地鐵高密度行車時救援組織優(yōu)化

鄭曉民

(廣州地鐵集團有限公司 廣州 510430)

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地鐵高密度行車時救援組織優(yōu)化

鄭曉民

(廣州地鐵集團有限公司 廣州 510430)

通過對廣州地鐵2號線歷年發(fā)生的救援事件進行簡要統(tǒng)計，得知故障源主要來自牽引控制系統(tǒng)，分析主要故障原因，以及救援組織中存在的主要問題，包括司機不熟悉車輛故障處理指南，調(diào)度發(fā)布救援命令不及時，現(xiàn)場信息溝通不暢等。結(jié)合地鐵高密度行車階段的特點，計算受到救援影響的列車數(shù)量并分析晚點情況。有針對性地提出救援組織優(yōu)化方案，包括優(yōu)化改造旁路開關(guān)；改造斷電區(qū)；優(yōu)化救援旅行速度，以減少列車增晚；優(yōu)化救援路徑，避免二次中斷；優(yōu)化救援組織流程，提高效率，嘗試“裸車”動車等，并將優(yōu)化措施應用于廣州地鐵6號線，取得很好的效果。

地鐵運營；高密度行車；救援組織；優(yōu)化；廣州地鐵

地鐵列車故障救援是地鐵運營常見的突發(fā)事件之一，故障救援事件對乘客出行的影響越來越大。地鐵系統(tǒng)進入2 min的高密度行車階段后，內(nèi)外部環(huán)境都有了較大的變化，原有的部分組織方式已經(jīng)不再適合，有必要進行針對性的優(yōu)化。

1 歷年救援案例的統(tǒng)計分析

1.1 車輛故障類型

廣州地鐵原2號線從2004年開通至2006年，3年共發(fā)生11起電客車故障救援事件，其中2004年4起，2005年3起，2006年4起，故障系統(tǒng)分析見表1。

表1 2號線列車故障系統(tǒng)分析

從以上分析知，2號線故障較高的系統(tǒng)是列車牽引控制系統(tǒng)(即110 V控制回路)，其原因是該控制回路主要采用繼電器或行程開關(guān)連接，比較容易出現(xiàn)機械卡滯，導致回路斷路，從而直接影響整列車的運行。

1.2 救援動車時間

從11起救援事件中可以看出，中斷行車時間在25 min以下的有10件，占總數(shù)的91%。隨著故障處理能力、行車指揮水平和員工業(yè)務素質(zhì)的提高，列車故障救援的影響時間將不斷縮短(詳見表2)。

表2 2號線救援中斷行車時間比例

1.3 組織救援時的主要問題

1) 司機對《車輛故障處理指南》不熟悉。錯誤判斷、匯報故障類型，或者未嚴格按《車輛故障處理指南》流程操作，人為失誤擴大影響。

2) 救援命令發(fā)布不及時、不簡潔。在故障處理過程中，行調(diào)存在讓司機再試一試的心理，沒有按節(jié)點時間發(fā)布救援命令，或發(fā)布救援命令時由于命令內(nèi)容不簡潔、不清晰，導致發(fā)令時間過長。

3) 現(xiàn)場信息溝通不暢，直接影響到事件處理方向的正確性。主要表現(xiàn)在司機上報的信息前后不一致時沒有進一步核實，無線調(diào)度臺使用全呼頻時另一電臺無法使用、三方通話不成功等。

2 高密度行車時救援面臨的困難

2.1 上線列車逐年增多，行車控制難度增大

隨著客流的增長，地鐵增加上線列車，運輸提升至系統(tǒng)最大能力，高峰期的行車間隔壓縮至2 min，30 km的線路上線列車超過45列。2015年廣州地鐵的1、2、3、5號骨干線路,高峰期的行車間隔都已經(jīng)達到2～3 min，滿載率最高達152%(詳見表3)。

表3 2015年10月廣州地鐵高峰期行車間隔

2.2 救援晚點影響的乘客數(shù)量擴大了數(shù)倍

假定計劃行車間隔4 min，晚點后為避免故障點后方的載客列車在區(qū)間滯留，行調(diào)將按照每站1列車控制列車間隔，即行車間隔約2 min。救援動車時間20 min，則影響的列車數(shù)量見表4[1-3]。

即發(fā)生4min間隔20min救援時，救援影響了9列車并程度遞減。但是2min間隔時，分母接近0，即高密度行車時救援幾乎影響了全 線 列 車，即 若 5號 線 高

表4 晚點影響的列車情況

峰期發(fā)生救援，則全線45列車都將受到影響，故障影響擴大了5倍以上。

3 廣州地鐵6號線的救援組織優(yōu)化

3.1 優(yōu)化車輛旁路設計，最大限度避免救援

部分電氣、硬線故障無法旁路，廣州地鐵對其他主要的多項繼電器完成了旁路改造以避免救援，結(jié)果地鐵5號線3年(2013—2015年)無列車救援。

3.2 接觸軌斷電區(qū)改造，減少斷電區(qū)救援

采用接觸軌供電的線路，由于線路上的道岔、人防門等設備限制，接觸軌不能連續(xù)布置，使得線路上存在全列車無電的地點，列車故障停在接觸軌斷電區(qū)也會導致救援。改造方案是列車每側(cè)轉(zhuǎn)向架上都加裝集電靴，或在斷電區(qū)上方加裝架空接觸網(wǎng)。廣州地鐵6號線采用終點站加裝接觸網(wǎng)的方式，解決了該問題。

3.3 優(yōu)化救援速度，減少后續(xù)列車增晚

3.3.1 6號線救援速度優(yōu)化

救援列車多數(shù)情況是后續(xù)列車擔任救援[4]，連掛后推進運行，救援列車必須切除ATP(列車自動保護系統(tǒng))改URM(不受限人工駕駛)模式運行，司機憑信號燈顯示運行并控制速度。URM列車在線路運行時需人工瞭望進路安全，遇突發(fā)情況需人工緊急制動。為確保列車安全，廣州地鐵規(guī)定列車采用URM模式運行時，沒有URM監(jiān)控員添乘時限速為45 km/h，有URM 監(jiān)控員添乘時限速為60 km/h。

原規(guī)章限定救援限速為25 km/h，而優(yōu)化救援速度到達線路旅行速度，可以避免推進過程中限制后續(xù)正常載客列車運行。因為未超過前方列車速度，所以理論上救援列車也不會追尾前方正常列車(見表5)。

表5 廣州地鐵6號線救援速度優(yōu)化

3.3.2 車輛設備滿足救援提速要求

1) 車鉤強度。6號線車鉤抗壓強度為800 kN，抗拉強度為640 kN，車鉤本身抗壓能力強于抗拉能力。地鐵列車緊急制動減速度為1.2 m/s2(切除1列車制動的救援連掛列車平均減速度明顯降低)，AW3狀態(tài)整車重量為200 t，救援AW3載荷列車緊急制動車鉤拉力為F=ma=200 t×1 000(t/kg)×1.2 m/s2=240 kN?？梢?，車鉤在最惡劣情況下承受的拉力為240 kN，遠小于640 kN的抗拉強度，所以車鉤承受能力不影響推進救援限速的提高。

2) 牽引能力。列車采購合同規(guī)定“在損失1/2動力時，在AW2狀態(tài)下，可在60‰的坡道上起動，并能使列車行駛到最近車站”，這已在正線得到驗證。

3) 制動距離。救援25 km/h優(yōu)化至35 km/h后，制動距離增大了96%，但最長制動距離不超過150 m。經(jīng)核對，6號線進路信號機前的安全瞭望距離基本滿足制動距離的要求。部分小曲線半徑線路的瞭望距離不良，可以維持25 km/h限速。救援提速后制動距離增加，司機可以采取持續(xù)瞭望、進站前提前降低速度等措施進行控制。制動距離詳見表6。

表6 不同救援模式下的制動距離 m

3.3.3 安全注意事項

根據(jù)目前狀態(tài)，救援時客車車鉤不使用電氣連接，影響列車車載對講機和前車緊急停車的裝置不能使用。在救援過程中，前端瞭望司機與救援車司機將采用手持無線對講機聯(lián)系，并由后端司機操縱列車運行，需做好司機提醒，確保救援推送時對講機狀態(tài)良好，對緊急情況下救援車組緊急停車操作進行細化要求[5-6]。

3.4 優(yōu)化救援路徑，避免二次中斷影響

廣州地鐵線路設計約每5 km(3至5個站)設置1條輔助線(渡線或者存車線)，每10 km設置1條存車線，中間站存車線僅能滿足1列車存放[7-8]。優(yōu)化前的救援方案是組織列救援推進到中間站存車線后摘鉤，或者列車救援經(jīng)渡線折返到鄰線(上行或者下行線)，發(fā)生第二次中斷行車約5 min。優(yōu)化后直接組織救援列車推進到終點站或者車廠，僅故障列車發(fā)生故障時所在車站有存車線，且故障列車能夠換端憑自身動力動車時才考慮進入中間站存車線。當終點站存車線無法避免二次中斷時，配套組織救援車后方列車從起點站空車運行、小交路折返、載客越站等行車調(diào)整方案[9]，可以有效減少救援影響。6號線救援路徑優(yōu)化詳見圖1。

圖1 6號線救援路徑優(yōu)化

3.5 優(yōu)化救援組織流程，控制在15 min以內(nèi)動車

救援連掛組織進行了優(yōu)化，取消了之前的辦理閉塞進路，規(guī)范調(diào)度組織確保安全。根據(jù)原規(guī)章要求，區(qū)間列車故障救援時，行調(diào)需要發(fā)布區(qū)間封鎖命令，然后辦理閉塞進路，組織救援列車進入封鎖區(qū)域進行救援。優(yōu)化后行調(diào)組織救援車以ATO模式運行到目標點為零，確認進路安全后授權(quán)救援列車切除ATP限速25 km/h前往連掛。行調(diào)將故障車車尾位置公里標通知救援車，救援車到達故障車前15 m處一度停車，然后再進行連掛。

車輛故障處理階段簡化溝通環(huán)節(jié)，前4 min的故障處理階段授權(quán)司機進行安全相關(guān)操作。司機進行復位開關(guān)、旁路開關(guān)、轉(zhuǎn)換駕駛模式等操作時不需報行調(diào)，相應旁路開關(guān)可在確認相應條件滿足的情況下進行操作,司機可嘗試0.5 m以內(nèi)動車試驗，但不能越過信號機。4～6 min組織進行“裸車”操作(空車加全旁路)，最大限度地避免誤救援，同時也要準確控制救援動車時間。“裸車”救援優(yōu)化詳見圖2。

3.6 救援優(yōu)化實例分析

2015年，廣州地鐵6號發(fā)生2次救援事件，2次救援的速度和路徑都已經(jīng)優(yōu)化，6月26日的救援進一步優(yōu)化了“裸車”程序和聯(lián)控用語，2次救援效果對比詳見表7。

由表7可以看出：優(yōu)化救援速度，使得對救援車后方的列車不再增晚，控制在8 min內(nèi)；優(yōu)化救援路徑，使得中間站沒有二次中斷晚點，而終點站的二次中斷距離故障點時間和空間都比較遠，也可以通過小交路折返和空車運行的方式進行緩解；優(yōu)化“裸車”程序，減少了溝通環(huán)節(jié)，整體時間控制在15 min內(nèi)，同時“裸車”程序也能夠避免2月2日的誤救援。

圖2 6 號線“裸車”優(yōu)化救援流程

表7 2 次救援對比分析

4 結(jié)語

救援優(yōu)化后可以有效減少正線列車晚點，緩解故障期間車站客流壓力。優(yōu)化后對行車各崗位的要求更高，各行車崗位應充分預想，制定細化方案，組織員工培訓。在確保安全的前提下，救援優(yōu)化措施可以提高故障情況下的行車效率，減少故障對運營的影響。

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(編輯：曹雪明)Optimizing Rescue Organization for a Metro System with High-density Operation

Zheng Xiaomin

(Guangzhou Metro,Guangzhou 510430)

The historical data on metro rescue emergency were statistically analyzed, based on which the main reasons about rescues were identified, as well as the main problems were presented including drivers being unfamiliar with the vehicle fault manual, delayed dispatch release, unclear information, etc. Considering the characteristics of the metro system with high-density operation, the trains and their corresponding delays due to rescue were calculated in detail. Based on the abovementioned, the corresponding optimization measures were proposed, including optimizing the running speed and route for the rescue vehicle, adjusting the rescue procedure, etc. These measures were applied to Line No.6 of Guangzhou Metro.

metro operation; high-density operation; rescue organization; optimization;Guangzhou metro

10.3969/j.issn.1672-6073.2016.04.015

2016-03-08

2016-03-29

鄭曉民，男，大學本科，工程師，從事地鐵運輸管理工作，xmzheng2000@126.com

F530.7

A

1672-6073(2016)04-0067-04