鎖區(qū)。

4號(hào)線(xiàn)線(xiàn)路較長(zhǎng)，其中長(zhǎng)度超過(guò)3 km的區(qū)間有5個(gè)，如新造—石碁、東涌—黃閣汽車(chē)城的區(qū)間長(zhǎng)度分別為9.7 km、6.4 km;再加上4號(hào)線(xiàn)列車(chē)緊急制動(dòng)后重投ATP的限制條件，一旦發(fā)現(xiàn)列車(chē)緊急制動(dòng)需要重投的情況，往往會(huì)造成列車(chē)晚點(diǎn)。以下對(duì)因信號(hào)原因引起的單列車(chē)緊急制動(dòng)情況進(jìn)行研究(默認(rèn)重投ATP即投入到CTC(調(diào)度集中)層級(jí))。圖1為廣州地鐵4號(hào)線(xiàn)線(xiàn)路簡(jiǎn)圖。

圖1 廣州地鐵4號(hào)線(xiàn)線(xiàn)路簡(jiǎn)圖

1 緊急制動(dòng)的表現(xiàn)及處理

1.1 列車(chē)緊急制動(dòng)，模式不降級(jí)

列車(chē)緊急制動(dòng)，信號(hào)屏顯示紅手掌，駕駛模式不改變;列車(chē)停穩(wěn)后，以正常模式動(dòng)車(chē)即恢復(fù)正常。對(duì)于ATO模式超速行駛、SM(監(jiān)督下的人工駕駛)模式駕駛員松開(kāi)警惕按鈕、站臺(tái)緊停激活、屏蔽門(mén)異常打開(kāi)等情況，其對(duì)運(yùn)營(yíng)影響有限，所以待列車(chē)停穩(wěn)、隱患消除后再動(dòng)車(chē)即可。

1.2 列車(chē)緊急制動(dòng)，出現(xiàn)“轉(zhuǎn)RM”提示框

列車(chē)緊急制動(dòng)，顯示屏彈出“轉(zhuǎn)RM提示框”(“RM”表示受限制人工駕駛)，列車(chē)駕駛模式降級(jí)。列車(chē)緊急制動(dòng)停穩(wěn)后，司機(jī)確認(rèn)RM模式按鈕，列車(chē)即轉(zhuǎn)換為RM模式。列車(chē)在RM模式下的運(yùn)行限制速度為18 km/h。

顯示屏彈出“轉(zhuǎn)RM”提示框，表示車(chē)載ATP正常，列車(chē)模式在確認(rèn)后會(huì)降級(jí)為RM模式。列車(chē)無(wú)線(xiàn)信號(hào)丟失、HMI(車(chē)載人機(jī)界面)上出現(xiàn)RADIO打叉信息等故障，將出現(xiàn)該情況。根據(jù)《信號(hào)設(shè)備故障應(yīng)急處理指南(4號(hào)線(xiàn))》規(guī)定，處理程序(處理流程框圖見(jiàn)圖2)如下:

(1)列車(chē)距離前方車(chē)站大于300 m，切除ATP以URM(非限制人工駕駛)模式運(yùn)行到前方投入站重投一次;若不成功則以URM模式運(yùn)行到終點(diǎn)站退出服務(wù)。

(2)列車(chē)距離前方車(chē)站小于300 m，以RM模式動(dòng)車(chē)進(jìn)出前方站;若不能恢復(fù)CTC模式，則切除ATP以URM模式到前方投入站重投一次，不成功則以URM模式到終點(diǎn)站退出服務(wù)。

圖2 列車(chē)緊急制動(dòng)并有“轉(zhuǎn)RM”框處理流程圖

1.3 列車(chē)緊急制動(dòng)，駕駛模式降級(jí)

列車(chē)產(chǎn)生緊急制動(dòng)，中央大屏及行調(diào)HMI顯示列車(chē)駕駛模式降級(jí)，顯示屏無(wú)彈出“轉(zhuǎn)RM”提示框，表明車(chē)載ATP已經(jīng)故障，只能通過(guò)重投ATP后才能恢復(fù)CTC模式。

車(chē)載ATP故障后，列車(chē)駕駛模式會(huì)降級(jí)，停穩(wěn)后也不能轉(zhuǎn)換為RM模式，只能切除ATP以URM模式運(yùn)行至前方站重投ATP。車(chē)載ATP打叉、兩端OBCU(車(chē)載控制單元)紅點(diǎn)等故障將出現(xiàn)該情況。根據(jù)《信號(hào)設(shè)備故障應(yīng)急處理指南(4號(hào)線(xiàn))》規(guī)定，處理程序(處理流程框圖見(jiàn)圖3)如下:

故障列車(chē)切除ATP以URM模式運(yùn)行到前方投入站重投一次，若不成功則以URM模式運(yùn)行到終點(diǎn)站退出服務(wù)。

1.4 軌旁ATP故障，SICAS故障影響列車(chē)緊急制動(dòng)

軌旁ATP故障、SICAS(計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng))故障均影響列車(chē)無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)。列車(chē)在軌旁ATP故障情況下在ITC投入站重投后最高能以ITC(點(diǎn)式列車(chē)控制)模式運(yùn)行;SICAS故障情況下，列車(chē)僅能以URM或者RM模式運(yùn)行。

圖3 列車(chē)緊制動(dòng)駕駛模式降級(jí)且無(wú)“RM框”處理流程圖

2 單列車(chē)故障處理時(shí)間分析

2.1 緊急制動(dòng)列車(chē)切除ATP以URM模式運(yùn)行

廣州地鐵4號(hào)線(xiàn)現(xiàn)行URM模式下列車(chē)運(yùn)行速度規(guī)定如下:

(1)URM模式下列車(chē)在曲線(xiàn)半徑小于400 m(含400 m及萬(wàn)盛圍—官洲K17+00～K17+600區(qū)段)的地下線(xiàn)路上運(yùn)行時(shí)，司機(jī)須限速以25 km/h運(yùn)行。需限速25 km/h的區(qū)段如表1所示。

表1 廣州地鐵4號(hào)線(xiàn)需限速的區(qū)段及長(zhǎng)度

(2)列車(chē)在4號(hào)線(xiàn)隧道內(nèi)的線(xiàn)路上運(yùn)行時(shí)(高架線(xiàn)路按照原規(guī)定執(zhí)行)，沒(méi)有URM監(jiān)控員添乘時(shí)限速為45 km/h，有URM監(jiān)控員添乘時(shí)限速為60 km/h。

按照現(xiàn)行限速(有監(jiān)控員)的規(guī)定(4個(gè)重點(diǎn)限速區(qū)段限速為25 km/h，地下站區(qū)段限速為60 km/h，高架區(qū)段限速為75 km/h)計(jì)算，單程晚點(diǎn)時(shí)間為571 s(不含站臺(tái)作業(yè)時(shí)間)。若考慮緊急制動(dòng)區(qū)間無(wú)監(jiān)控員及站臺(tái)手動(dòng)開(kāi)關(guān)屏蔽門(mén)時(shí)間，單程晚點(diǎn)時(shí)間將超過(guò)700 s。

2.2 列車(chē)重投ATP過(guò)程分解

(1)列車(chē)以URM模式運(yùn)行到ATP投入站。

(2)復(fù)位車(chē)載ATP(復(fù)位ATP需要的時(shí)間為60～150 s，每列車(chē)不盡相同):① 關(guān)主控鑰匙;② 切駕駛端ATPCOS開(kāi)關(guān)，打下ATO電源空開(kāi);③ 等待3 s，合上ATPCOS開(kāi)關(guān)，合上ATO電源空開(kāi)，等車(chē)輛顯示屏上兩端ATP圖標(biāo)持續(xù)顯示綠色5 s后，開(kāi)主控鑰匙。

(3)列車(chē)駕駛模式預(yù)選為AM－CTC或SMCTC(視運(yùn)營(yíng)需求而定)。司機(jī)駕駛列車(chē)以15 km/h的速度出站，當(dāng)列車(chē)駕駛室越過(guò)出站信號(hào)機(jī)3～4 m后即可成功轉(zhuǎn)換為ITC模式。當(dāng)列車(chē)成功定位并與軌旁建立良好無(wú)線(xiàn)通信后即可成功轉(zhuǎn)為CTC模式。

URM模式下列車(chē)在站重投ATP，涉及司機(jī)人工對(duì)標(biāo)、手動(dòng)開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)、屏蔽門(mén)等操作，按每站增加晚點(diǎn)30 s計(jì)算，重投增加晚點(diǎn)時(shí)間為90～180 s。

3 實(shí)例分析

某日廣州地鐵4號(hào)線(xiàn)02113次列車(chē)單程連續(xù)2次發(fā)生緊急制動(dòng)。表2為02113次列車(chē)和后續(xù)01615次列車(chē)運(yùn)行時(shí)間表，具體情況如下:

18:17，02113次列車(chē)(007+008)在新造—石碁下行K23+650處緊急制動(dòng)，駕駛端(04A007)顯示紅手掌、RM提示框、滑行圖標(biāo)。行調(diào)組織司機(jī)切除ATP以URM模式運(yùn)行到石碁下行重投ATP。

18:31，02113次列車(chē)在石碁重投成功后動(dòng)車(chē)。

18:35，該次列車(chē)在海傍—低涌下行K37+500處再次緊急制動(dòng)，ATP打叉。

為避免該車(chē)擴(kuò)大晚點(diǎn)及影響，行調(diào)組織該次列車(chē)在低涌下行退出服務(wù)，不停站運(yùn)行到黃閣折返線(xiàn)1道存放，運(yùn)營(yíng)結(jié)束后改開(kāi)06102次回廠(chǎng)，06102次計(jì)入工程車(chē)開(kāi)行指標(biāo);組織01815次在黃閣汽車(chē)城下行退出服務(wù)，經(jīng)黃閣渡線(xiàn)折返至黃閣上行站臺(tái)替開(kāi)02114次;組織車(chē)廠(chǎng)(021+022)到新造上行替開(kāi)01816次投入載客服務(wù)。受列車(chē)緊急制動(dòng)及限速影響，故障清客1列，調(diào)整清客1列，01615次到達(dá)金洲晚點(diǎn)475 s，2～3 min延誤8列，沒(méi)有乘客投訴及退票。

表2 02113次列車(chē)和后續(xù)01615次列車(chē)運(yùn)行時(shí)間表

3.1 動(dòng)車(chē)延誤分析

列車(chē)緊急制動(dòng)地點(diǎn)為K23+650，新石區(qū)間洞口處定位K25+000，石碁站公里標(biāo)為K33+276。列車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)僅1名司機(jī)操作，無(wú)監(jiān)控員，在隧道內(nèi)URM模式下列車(chē)限速為45 km/h，地面及高架限速為60 km/h。根據(jù)當(dāng)時(shí)時(shí)刻表，新石區(qū)間列車(chē)運(yùn)行時(shí)間為481 s，則列車(chē)在URM模式下運(yùn)行至石碁增加晚點(diǎn)時(shí)間為T(mén)1=124 s。

02113次列車(chē)由新造站正點(diǎn)開(kāi)出，到達(dá)石碁延誤301 s。而行調(diào)與司機(jī)溝通，司機(jī)操作切除ATP，以及實(shí)際限速運(yùn)行值低于規(guī)定值等原因，共耗時(shí)為301 s－124 s=177 s?？梢?jiàn)效率偏低。

3.2 二次緊急制動(dòng)方案比選

(1)方案1:02113次列車(chē)在低涌上行再次重投ATP。02113次列車(chē)到達(dá)低涌下行已經(jīng)延誤510 s，根據(jù)信號(hào)處理指南中列出復(fù)位ATP的參考時(shí)間為150 s，則列車(chē)在低涌上行開(kāi)出預(yù)計(jì)延誤時(shí)間為510 s+150 s=660 s。其次，根據(jù)信號(hào)故障處理指南規(guī)定，在官洲—黃閣汽車(chē)城下行列車(chē)產(chǎn)生緊急制動(dòng)，只需復(fù)位一次ATP即可。最后，列車(chē)單程連續(xù)2次產(chǎn)生緊急制動(dòng)，后續(xù)車(chē)站再次產(chǎn)生緊急制動(dòng)的可能性較大，將進(jìn)一步擴(kuò)大晚點(diǎn)及影響。實(shí)際上，當(dāng)晚對(duì)存放在黃閣折返線(xiàn)1道的列車(chē)進(jìn)行車(chē)載ATP復(fù)位，顯示駕駛端OBCU紅點(diǎn)，車(chē)載ATP復(fù)位不成功，證實(shí)了第二次復(fù)位的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)方案2:02113次列車(chē)以URM模式運(yùn)行到金洲下行退出服務(wù)。根據(jù)之前限速運(yùn)行理論晚點(diǎn)表(有URM監(jiān)控員)，02113次列車(chē)低涌—金洲限速運(yùn)行增加晚點(diǎn)時(shí)間為63 s;URM模式下列車(chē)在站停車(chē)需司機(jī)人工開(kāi)關(guān)屏蔽門(mén)及車(chē)門(mén)，耗時(shí)30 s。即02113次列車(chē)到達(dá)金洲下行增加晚點(diǎn)時(shí)間為213 s。由于列車(chē)在區(qū)間實(shí)際運(yùn)行速度值低于理論限速值，以及金洲—蕉門(mén)區(qū)段的小半徑曲線(xiàn)限速等因素，影響列車(chē)增加晚點(diǎn)100 s。02113次列車(chē)到達(dá)低涌上行已延誤510 s，即02113次列車(chē)到達(dá)金洲預(yù)計(jì)晚點(diǎn)時(shí)間為213 s+100 s+510 s=823 s。

(3)方案3:02113次列車(chē)在低涌下行清客后，不停站運(yùn)行到黃閣折返線(xiàn)退出服務(wù)。02113次列車(chē)在低涌下行清客耗時(shí)102 s，延誤587 s由低涌下行開(kāi)出。后續(xù)01615次列車(chē)在低涌下行延誤518 s開(kāi)出，到達(dá)黃閣下行延誤502 s，趕點(diǎn)16 s;到達(dá)金洲晚點(diǎn)475 s，趕點(diǎn)27 s。從低涌至金洲共趕點(diǎn)為16 s+27 s=43 s。

02113次故障列車(chē)在低涌下行清客退出服務(wù)，能夠避免進(jìn)一步阻塞后續(xù)列車(chē)，加速套圖運(yùn)行效率，提升列車(chē)全周轉(zhuǎn)率。

綜合分析可見(jiàn)，采用方案1、方案2，02113次列車(chē)到達(dá)金洲均晚點(diǎn)超過(guò)650 s;方案3組織故障車(chē)下線(xiàn)，能夠?qū)⑼睃c(diǎn)控制在480 s之內(nèi)，因此，方案3是最優(yōu)的行車(chē)組織方案。

表3 02113次列車(chē)在金州—低涌段各區(qū)間運(yùn)行情況

4 行車(chē)組織建議

(1)列車(chē)單程已緊急制動(dòng)1次，且延誤超過(guò)300 s，再次發(fā)生緊急制動(dòng)時(shí)，根據(jù)故障時(shí)工況條件，如峰期、行車(chē)間隔、前行列車(chē)位置、客流特征等條件決策是否在前方站退出服務(wù)。列車(chē)延誤超過(guò)300 s，第二次緊急制動(dòng)后延誤進(jìn)一步擴(kuò)大，若故障列車(chē)需長(zhǎng)距離URM模式下運(yùn)行或?qū)⒊掷m(xù)阻塞后續(xù)列車(chē)通行的，應(yīng)及時(shí)退出服務(wù)，降低晚點(diǎn)影響。

(2)調(diào)度命令措施:①列車(chē)在區(qū)間產(chǎn)生緊急制動(dòng)，行調(diào)與司機(jī)確認(rèn)列車(chē)是否降級(jí)，若列車(chē)未降級(jí)且具備動(dòng)車(chē)條件(站臺(tái)無(wú)緊停按下，屏蔽門(mén)正常等)，要求司機(jī)動(dòng)車(chē)再報(bào)故障情況。②列車(chē)在區(qū)間產(chǎn)生緊急制動(dòng)，大屏及HMI顯示列車(chē)駕駛模式降級(jí)，行調(diào)與司機(jī)確認(rèn)是否有RM提示框及與前方站距離，若有RM框，且距離前方站小于300 m，則通知司機(jī)先以RM模式動(dòng)車(chē)，其余情況(列車(chē)具備動(dòng)車(chē)條件)均切除ATP以URM模式動(dòng)車(chē)，待列車(chē)動(dòng)車(chē)后再向行調(diào)匯報(bào)詳細(xì)故障信息。

(3)線(xiàn)路站點(diǎn)組織措施:列車(chē)產(chǎn)生較大延誤而阻塞后續(xù)列車(chē)運(yùn)行的情況下，適當(dāng)組織載客越站能夠改善行車(chē)組織效率，但也容易造成乘客投訴。因此，載客越站應(yīng)遵循以下原則:① 值班主任決定需載客越站的列車(chē)車(chē)次及車(chē)站后，行調(diào)提前2個(gè)區(qū)間向司機(jī)及車(chē)站發(fā)布越站命令。車(chē)站及時(shí)播放廣播并做好乘客服務(wù)工作。②不允許連續(xù)2列列車(chē)在同一車(chē)站載客越站。③原則上同一列車(chē)不連續(xù)載客越站;不允許同一列車(chē)載客連續(xù)越過(guò)3座及以上車(chē)站。④圖定載客的頭、尾班車(chē)不允許載客越站。⑤廣播故障的列車(chē)，原則上不辦理載客越站。

(4)URM模式運(yùn)行安全控制措施:URM模式為降級(jí)運(yùn)行模式，列車(chē)無(wú)車(chē)載信號(hào)保護(hù)，運(yùn)行過(guò)程中存在一定風(fēng)險(xiǎn)，需行調(diào)及司機(jī)加強(qiáng)關(guān)注，做好控制措施。①行調(diào)需提前排列URM模式下列車(chē)運(yùn)行進(jìn)路，明確告知列車(chē)運(yùn)行目的地。② 行調(diào)必須控制URM模式下列車(chē)與前方列車(chē)保持1個(gè)區(qū)間加1個(gè)站臺(tái)以上間隔。③行調(diào)及時(shí)安排車(chē)站URM監(jiān)控員添乘列車(chē)，協(xié)助司機(jī)瞭望。④司機(jī)需嚴(yán)格按照線(xiàn)路限速要求駕駛列車(chē)，嚴(yán)禁超速運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

廣州地鐵4號(hào)線(xiàn)高架及地面線(xiàn)路超過(guò)正線(xiàn)總長(zhǎng)度的60%，因雷雨天氣造成列車(chē)定位不準(zhǔn)，從而導(dǎo)致單列車(chē)緊急制動(dòng)的事件時(shí)有發(fā)生。根據(jù)列車(chē)緊急制動(dòng)的地點(diǎn)及重投情況進(jìn)行判斷，預(yù)計(jì)列車(chē)延誤將造成超過(guò)600 s晚點(diǎn)時(shí)，應(yīng)果斷組織列車(chē)退出服務(wù)，避免持續(xù)阻塞后續(xù)列車(chē)而降低周轉(zhuǎn)率，最大限度降低對(duì)乘客出行的影響。

［1］季令，張國(guó)寶.城市軌道交通運(yùn)營(yíng)組織［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2006.

［2］毛保華.城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理［M］.北京:人民交通出版社，2006.