城市軌道交通全自動運行線路行車組織研究
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摘 要：通過對城市軌道交通全自動運行線路行車組織研究，分析 GOA3、GOA4 全自動運行線路與 GOA2 線路在組織機構、運營場景、設備配置、應急處置方面的差異性，提出全自動運行列車在正常運營情況和非正常運營情況下的行車組織方式和應對策略，確保全自動運行線路的行車組織安全。
關鍵詞：城市軌道交通;全自動;行車組織;策略研究
中圖分類號：U231
1 概述
隨著城市軌道交通建設的快速發展，全自動運行線路逐漸成為國內外軌道交通建設的發展趨勢，設備自動化功能愈來愈強大，系統裝備 RAMS 指標得到優化和提高。GOA3、GOA4 全自動運行線路與 GOA2 線路的行車組織存在較大的差異，傳統由人工完成的工作，特別是司機完成的作業由設備取代，設備智能化和故障自愈功能取得顯著提升，全自動運行線路行車組織的中心調度重要性日益突出。全自動化狀況下的列車運行組織面臨諸多新課題，行車組織的組織機構、運營人員職責及運營應對策略等亟需得到完善和加強。
鑒于全自動運行線路自動化程度高，全自動運行系統涉及信號、車輛、通信、機電、供電等專業，軌道交通全自動運行線路行車組織人員的配置、職責較傳統非全自動運行線路存在較大差異，運營場景也存在較大變化，對于非正常情況下的行車組織應急處理提出了更高的要求，必須掌控全自動運行線路的行車組織特點并提出針對性的運營保障措施。
2 全自動線路與非全自動線路行車組織主要差異
2.1 組織機構
目前城市軌道交通各地鐵運營公司的行車組織機構建立在傳統非全自動運行線路基礎上，一般包括主任調度、行車調度、電力調度、環控調度、車站行車值班員、駕駛員及其他相關行車組織人員[1]，非全自動運行線路的行車組織機構詳見圖 1。
為保障全自動運行線路的日常運營，提高設備故障狀況下的運營保障，全自動運行線路的行車組織機構較非全自動運行線路增加了車輛調度、乘客調度、維修調度、監察廳值班人員及站臺綜合值班員等職能崗位，全自動運行線路的行車組織機構詳見圖 2。
2.2 主要行車組織人員職責劃分
全自動運行線路主要增加的乘客調度員、車輛調度員、維修調度員、監察廳值班員、站臺綜合值班員等行車組織人員按全自動新增任務分配相應職責，其他行車人員相關職能范圍擴大，增加了相關全自動列車運行狀況下的行車管理職能。
行車調度員除履行傳統非全自動線路職責外，增加了設置全自動運行模式、人工遠程折返換端、遠程清客、啟動蠕動模式、遠程火災處理、遠程緊急制動、雨雪模式控制等職責。
乘客調度員擔任的崗位職責包括遠程監督列車內乘客情況、緊急情況下與乘客遠程對話、安撫和指導乘客、遠程廣播、組織乘客疏散等協調解決列車內與乘客有關的問題。
車輛調度員正常情況下對正線運行車輛運行狀況和列車運行數據進行實時監督和控制，監督并人工介入處理車輛的休眠、喚醒等職能;當車輛故障時，實施遠程復位、故障恢復等操作，并將故障情況及時通知行車調度員。
維修調度員負責設備維修報警，分配維修作業單，管理、組織、協調不同維護單位間的工作，保證設備的正常工作。
車站行車值班員除負責傳統監控設備的正常工作、辦理車站級行車組織等工作職責外，還擔負全自動運行狀況下的人員防護職責。
監察廳值班員負責觀察站臺乘客和設備狀況、監督列車運行情況、緊急情況下按壓緊急停車按鈕、防止意外狀況發生等。
站臺綜合值班員在車站站臺上監控站臺設備和列車運行狀況，負責站臺清客和按壓再關門按鈕，必要時上車處理車內突發狀況，負責緊急或故障狀況下的列車運行。
2.3 主要運營場景差異
運營場景是軌道交通系統設備和運營人員保證列車運行需要的環境及狀況，軌道交通全自動運行線路與非全自動運行線路運營場景主要差異詳見表 1。
2.4 運營應急處置策略
全自動運行線路一般均按 GOA4 進行建設，即按正常運營不配置司機進行設備配置。行車組織方案中針對列車、設備的故障狀況及線路的突發狀況須具備相應有效的應對措施，制定具體的處置策略和解決方案，保證異常情況下全自動運行線路的運營安全。 全自動運行線路與非全自動運行線路異常狀況下的運營場景應急處置詳見表 2。
3 全自動運營設備對行車組織的影響
軌道交通全自動運行線路的車輛、信號、綜合監控、通信、站臺門等系統設備功能均進行了提高和增強，主要設備系統進行了冗余配置[2]。
?。?）車輛能夠與相關系統設備配合完成在沒有配置司機情況下的正常運行，車輛的喚醒、上電、自檢等作業自動運行。車輛設備支持在沒有司機參與情況下對危險和緊急情況下的監測和管理，包括障礙物/脫軌監測、煙霧探測的應急處理等。車輛的運行狀態、故障、報警等信息能實現自動上傳至控制中心[3]。
?。?）信號系統作為全自動運行線路的核心設備，系統功能為適應全自動運營場景功能增強，主要設備冗余配置，實現了更高的可靠性和安全性能，系統達到了更高的自動化運行等級，實現自動控制列車在正線和車輛基地的全自動化運行，使全自動運行線路行車組織更加安全便利。
?。?）綜合監控系統注重建立以行車為核心的綜合自動化系統，為實現全自動運行運營，系統執行以行車調度為核心的控制策略，開展行車、電力、機電等全面集成化監控，增加更多的聯動模式，加強 OCC 遠程監控功能，實時監控列車、乘客及相關系統，提供更安全、可靠的服務。
?。?）通信系統提升語音、視頻和數據的多業務傳輸功能，實現中心對車輛的直接監視和控制，與乘客直接交流，方便了行車組織，提高了運營管理水平。
?。?）站臺門系統提高乘客防護功能，新增對位隔離功能，為應對乘客防夾采取措施，增設站臺門與車門縫隙自動監測設備，提高系統的安全性，保證乘客上下車的安全。 目前全自動運行線路斷軌檢查和異物侵限技術還無法依靠設備監控實現，需通過運營組織管理制定詳細的防護細則來保證行車安全。
全自動運行線路運營設備功能增強，加強了設備的冗余性，系統 RAMS 指標提高[5]，運營裝備技術水平大幅提高，降低了維修工作量，減少了司乘人員，但對行車組織人員、維修人員隊伍技術水平提出了更高的要求。因此，必須建立高素質的運營隊伍，細化行車組織方案，加強運營保障，提高應對突發事件的能力。
4 正常情況下的行車組織
在全自動運行線路每天運營正式開始前，控制中心行車調度員通過行調工作站下載并執行當日派班計劃、當日列車運營時刻表，電調值班員負責遠程控制或自動控制正線和車輛基地的上電工作。列車能夠實現自動喚醒，自動對自身設備進行自檢。然后列車根據派班計劃按時自動運行至轉換軌并接收列車運營時刻表，根據收到的正線工況服務命令進入正線運營服務。車輛系統接收信號車載設備發送的工況指令自動控制照明、空調等設備運行。
運營列車根據時刻表自動進站停車，自動打開車門和站臺門，依據時刻表規定的停站時間自動關閉車門和站臺門后出發;列車在進站、到站、離站時自動觸發車輛廣播，列車到站時站臺自動廣播。
列車到達終點站后自動打開車門和站臺門，觸發車輛自動廣播，提醒乘客下車。站臺綜合值班員上車清客完成后按壓站臺端頭設置的再關門按鈕，列車自動關閉車門和站臺門，自動進行折返作業或結束當天運營自動進入車輛基地[4]。
計劃進入車輛基地的列車收到停止正線服務工況，自動關閉照明、空調等設備。列車進入轉換軌后自動清除當天車次號，按照自動或人工設置的頭碼進入相應的列位，根據休眠指令進入休眠狀態。
列車在車輛基地內根據運營計劃設置的車組號和洗車時間自動完成洗車功能。
5 非正常情況下的行車組織及應急處置
全自動運行系統設備故障類型主要分為現場處理型故障和遠程處理型故障?，F場處理型故障需運營人員現場介入處理故障，此類故障列車需退出運營進行維修;遠程處理型故障只需調度人員通過設備遠程對故障進行處理，遠程處理后若無故障的再次發生可繼續投入運營。
按列車運行可能產生的事故程度順序排序，有如下幾種情況。
?。?）車輛火災、緊急手柄按下、緊急呼叫等運營狀況，一般按照車輛安全運行至站臺后列車不再關門，然后開展故障救援方式設計。
?。?）當列車嚴重故障需要救援時，車站值班員應對相關行車區域進行封鎖，由配備至少 2 名司機的清客后的救援列車救援故障車，采用人工駕駛模式，確認對準列車鉤位后，以規定速度撞擊連掛，然后推送故障列車到規定區域。
（3）在大風、暴雨、大雪等特殊天氣下，由于車輛黏著系數下降，中心調度員遠程設置單列車或所有列車按雨雪模式運行，保證列車的運營安全。
（4）當列車故障停在區間時，需要組織乘客的區間疏散，信號設備、CCTV和廣播自動聯動，電力調度根據行車調度命名實施切斷接觸軌供電，乘客調度通過遠程廣播引導乘客打開車門進行有組織的疏散。
?。?）站臺門與車門間乘客被夾時，間隙探測系統報警，信號系統禁止列車移動，由站臺綜合值班員進行處理，或中心調度人員遠程實施關門操作。
?。?）車輛系統的緊急手柄拉下、緊急按鈕按下、車門故障、車載廣播故障等事件可通過乘客調度遠程介入處理或系統間聯動保證列車能夠繼續投入運營;對于車輛系統的緊急制動、緊急環路電源失電、司機室激活丟失、轉向架空氣制動故障、總風欠壓故障及車輛內部控制系統故障等，首先應通過乘客調度遠程人工復位，復位成功可繼續投入運營，若復位不成功，需司機和維護人員上車處理;對于障礙物及脫軌檢測系統探測到障礙物、車輛無法啟動等嚴重故障，需要運營人員上車處理或進行車輛救援;對于信號系統功能正常，而車輛網絡故障或與信號網絡間通信故障時，采用蠕動模式進站停車后實施車輛救援。
?。?）信號系統產生緊急制動時，比如列車退行超速、靜態測試的非預期列車移動、由車載ATP觸發等引起的緊急制動等，在滿足設備規定的條件后可自動緩解;對于遠程緊急制動，由中心調度員確認可緩解后，進行遠程人工緩解;對于列車完整性丟失、測速故障、切牽引超時、位置無效、移動授權無效、跳躍防護失敗、控制端ATP/ATO 故障等引起的緊急制動，不可遠程緩解，需運營人員上車處理。
?。?）正線車站及車輛段/停車場設置人員防護開關，對進入正線車站和車輛段/停車場的自動化區域的人員進行防護。正線車站內，通過車控室行車值班員按壓設置在車控室IBP 盤上的 SPKS 開關，車輛段/停車場內，運轉值班員按壓設置在停車列檢庫運轉值班室或停車列檢庫內的 SPKS 開關，對進入相關區域人員進行封鎖防護。
?。?）當車門、站臺門不能關閉或清客后需要再關門時，站臺綜合值班員可按壓設置于站臺上的再關門按鈕實現車門、站臺門聯動關門功能。
?。?0）當站臺門或列車個別門體故障時，信號系統與站臺門系統聯動，自動實現故障的車門或站臺門對位隔離功能，保證乘客上下車安全。
6 結語
城市軌道交通全自動運行系統自動化程度高，行車組織復雜，與非全自動運行線路比較，設備功能得到有效加強，運營場景完善較多。行車組織在保證正常運營的同時，應特別注重異常狀況下的運營保障，重點對非正常情況下的故障場景制定針對性組織措施，采取有效的應對策略和管理方法，確保全自動運營線路的安全運營。
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收稿日期 2018-06-20
責任編輯 孫銳嬌
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