楊 柳 唐飛佳

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

廣州地鐵4號線信號系統(tǒng)采用西門子TRAINGUARD移動閉塞列車自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由ATO(列車自動運營)、ATP(列車自動保護)、ATS(列車自動監(jiān)控)3個子系統(tǒng)組成，對運行中的列車定位更精確，使正線最小行車間隔可以達到90 s。全線分為黃村、新造、石碁3個聯(lián)鎖區(qū)。

4號線線路較長，其中長度超過3 km的區(qū)間有5個，如新造—石碁、東涌—黃閣汽車城的區(qū)間長度分別為9.7 km、6.4 km;再加上4號線列車緊急制動后重投ATP的限制條件，一旦發(fā)現(xiàn)列車緊急制動需要重投的情況，往往會造成列車晚點。以下對因信號原因引起的單列車緊急制動情況進行研究(默認重投ATP即投入到CTC(調(diào)度集中)層級)。圖1為廣州地鐵4號線線路簡圖。

圖1 廣州地鐵4號線線路簡圖

1 緊急制動的表現(xiàn)及處理

1.1 列車緊急制動，模式不降級

列車緊急制動，信號屏顯示紅手掌，駕駛模式不改變;列車停穩(wěn)后，以正常模式動車即恢復(fù)正常。對于ATO模式超速行駛、SM(監(jiān)督下的人工駕駛)模式駕駛員松開警惕按鈕、站臺緊停激活、屏蔽門異常打開等情況，其對運營影響有限，所以待列車停穩(wěn)、隱患消除后再動車即可。

1.2 列車緊急制動，出現(xiàn)“轉(zhuǎn)RM”提示框

列車緊急制動，顯示屏彈出“轉(zhuǎn)RM提示框”(“RM”表示受限制人工駕駛)，列車駕駛模式降級。列車緊急制動停穩(wěn)后，司機確認RM模式按鈕，列車即轉(zhuǎn)換為RM模式。列車在RM模式下的運行限制速度為18 km/h。

顯示屏彈出“轉(zhuǎn)RM”提示框，表示車載ATP正常，列車模式在確認后會降級為RM模式。列車無線信號丟失、HMI(車載人機界面)上出現(xiàn)RADIO打叉信息等故障，將出現(xiàn)該情況。根據(jù)《信號設(shè)備故障應(yīng)急處理指南(4號線)》規(guī)定，處理程序(處理流程框圖見圖2)如下:

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

(2)列車距離前方車站小于300 m，以RM模式動車進出前方站;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模式到終點站退出服務(wù)。

圖2 列車緊急制動并有“轉(zhuǎn)RM”框處理流程圖

1.3 列車緊急制動，駕駛模式降級

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

車載ATP故障后，列車駕駛模式會降級，停穩(wěn)后也不能轉(zhuǎn)換為RM模式，只能切除ATP以URM模式運行至前方站重投ATP。車載ATP打叉、兩端OBCU(車載控制單元)紅點等故障將出現(xiàn)該情況。根據(jù)《信號設(shè)備故障應(yīng)急處理指南(4號線)》規(guī)定，處理程序(處理流程框圖見圖3)如下:

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

1.4 軌旁ATP故障，SICAS故障影響列車緊急制動

軌旁ATP故障、SICAS(計算機聯(lián)鎖系統(tǒng))故障均影響列車無線信號收發(fā)。列車在軌旁ATP故障情況下在ITC投入站重投后最高能以ITC(點式列車控制)模式運行;SICAS故障情況下，列車僅能以URM或者RM模式運行。

圖3 列車緊制動駕駛模式降級且無“RM框”處理流程圖

2 單列車故障處理時間分析

2.1 緊急制動列車切除ATP以URM模式運行

廣州地鐵4號線現(xiàn)行URM模式下列車運行速度規(guī)定如下:

(1)URM模式下列車在曲線半徑小于400 m(含400 m及萬盛圍—官洲K17+00～K17+600區(qū)段)的地下線路上運行時，司機須限速以25 km/h運行。需限速25 km/h的區(qū)段如表1所示。

表1 廣州地鐵4號線需限速的區(qū)段及長度

(2)列車在4號線隧道內(nèi)的線路上運行時(高架線路按照原規(guī)定執(zhí)行)，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。

按照現(xiàn)行限速(有監(jiān)控員)的規(guī)定(4個重點限速區(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)計算，單程晚點時間為571 s(不含站臺作業(yè)時間)。若考慮緊急制動區(qū)間無監(jiān)控員及站臺手動開關(guān)屏蔽門時間，單程晚點時間將超過700 s。

2.2 列車重投ATP過程分解

(1)列車以URM模式運行到ATP投入站。

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

(3)列車駕駛模式預(yù)選為AM－CTC或SMCTC(視運營需求而定)。司機駕駛列車以15 km/h的速度出站，當列車駕駛室越過出站信號機3～4 m后即可成功轉(zhuǎn)換為ITC模式。當列車成功定位并與軌旁建立良好無線通信后即可成功轉(zhuǎn)為CTC模式。

URM模式下列車在站重投ATP，涉及司機人工對標、手動開關(guān)車門、屏蔽門等操作，按每站增加晚點30 s計算，重投增加晚點時間為90～180 s。

3 實例分析

某日廣州地鐵4號線02113次列車單程連續(xù)2次發(fā)生緊急制動。表2為02113次列車和后續(xù)01615次列車運行時間表，具體情況如下:

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

18:31，02113次列車在石碁重投成功后動車。

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

為避免該車擴大晚點及影響，行調(diào)組織該次列車在低涌下行退出服務(wù)，不停站運行到黃閣折返線1道存放，運營結(jié)束后改開06102次回廠，06102次計入工程車開行指標;組織01815次在黃閣汽車城下行退出服務(wù)，經(jīng)黃閣渡線折返至黃閣上行站臺替開02114次;組織車廠(021+022)到新造上行替開01816次投入載客服務(wù)。受列車緊急制動及限速影響，故障清客1列，調(diào)整清客1列，01615次到達金洲晚點475 s，2～3 min延誤8列，沒有乘客投訴及退票。

表2 02113次列車和后續(xù)01615次列車運行時間表

3.1 動車延誤分析

列車緊急制動地點為K23+650，新石區(qū)間洞口處定位K25+000，石碁站公里標為K33+276。列車緊急制動時僅1名司機操作，無監(jiān)控員，在隧道內(nèi)URM模式下列車限速為45 km/h，地面及高架限速為60 km/h。根據(jù)當時時刻表，新石區(qū)間列車運行時間為481 s，則列車在URM模式下運行至石碁增加晚點時間為T1=124 s。

02113次列車由新造站正點開出，到達石碁延誤301 s。而行調(diào)與司機溝通，司機操作切除ATP，以及實際限速運行值低于規(guī)定值等原因，共耗時為301 s－124 s=177 s。可見效率偏低。

3.2 二次緊急制動方案比選

(1)方案1:02113次列車在低涌上行再次重投ATP。02113次列車到達低涌下行已經(jīng)延誤510 s，根據(jù)信號處理指南中列出復(fù)位ATP的參考時間為150 s，則列車在低涌上行開出預(yù)計延誤時間為510 s+150 s=660 s。其次，根據(jù)信號故障處理指南規(guī)定，在官洲—黃閣汽車城下行列車產(chǎn)生緊急制動，只需復(fù)位一次ATP即可。最后，列車單程連續(xù)2次產(chǎn)生緊急制動，后續(xù)車站再次產(chǎn)生緊急制動的可能性較大，將進一步擴大晚點及影響。實際上，當晚對存放在黃閣折返線1道的列車進行車載ATP復(fù)位，顯示駕駛端OBCU紅點，車載ATP復(fù)位不成功，證實了第二次復(fù)位的風險。

(2)方案2:02113次列車以URM模式運行到金洲下行退出服務(wù)。根據(jù)之前限速運行理論晚點表(有URM監(jiān)控員)，02113次列車低涌—金洲限速運行增加晚點時間為63 s;URM模式下列車在站停車需司機人工開關(guān)屏蔽門及車門，耗時30 s。即02113次列車到達金洲下行增加晚點時間為213 s。由于列車在區(qū)間實際運行速度值低于理論限速值，以及金洲—蕉門區(qū)段的小半徑曲線限速等因素，影響列車增加晚點100 s。02113次列車到達低涌上行已延誤510 s，即02113次列車到達金洲預(yù)計晚點時間為213 s+100 s+510 s=823 s。

(3)方案3:02113次列車在低涌下行清客后，不停站運行到黃閣折返線退出服務(wù)。02113次列車在低涌下行清客耗時102 s，延誤587 s由低涌下行開出。后續(xù)01615次列車在低涌下行延誤518 s開出，到達黃閣下行延誤502 s，趕點16 s;到達金洲晚點475 s，趕點27 s。從低涌至金洲共趕點為16 s+27 s=43 s。

02113次故障列車在低涌下行清客退出服務(wù)，能夠避免進一步阻塞后續(xù)列車，加速套圖運行效率，提升列車全周轉(zhuǎn)率。

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

表3 02113次列車在金州—低涌段各區(qū)間運行情況

4 行車組織建議

(1)列車單程已緊急制動1次，且延誤超過300 s，再次發(fā)生緊急制動時，根據(jù)故障時工況條件，如峰期、行車間隔、前行列車位置、客流特征等條件決策是否在前方站退出服務(wù)。列車延誤超過300 s，第二次緊急制動后延誤進一步擴大，若故障列車需長距離URM模式下運行或?qū)⒊掷m(xù)阻塞后續(xù)列車通行的，應(yīng)及時退出服務(wù)，降低晚點影響。

(2)調(diào)度命令措施:①列車在區(qū)間產(chǎn)生緊急制動，行調(diào)與司機確認列車是否降級，若列車未降級且具備動車條件(站臺無緊停按下，屏蔽門正常等)，要求司機動車再報故障情況。②列車在區(qū)間產(chǎn)生緊急制動，大屏及HMI顯示列車駕駛模式降級，行調(diào)與司機確認是否有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，則通知司機先以RM模式動車，其余情況(列車具備動車條件)均切除ATP以URM模式動車，待列車動車后再向行調(diào)匯報詳細故障信息。

(3)線路站點組織措施:列車產(chǎn)生較大延誤而阻塞后續(xù)列車運行的情況下，適當組織載客越站能夠改善行車組織效率，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車次及車站后，行調(diào)提前2個區(qū)間向司機及車站發(fā)布越站命令。車站及時播放廣播并做好乘客服務(wù)工作。②不允許連續(xù)2列列車在同一車站載客越站。③原則上同一列車不連續(xù)載客越站;不允許同一列車載客連續(xù)越過3座及以上車站。④圖定載客的頭、尾班車不允許載客越站。⑤廣播故障的列車，原則上不辦理載客越站。

(4)URM模式運行安全控制措施:URM模式為降級運行模式，列車無車載信號保護，運行過程中存在一定風險，需行調(diào)及司機加強關(guān)注，做好控制措施。①行調(diào)需提前排列URM模式下列車運行進路，明確告知列車運行目的地。② 行調(diào)必須控制URM模式下列車與前方列車保持1個區(qū)間加1個站臺以上間隔。③行調(diào)及時安排車站URM監(jiān)控員添乘列車，協(xié)助司機瞭望。④司機需嚴格按照線路限速要求駕駛列車，嚴禁超速運行。

5 結(jié)語

廣州地鐵4號線高架及地面線路超過正線總長度的60%，因雷雨天氣造成列車定位不準，從而導(dǎo)致單列車緊急制動的事件時有發(fā)生。根據(jù)列車緊急制動的地點及重投情況進行判斷，預(yù)計列車延誤將造成超過600 s晚點時，應(yīng)果斷組織列車退出服務(wù)，避免持續(xù)阻塞后續(xù)列車而降低周轉(zhuǎn)率，最大限度降低對乘客出行的影響。

［1］季令，張國寶.城市軌道交通運營組織［M］.北京:中國鐵道出版社，2006.

［2］毛保華.城市軌道交通運營管理［M］.北京:人民交通出版社，2006.