黃小林

(西安地下鐵道有限責(zé)任公司，710016，西安∥助理工程師)

7·23甬溫線動車事故后，上海軌道交通10號線又發(fā)生9·27列車追尾事故，公共交通的安全性已成為一件敏感的事。面對國內(nèi)多樣化的軌道交通信號系統(tǒng)，有必要研究系統(tǒng)缺陷并提前制定具體的應(yīng)對措施。浙大網(wǎng)新信號系統(tǒng)在國內(nèi)運用廣泛，目前已在成都、沈陽、西安地鐵的首條線路投入使用，鄭州、杭州等國內(nèi)多個城市的地鐵也將使用該信號系統(tǒng)。已開通線路在運營時，信號系統(tǒng)僅提供點式ATP(列車自動保護(hù))，因此有必要研究點式ATP(IATP)模式下的缺陷。

1 西安地鐵2號線信號系統(tǒng)

西安地鐵2號線正線信號系統(tǒng)由浙大網(wǎng)新公司提供，包括基于無線通信技術(shù)的移動閉塞制式列車自動控制(CBTC)系統(tǒng)，同時提供在連續(xù)式ATP功能喪失情況下的點式ATP和聯(lián)鎖控制級列車防護(hù)系統(tǒng)。信號系統(tǒng)包括ATP、計算機聯(lián)鎖(CBI)、列車自動運行(ATO)、列車自動監(jiān)視(ATS)等4個子系統(tǒng)。

CBTC是連續(xù)式的車地通信移動閉塞，主要由中央 ATS系統(tǒng)、區(qū)域控制器(ZC)、聯(lián)鎖控制器(MLK)、車站遠(yuǎn)程ATS工作站和數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)(DCS)等組成(見圖1)。在CBTC模式下，車站按壓緊急停車按鈕時，MLK將采集到的信息傳遞至ZC，ZC通過DCS控制列車緊急制動;在ATS設(shè)備操作跳停命令時，指令將傳遞至ZC，ZC通過DCS前移列車的移動授權(quán)，控制列車在車站不停車通過。

圖1 信號系統(tǒng)配置圖

點式ATP是CBTC的降級模式，僅具備信號系統(tǒng)的部分功能。點式ATP控制，列車駕駛模式為IATP，不支持ATO，由于 ZC及 DCS未啟用，車站的緊急停車不能觸發(fā)列車緊急制動，ATS的扣車、放行、跳停功能也無法實現(xiàn)。

2 點式ATP模式下緊急停車、跳停缺陷及解決方法

2.1 點式ATP原理

在點式ATP模式下，列車主要靠線路上安裝的靜態(tài)信標(biāo)、動態(tài)信標(biāo)以IATP駕駛模式運行。如圖2，在列車車載控制器(CC)良好的前提下，首先，列車CC通過檢測靜態(tài)信標(biāo)獲取列車定位，列車方可從RM(限速25 km/h的人工駕駛)或NRM(非限制人工駕駛)模式轉(zhuǎn)換為IATP模式;其次，列車壓上動態(tài)信標(biāo)且該信號機(S1)開放綠燈，動態(tài)信標(biāo)發(fā)送允許通過信號至車載CC，車載CC結(jié)合電子地圖信息，計算生成一次制動模式曲線，列車信號屏顯示目標(biāo)距離和推薦速度，駕駛員即可按IATP模式人工駕駛。

在點式ATP模式下，車載CC與靜、動態(tài)信標(biāo)車－地通信的時機為:列車跨越地面信標(biāo)時，在車－地間兩線圈耦合瞬間，利用電感耦合激磁震蕩原理產(chǎn)生電能，觸發(fā)信標(biāo)發(fā)射電路工作，將信標(biāo)中存儲的信息循環(huán)發(fā)送出去，直至列車離去而停止發(fā)送(電感耦合斷開，電能耗盡)。

圖2 點式ATP工作原理

2.2 緊急停車的缺陷及解決方法

2.2.1 在點式ATP模式下，緊急停車僅影響信號機的開放

在地鐵車站站臺兩側(cè)及車站控制室IBP(緊急后備盤)都設(shè)有緊急停車按鈕。該按鈕的功能是在緊急情況下觸發(fā)列車緊急制動，故障導(dǎo)向安全。在點式ATP模式下，車站的緊急停車按鈕按下時，緊急停車?yán)^電器落下，MLK采集到該信息后，實現(xiàn)關(guān)閉該車站進(jìn)、出站信號機的輸出控制。即B站按壓緊急停車按鈕，S1、S2信號機均不能開放，已經(jīng)開放的綠燈也會立即關(guān)閉。

在點式ATP模式下，車載CC只有在未越過信號機時才能接收到靜態(tài)、動態(tài)信標(biāo)發(fā)送的數(shù)據(jù)，若列車以IATP模式已越過信號機時，緊急停車按鈕將無法讓列車停車。以圖2為例:

(1)若列車未進(jìn)入A站——B站區(qū)間或在B站站臺停車，B站按壓緊急停車按鈕，S1、S2信號機立即顯示紅燈，動態(tài)信標(biāo)將發(fā)送禁止通過信息，列車在A或B站不能發(fā)車。

(2)若列車以IATP模式已越過S1或S2信號機，此時按壓B站的緊急停車按鈕，由于列車已跨越信號機前的動態(tài)信標(biāo)，車載CC接收不到動態(tài)信標(biāo)發(fā)送的禁止通過信息，列車仍然按照已生成的制動模式曲線運行至下一信號機前。若B站突發(fā)影響行車緊急事件時，點式ATP控制系統(tǒng)不能觸發(fā)列車緊急制動，存在較大的安全風(fēng)險。

因此，在點式ATP模式下，當(dāng)列車未進(jìn)入前一站至本站區(qū)間或列車在本站站臺停車，本站緊急停車按鈕通過關(guān)閉進(jìn)出站信號機能起到安全防護(hù)作用，但只要列車越過前一站或本站的信號機，緊急停車按鈕將不具備防護(hù)功能。

2.2.2 解決方法

(1)在運營車站的站臺安裝屏蔽門，保障列車進(jìn)出站及乘客的安全。

(2)車站人員準(zhǔn)備好信號燈或信號旗等停車顯示備品，當(dāng)發(fā)生緊急情況影響行車時，車站的站臺人員立即在司機容易瞭望處顯示停車信號。車控室內(nèi)值班人員按壓緊急停車按鈕，并立即匯報行車調(diào)度。

(3)行車調(diào)度接到車站的緊急匯報或發(fā)現(xiàn)車站緊急停車的信號報警后，第一時間用無線調(diào)度電臺通知受影響列車停車。

(4)地鐵司機在進(jìn)出站區(qū)域須加強瞭望，注意地面信號的顯示狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常時立即采取緊急停車措施;在站臺作業(yè)時注意乘客上下情況，防止夾人夾物動車。

2.3 跳停的缺陷及解決方法

2.3.1 在點式ATP模式下，不能以IATP駕駛模式越站

在中央ATS操作系統(tǒng)上設(shè)置有“跳停下一站”命令，當(dāng)列車晚點、列車故障等原因需要行車調(diào)整或者火災(zāi)緊急情況需組織列車在車站不停車通過時，可使用該命令。

在點式ATP模式下，信號系統(tǒng)的跳停功能不能取消默認(rèn)停車點，不能控制列車以IATP模式越站。這是因為列車車載CC接收的信標(biāo)信息僅提供一段進(jìn)路條件信息:列車接收到動態(tài)信標(biāo)的允許行車信息后，僅能按線路條件生成一次制動模式曲線，指導(dǎo)列車在進(jìn)路終端信號機前停車。即以IATP模式駕駛的列車須在每一車站對標(biāo)停車，才能獲得至下一站的動態(tài)信息。因此，若需列車在車站不停車通過，須由司機提前將IATP模式轉(zhuǎn)換為RM或NRM模式。在IATP駕駛模式轉(zhuǎn)換為RM或NRM模式時，系統(tǒng)為保證安全，須當(dāng)列車停車后方可允許轉(zhuǎn)換。因人工模式不受信號系統(tǒng)保護(hù)，組織列車越站時存在一定的安全隱患，在行車密度及客流較大時尤為突出。

2.3.2 解決方法

(1)行車調(diào)度盡量提前通知司機并排列越站列車進(jìn)路。列車需在車站不停車折返時，行車調(diào)度在列車折返前即可提前布置，保證司機能及時獲取信息，在前方站動車時提前轉(zhuǎn)換駕駛模式以避免造成區(qū)間停車。

(2)根據(jù)列車間隔謹(jǐn)慎選擇駕駛模式。行車密度大時建議采用RM模式，此模式下列車最高運行速度為25 km/h，列車運行超過該固定限速時，車載設(shè)備對列車實施緊急制動。

(3)加強行車調(diào)度、車站、司機崗位的聯(lián)動互控，保證列車能安全越站。行車調(diào)度及車站在信號終端上監(jiān)控越站列車的位置及與前后列車的間隔，越站列車至少與前行列車保持一個站臺，一個區(qū)間的間隔。司機嚴(yán)格按照地面信號顯示及調(diào)度命令駕駛列車。

3 結(jié)語

點式ATP實際上是信號系統(tǒng)的一種降級模式，如果長期使用該信號模式，則存在一定的系統(tǒng)風(fēng)險。運營單位需提前制定詳細(xì)的防范措施，促進(jìn)地鐵調(diào)度、車站及司機三個行車崗位的聯(lián)動，以應(yīng)對點式ATP模式下緊急停車僅影響信號機的開放及列車不能以IATP駕駛模式越站的缺陷，保證軌道交通運營時的行車安全，提高運輸服務(wù)質(zhì)量。

［1］陳迎竹.上海地鐵引發(fā)的安全擔(dān)憂［EB/OL］.(2011－10－01)［2011 －12－20］.http:∥news.sina.com.cn/c/2011 －10 －01/080723248742.shtml.

［2］XDY/QT－XC －01.02(V2.1)西安地鐵行車組織規(guī)則［S］.西安:西安市地下鐵道總公司，2010.

［3］劉紀(jì)檢，黃貴榮，李濤.終止站停命令的缺陷及解決方法［J］.都市快軌交通，2007，20(5):45.

［4］平柳瓊.點式ATP系統(tǒng)在上海五號線的應(yīng)用［J］.城市公用事業(yè)，2010(5):35.

［5］肖培龍.基于信標(biāo)傳輸技術(shù)的列車控制系統(tǒng)［J］.城市軌道交通研究，2011(8):119.