李壽鋒

（廈門軌道建設發(fā)展集團有限公司，福建廈門 361000）

0 引言

地鐵運營是一個復雜聯(lián)動系統(tǒng)的統(tǒng)一運作，具有發(fā)車頻率高、運營密度大和運營持續(xù)時間長的特性[1]。地鐵的發(fā)展不僅對硬件設施設備提出了更高的標準，對電客車司機的操作規(guī)范也提出了更嚴格的要求[2]。現(xiàn)階段，對電客車司機的培養(yǎng)和評價主要通過計算機模擬仿真技術和傳統(tǒng)手動駕駛評價。實際上，計算機模擬仿真并不能真實反映實際駕駛工作；傳統(tǒng)手動駕駛評價存在人力成本高、主觀判斷強的缺點。考慮到數(shù)據(jù)是智能交通的基礎，通過地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)分析，開發(fā)手動駕駛技術評價程序，對電客車司機的手動駕駛技術進行充分、快速的評價，讓操作行為更加規(guī)范。

1 手動駕駛技術評價標準分析

1.1 評價維度分析

按照行業(yè)規(guī)范要求，電客車司機手動駕駛技術評價主要體現(xiàn)在標準化作業(yè)執(zhí)行、精準停車、運行舒適度和運行準點率四個維度。

1.1.1 標準化作業(yè)執(zhí)行，司機在駕駛列車時，應嚴格執(zhí)行標準化作業(yè)流程，確認行車憑證及“眼看、手指、口呼”的呼喚應答制度。

1.1.2 精準停車，要求司機對標停車時能夠精準停車作業(yè)，列車在站停穩(wěn)后，應保證停車誤差小于50cm。

1.1.3 運行舒適度，在列車運行過程中，為保證乘客無不適感，要求列車加速、制動和巡航過程中應保證平穩(wěn)運行。

1.1.4 運行準點率，為乘客提供安全、準點、便捷的服務，對列車運行過程的準點率要求嚴格，不允許出現(xiàn)列車晚點、早點。

1.2 評價方式分析

綜合上述手動駕駛技術評價的四個維度，傳統(tǒng)手動駕駛主要通過評價人員攜帶測量尺、列車沖動儀、評價表等器具，以現(xiàn)場添乘作業(yè)的方式進行手動駕駛技術評價，存在人力成本高、主觀判斷強、覆蓋面小的缺點。

2 地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)分析

2.1 地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)數(shù)值研究

隨著地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)的積累，對運行數(shù)據(jù)進行分析，地鐵設備的運營管理和維護更加精益化[3]。

通過對同一區(qū)段不同電客車司機的駕駛水平、駕駛模式（AMC/MCS）進行測試，下載地鐵車輛ERM運行數(shù)據(jù)進行對比，結合手動駕駛技術評價維度提取有效信息，包括時間、ATO 模式狀態(tài)、牽引指令反饋、制動指令反饋、牽引制動參考值、列車速度、當前站站臺ID（見表1）。

表1 地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)

2.1.1 時間數(shù)值分析，原地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)中時間單位為毫秒級，需將時間粒度轉換為秒級，并以1s 為單位篩選相應數(shù)據(jù)。

2.1.2 ATO 模式數(shù)值分析，ATO 模式狀態(tài)信息體現(xiàn)列車是否處在ATO 駕駛模式，“0”為手動駕駛模式，“1”為AMC駕駛模式。

2.1.3 牽引/制動指令反饋數(shù)值分析，根據(jù)牽引/制動指令反饋狀態(tài)和牽引/制動參考值體現(xiàn)列車當前牽引/制動輸出值，即在手動駕駛模式下為主控手柄牽引/制動級位。

2.1.4 列車速度值分析，列車速度為當前列車的實際運行速度，數(shù)值單位為100km/h。

2.1.5 當前站站臺ID 值分析，當前站站臺ID 為體現(xiàn)列車所處站臺位置，繪制全線各站站臺ID 對應表。

2.2 地鐵車輛運行數(shù)據(jù)曲線研究

根據(jù)手動駕駛技術最優(yōu)的電客車司機的車輛運行數(shù)據(jù)進行分析轉換，繪制MCS 手動駕駛標準曲線，并與不同電客車司機手動駕駛測試的車輛數(shù)據(jù)曲線進行比對，以1 號線鎮(zhèn)海路—中山公園上行為例（見圖1）。

圖1 手動駕駛標準曲線差異比對

通過與標準駕駛曲線差異比對，結合手動駕駛技術評價維度進行分析評價，存在如下數(shù)據(jù)差異：

其一，運行準點率方面。測試司機駕駛曲線與標準駕駛曲線單站延誤2s；測試司機比照標準駕駛曲線在進站對標前速度慢15km/h（標記①）。

其二，運行舒適度方面。測試司機在區(qū)間運行、進站對標時，在短時間內反復變動主控手柄級位（標記①、②、③、⑤）；測試司機在對標停車前2s 內，施加制動力超過95%（標記⑥）。

其三，精準停車方面。測試司機在對標過程中未產(chǎn)生速度值為“0”后，再進行二次啟動情況。

3 手動駕駛技術評價程序開發(fā)

3.1 程序框架

基于地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)的手動駕駛技術評價標準表，為實現(xiàn)手動駕駛技術評價批處理功能，以1號線為例，搭建手動駕駛技術評價PC 端應用程序，實現(xiàn)一鍵導入地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)。軟件能快速通過司機手動駕駛的運行準點率、運行舒適度以及精準停車等評價維度，計算司機手動駕駛技術的評價分值。

程序功能可實現(xiàn)：一鍵導入地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)功能，評價站點區(qū)間功能，快速顯示評價分值，顯示評價扣分及失格項。

為實現(xiàn)一鍵導入地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)功能，程序界面設計5 個數(shù)據(jù)輸入接口，分別為：日期、車次、司機姓名、車組號、導入數(shù)據(jù)。程序操作簡便、層次清晰、界面簡潔。

3.2 程序評價策略

比照《運營時刻表》站點間標準用時數(shù)據(jù)，以A 站啟動至B 站站臺作業(yè)結束后動車為基準，用時多則扣分，時間單位精確至秒，累計延誤超過120s 為失格項，最終繪制各站點之間標準用時對應表。

3.2.1 精準度評價策略，當發(fā)生欠標時，列車停車后不開門，方向為向前繼續(xù)運行，車輛數(shù)據(jù)判定表達為：當前站臺ID 不為“0”，列車速度降為“0”，至列車再次啟動期間，列車綜合方向向前持續(xù)為“1”，并且，門關好狀態(tài)持續(xù)為“1”。

當發(fā)生沖標時，列車停車后不開門，方向為向后退行，車輛數(shù)據(jù)判定表達為：當前站臺ID 不為“0”，列車速度降為“0”，至列車再次啟動期間，列車綜合方向向后為“1”，且所有門關好狀態(tài)持續(xù)為“1”。

當未發(fā)生相關行車事件時，區(qū)間異常停車判定為手動駕駛超速緊制，車輛數(shù)據(jù)判定表達為：列車速度降為“0”，列車速度與站臺ID 同時為“0”，且所有門關好狀態(tài)持續(xù)為“1”。

3.2.2 運行舒適度評價策略，手動駕駛技術運行舒適度評價通常為列車縱向振動加速度，即列車啟動、減速或緊急制動時產(chǎn)生的振動。在《鐵路旅客列車縱向動力學試驗方法與評定指標》（TB/T 2370—1993）中，列車縱向加速度和減速度的評定指標為“列車啟動、調速及常用制動時，縱向平均加或減速度的絕對值應不超過0.08g，列車緊急制動時的平均減速度應不超過0.12g，但在初速為40km/h 以下時允許不超過0.14g，列車緊急制動時的最大縱向減速度不應超過1.0g”。根據(jù)地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)中牽引指令反饋、制動指令反饋、牽引制動參考值、列車速度等有效數(shù)據(jù)研究，提出以主控手柄級位、加速度以及加速度變化率三種運行舒適度評價策略。

為進一步驗證評價策略的可靠性，利用末班車后回場空載列車開展手動駕駛測試，以不同的級位（100%、80%、60%、50%、30%）牽引/制動操縱列車，測試人員模擬站立乘客體驗客室內對運行舒適度的直觀評價，并記錄相應的時間點。運行舒適度直觀評價劃分三級：運行舒適度一般（I 級）表現(xiàn)為明顯有頓挫感；運行舒適度較差（Ⅱ級）表現(xiàn)為站立困難，站立人員向前/向后挪動；運行舒適度極差（Ⅲ級）表現(xiàn)為站立人員有明顯摔倒趨勢。

通過地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)分析，對主控手柄級位與運行舒適度測試值進行對比，得出結論：主控手柄級位僅代表牽引/制動力輸出參考值，與運行舒適度測試值正相關性不明顯。因此，主控手柄級位參考值不適用于運行舒適度評價策略。

通過地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)分析，按照每秒加速度變化值進行計算，對列車加速度與運行舒適度測試值進行對比，得出結論：列車加速度僅為速度變化率，具有一定參考意義，但與運行舒適度測試值同樣未呈正相關。因此，列車加速度參考值不適用于運行舒適度評價策略。

3.2.3 加速度變化率評價策略，通過地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)分析，按照每秒加速度變化值進行計算，對加速度變化率與運行舒適度測試值進行對比，結果如圖2 所示。

圖2 加速度變化率與運行舒適度曲線對比

根據(jù)數(shù)據(jù)對比分析發(fā)現(xiàn)，加速度變化率與運行舒適度測試值基本呈正相關，通過試驗數(shù)據(jù)，運行舒適度評價與加速度變化率絕對值結果如下：沖動I 級，在0.91～1.76m/s3；沖動Ⅱ級，在1.56～2.01m/s3；沖動Ⅲ級，在1.54～3.14m/s3。具體運行舒適度評價取值仍需進一步分析，再次采樣1 號線手動駕駛測試值，當加速度變化率絕對值大于0.90m/s3時，加速度變化率與運行舒適度評價關系見表1。

表1 加速度變化率與運行舒適度評價關系

通過進一步的數(shù)據(jù)分析，加速度變化率在0.9～1.5m/s3時，共發(fā)生98 次，運行舒適度有感評價共5 次，其中沖動I 級評價4 次，沖動Ⅱ級評價1 次，基本可排除人體主觀運行舒適度評價產(chǎn)生的誤差。因此，當加速度變化率小于1.5m/s3時，判定為正常允許范圍。當加速度變化率在1.5～1.8m/s3時，共發(fā)生了16 次，運行舒適度的有感評價共12 次，其中沖動I 級評價9 次，沖動Ⅱ級評價2 次，沖動Ⅲ級評價1 次。因此，當加速度變化率在1.5～1.8m/s3時，判定為沖動I 級，運行舒適度表現(xiàn)為明顯有頓挫感。

當加速度變化率在1.8～2.0m/s3時，共發(fā)生5 次，運行舒適度有感評價共5 次，其中沖動I 級評價0 次，沖動Ⅱ級評價3 次，沖動Ⅲ級評價2 次。因此，當加速度變化率在1.8～2.0m/s3時，判定為沖動Ⅱ級，運行舒適度表現(xiàn)為站立困難，站立人員向前/向后挪動。

當加速度變化率大于2.0m/s3時，共發(fā)生4 次，運行舒適度有感評價共4 次，其中沖動I 級、沖動Ⅱ級均為0 次，沖動Ⅲ級評價4 次。因此，當加速度變化率大于2.0m/s3時判定為沖動Ⅲ級，運行舒適度極差，表現(xiàn)為站立人員有明顯摔倒趨勢。

3.3 程序評價標準

按照上述列車位置識別、運行準點率評價、精準停車評價及運行舒適度評價策略，比照傳統(tǒng)評價標準，以100 分為基礎分值，隨機選取1 名手動駕駛技術較優(yōu)的電客車司機的地鐵車輛運行數(shù)據(jù)進行試評價。

經(jīng)試評價結果，手動駕駛技術較優(yōu)的電客車司機評分僅為56 分，評價結果較低。結果表明，傳統(tǒng)評價標準不適用于基于地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)的手動駕駛技術評價標準，需對評價標準進行調整。以較優(yōu)電客車司機評價不低于80 分為基準，對運行舒適度、運行準點率、精準停車三個評價維度考評分值調整后多次測試，確定基于地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)的手動駕駛技術評價標準表如下：

3.3.1 運行舒適度，平穩(wěn)性等級為I 級，每次-0.1分；平穩(wěn)性等級為Ⅱ級，每次-0.2 分；平穩(wěn)性等級為Ⅲ級，每次-0.3 分。

3.3.2 運行準點率，比照標準時間累計，每增加1s 對應扣0.1 分；比照標準時間累計≥120s，否決項。

3.3.3 精準停車，進站對標過程中產(chǎn)生欠標、二次啟動的，每次-3 分；進站對標過程中沖標、退行的，每次-3 分；區(qū)間運行中產(chǎn)生緊急制動停車的，否決項。按照基于地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)的列車位置識別、運行準點率評價、精準停車評價、運行舒適度評價策略以及評價標準，對比原有的人工評價方式，效率由原來的每人20min 壓縮到1min 以內，極大提高了工作效率。

4 結語

電客車司機為乘客出行提供服務，手動駕駛技術是保障列車正點率、運行圖兌現(xiàn)率以及乘客乘坐體驗的基礎。通過地鐵車輛ERM 運行數(shù)據(jù)，研究運行準點率評價、精準停車評價、運行舒適度評價策略，開發(fā)手動駕駛技術評價程序。建立客觀、高效、全面的手動駕駛技術評價機制，克服了傳統(tǒng)手動駕駛評價人力成本高、主觀判斷強、覆蓋面小的缺點，達到了智能化，提升工作效率的目的。