軌道交通全自動運行線路運營場景設(shè)計優(yōu)化研究

李 冰 李春明

（1.蘇州市軌道交通集團有限公司運營二分公司，江蘇 蘇州 215001；2.交控科技股份有限公司，北京 100070）

當前全自動運行系統(tǒng)設(shè)計中增設(shè)了運營異常處理模式，一旦全自動運行系統(tǒng)判定運行場景為異常場景，則自動進入異常處理模式，觸發(fā)相關(guān)系統(tǒng)間的聯(lián)動，進而激活信號系統(tǒng)安全防護功能，保障行車安全。由于該場景下列車上缺少司機及時進行現(xiàn)場處置或安全保障，全自動運行系統(tǒng)的運行效率和運行安全將會受到較大的影響。

1 全自動運行線路場景分析

1.1 現(xiàn)有運營場景組成

蘇州5號線運營場景文件經(jīng)過多次修訂，形成運營場景67項，分別為正常場景共36項，具體組成為確認并下發(fā)當日運營計劃、列車反向運行、出庫計劃的編制與下發(fā)、小交路運行、自動開站、更換列車、送電、列車遠程廣播、列車喚醒、回庫計劃的編制與下發(fā)、列車出庫、列車退出正線服務(wù)、軋道車運行、自動關(guān)站、列車進入正線服務(wù)、自動調(diào)車、列車進站、自動洗車、停站作業(yè)、列車清掃、車門與站臺門間異物檢測、休眠、車站發(fā)車、日檢與維修相關(guān)防護、列車在區(qū)間運行、雨雪模式、折返換端、駕駛模式轉(zhuǎn)換、清客、緊急制動及緩解、扣車、乘客票務(wù)自助服務(wù)、跳停、自動解編、遠程緊急制動、車輛基地登乘列車。

故障場景共17項，具體組成包括車門故障、車輛制動系統(tǒng)故障、列車狀態(tài)遠程監(jiān)測及故障遠程處理、運行中車輛或信號車載信號設(shè)備故障、車載ATO設(shè)備故障、車載ATP設(shè)備故障、車地通信設(shè)備故障、列車位置信息丟失、ATS設(shè)備故障、ZC設(shè)備故障、道岔設(shè)備故障、蠕動模式、區(qū)間故障停車、站臺門故障、防淹門請求關(guān)閉、防淹門狀態(tài)丟失、接觸網(wǎng)失電。

應(yīng)急場景共14項，周界防護報警、區(qū)間疏散、軌道障礙物/脫軌檢測、救援、登乘迫停列車、列車火災(zāi)、車站火災(zāi)、乘客緊急呼叫、緊急手柄、災(zāi)備模式、遠程應(yīng)急駕駛、區(qū)間水患、乘客異常、開啟停車庫庫中橫向通道消防門。

1.2 現(xiàn)有運營場景設(shè)計分析

蘇州5號線已于2021年開通試運營，市域S1線、6號線均已完成設(shè)計聯(lián)絡(luò)工作，且已形成各線路上的運營場景文件。目前，在運營場景設(shè)計上存在以下4個方面問題：

（1）場景文件的編制較難兼顧運營需求與產(chǎn)品設(shè)計，運營場景文件無統(tǒng)一標準，廠家不同，運營單位不同，對于運營場景的設(shè)計理念不同，導(dǎo)致無法完整地將運營場景文件中的功能需求落實到各條線路中去。

（2）部分運營場景對功能實現(xiàn)的方式要求太過具體，導(dǎo)致功能實現(xiàn)與場景文件要求出現(xiàn)較多的偏差，貼合度不高。

（3）信號系統(tǒng)的傳統(tǒng)設(shè)計理念是故障—安全，傳統(tǒng)理念中面對異常情況系統(tǒng)輸出的安全側(cè)就是停車。但在全自動運行線路上，尤其是在異常場景下，如區(qū)間水患、列車火災(zāi)等，行車安全不能僅僅理解為停車，需要綜合考慮較為復(fù)雜的現(xiàn)場情況，選擇最優(yōu)的處置方式。因此，為場景的功能設(shè)計造成了較大的困難。

（4）受限于現(xiàn)有的技術(shù)手段，部分故障場景下的功能設(shè)計還無法滿足高效處置的運營需求。

2 運營場景設(shè)計優(yōu)化建議

2.1 促進運營場景文件的標準化設(shè)計

運營場景的編制主體應(yīng)該包括運營單位、建設(shè)單位及設(shè)備供應(yīng)商，場景文件的編制原則應(yīng)該是功能設(shè)計充分體現(xiàn)運營實際的需求。在運營單位與建設(shè)單位完成場景文件編制且各系統(tǒng)招標工作完成時，須由一致性協(xié)調(diào)方統(tǒng)一組織各系統(tǒng)廠家針對場景文件進行細化討論，梳理差異，形成符合當前廠家產(chǎn)品特點和用戶需求的場景文件。

2.2 持續(xù)更新場景文件，尋求最好運營場景

從運營場景導(dǎo)出功能需求，并在項目中進行持續(xù)檢驗；若需要改進，再更新運營需求，經(jīng)過持續(xù)更新的運營需求才是最好的運營場景。以工程案例分析如下：

（1）蘇州5號線早期的運營場景文件對例如蠕動模式下車輛的相關(guān)制動控制參數(shù)及制動重故障的設(shè)計要求過于具體，導(dǎo)致后期廠家進場后無法按照場景文件要求進行產(chǎn)品設(shè)計，最終只能修改場景文件的描述。

（2）蘇州5號線前期對控制中心新增的車輛調(diào)、乘客調(diào)的定位不夠準確，導(dǎo)致功能需求上針對性不強，在5號線投入運營后，隨著車輛調(diào)和乘客調(diào)投入使用，其功能需求逐步清晰，在后續(xù)的S1、6號線的場景文件中，對該方面內(nèi)容進行了更新完善。

2.3 綜合考慮，完善異常場景下的功能設(shè)計

在應(yīng)急場景下，有較多不可控因素會導(dǎo)致該場景下的功能設(shè)計較為復(fù)雜。

以區(qū)間水位為例，首先，在國內(nèi)城市軌道交通線路上，區(qū)間水位監(jiān)測手段較為單一，能夠提供的水位監(jiān)測信息有限，很難為系統(tǒng)提高直接有效的判斷依據(jù)；其次，在區(qū)間存在水位異常時，列車若運行通過積水區(qū)域，可能導(dǎo)致因積水過高影響設(shè)備正常工作而迫停，對乘客的生命安全造成更大的威脅，若立即停車，除了有可能停車點在積水區(qū)域外，還存在停車后水勢變大、列車無法動車的問題。

以車門緊急解鎖為例，當列車迫停在區(qū)間時，有可能是因為較大的安全事故，也有可能是因為前方站臺有車列車需要在區(qū)間臨時停車，在系統(tǒng)設(shè)計車門緊急解鎖時，既要考慮真的遇到極端情況（如列車火災(zāi)時）乘客必須具備絕對的逃生手段，也要盡量避免一些臨時停車造成乘客隨意操作緊急解鎖造成區(qū)間疏散的發(fā)生。

2.4 對于設(shè)計缺陷，制定流程與卡控措施

在故障場景下，如列車丟失定位、道岔故障、車地通信故障、ATP故障、計軸故障等信號系統(tǒng)常見故障，全自動運行系統(tǒng)功能均需提供應(yīng)急處置手段，以盡量保障運營效率。但目前，在較多故障場景下，系統(tǒng)還不具備切實有效的手段供運營人員使用，從而導(dǎo)致故障場景下處置效率較低，對乘客影響較大。

以蘇州5號線為例，系統(tǒng)具備車地通信故障后恢復(fù)時、軌旁ATP故障時使用RSRM（遠程RM）模式的功能，該模式下列車不受聯(lián)鎖條件的約束，僅依靠車載設(shè)備保證單次運行800m后停車，雖然系統(tǒng)具備一鍵檢查前方是否滿足運行條件的功能，但在使用上仍存在安全風(fēng)險。

3 結(jié)語

綜上所述，全自動運行線路的功能設(shè)計需要以運營場景文件為依據(jù)，在建設(shè)前期，應(yīng)全面梳理運營場景文件中的各項功能需求，結(jié)合設(shè)備特點形成與之對應(yīng)的設(shè)計方案；運營單位應(yīng)結(jié)合設(shè)備運行及使用情況，不斷完善運營場景文件，通過不斷深入的理解明確具體的功能需求；異常場景下的功能需求須盡量兼顧安全與效率；當功能無法滿足運營需求時，運營單位應(yīng)制定相關(guān)場景下的處置流程和安全卡控 措施。