广州地铁4号线列车因信号原因紧急制动下的行车组织

杨 柳 唐飞佳

(广州市地下铁道总公司运营事业总部，510030，广州∥第一作者，助理工程师)

广州地铁4号线信号系统采用西门子TRAINGUARD移动闭塞列车自动控制系统。该系统由ATO(列车自动运营)、ATP(列车自动保护)、ATS(列车自动监控)3个子系统组成，对运行中的列车定位更精确，使正线最小行车间隔可以达到90 s。全线分为黄村、新造、石碁3个联锁区。

4号线线路较长，其中长度超过3 km的区间有5个，如新造—石碁、东涌—黄阁汽车城的区间长度分别为9.7 km、6.4 km;再加上4号线列车紧急制动后重投ATP的限制条件，一旦发现列车紧急制动需要重投的情况，往往会造成列车晚点。以下对因信号原因引起的单列车紧急制动情况进行研究(默认重投ATP即投入到CTC(调度集中)层级)。图1为广州地铁4号线线路简图。

图1 广州地铁4号线线路简图

1 紧急制动的表现及处理

1.1 列车紧急制动，模式不降级

列车紧急制动，信号屏显示红手掌，驾驶模式不改变;列车停稳后，以正常模式动车即恢复正常。对于ATO模式超速行驶、SM(监督下的人工驾驶)模式驾驶员松开警惕按钮、站台紧停激活、屏蔽门异常打开等情况，其对运营影响有限，所以待列车停稳、隐患消除后再动车即可。

1.2 列车紧急制动，出现“转RM”提示框

列车紧急制动，显示屏弹出“转RM提示框”(“RM”表示受限制人工驾驶)，列车驾驶模式降级。列车紧急制动停稳后，司机确认RM模式按钮，列车即转换为RM模式。列车在RM模式下的运行限制速度为18 km/h。

显示屏弹出“转RM”提示框，表示车载ATP正常，列车模式在确认后会降级为RM模式。列车无线信号丢失、HMI(车载人机界面)上出现RADIO打叉信息等故障，将出现该情况。根据《信号设备故障应急处理指南(4号线)》规定，处理程序(处理流程框图见图2)如下:

(1)列车距离前方车站大于300 m，切除ATP以URM(非限制人工驾驶)模式运行到前方投入站重投一次;若不成功则以URM模式运行到终点站退出服务。

(2)列车距离前方车站小于300 m，以RM模式动车进出前方站;若不能恢复CTC模式，则切除ATP以URM模式到前方投入站重投一次，不成功则以URM模式到终点站退出服务。

图2 列车紧急制动并有“转RM”框处理流程图

1.3 列车紧急制动，驾驶模式降级

列车产生紧急制动，中央大屏及行调HMI显示列车驾驶模式降级，显示屏无弹出“转RM”提示框，表明车载ATP已经故障，只能通过重投ATP后才能恢复CTC模式。

车载ATP故障后，列车驾驶模式会降级，停稳后也不能转换为RM模式，只能切除ATP以URM模式运行至前方站重投ATP。车载ATP打叉、两端OBCU(车载控制单元)红点等故障将出现该情况。根据《信号设备故障应急处理指南(4号线)》规定，处理程序(处理流程框图见图3)如下:

故障列车切除ATP以URM模式运行到前方投入站重投一次，若不成功则以URM模式运行到终点站退出服务。

1.4 轨旁ATP故障，SICAS故障影响列车紧急制动

轨旁ATP故障、SICAS(计算机联锁系统)故障均影响列车无线信号收发。列车在轨旁ATP故障情况下在ITC投入站重投后最高能以ITC(点式列车控制)模式运行;SICAS故障情况下，列车仅能以URM或者RM模式运行。

图3 列车紧制动驾驶模式降级且无“RM框”处理流程图

2 单列车故障处理时间分析

2.1 紧急制动列车切除ATP以URM模式运行

广州地铁4号线现行URM模式下列车运行速度规定如下:

(1)URM模式下列车在曲线半径小于400 m(含400 m及万盛围—官洲K17+00～K17+600区段)的地下线路上运行时，司机须限速以25 km/h运行。需限速25 km/h的区段如表1所示。

表1 广州地铁4号线需限速的区段及长度

(2)列车在4号线隧道内的线路上运行时(高架线路按照原规定执行)，没有URM监控员添乘时限速为45 km/h，有URM监控员添乘时限速为60 km/h。

按照现行限速(有监控员)的规定(4个重点限速区段限速为25 km/h，地下站区段限速为60 km/h，高架区段限速为75 km/h)计算，单程晚点时间为571 s(不含站台作业时间)。若考虑紧急制动区间无监控员及站台手动开关屏蔽门时间，单程晚点时间将超过700 s。

2.2 列车重投ATP过程分解

(1)列车以URM模式运行到ATP投入站。

(2)复位车载ATP(复位ATP需要的时间为60～150 s，每列车不尽相同):① 关主控钥匙;② 切驾驶端ATPCOS开关，打下ATO电源空开;③ 等待3 s，合上ATPCOS开关，合上ATO电源空开，等车辆显示屏上两端ATP图标持续显示绿色5 s后，开主控钥匙。

(3)列车驾驶模式预选为AM－CTC或SMCTC(视运营需求而定)。司机驾驶列车以15 km/h的速度出站，当列车驾驶室越过出站信号机3～4 m后即可成功转换为ITC模式。当列车成功定位并与轨旁建立良好无线通信后即可成功转为CTC模式。

URM模式下列车在站重投ATP，涉及司机人工对标、手动开关车门、屏蔽门等操作，按每站增加晚点30 s计算，重投增加晚点时间为90～180 s。

3 实例分析

某日广州地铁4号线02113次列车单程连续2次发生紧急制动。表2为02113次列车和后续01615次列车运行时间表，具体情况如下:

18:17，02113次列车(007+008)在新造—石碁下行K23+650处紧急制动，驾驶端(04A007)显示红手掌、RM提示框、滑行图标。行调组织司机切除ATP以URM模式运行到石碁下行重投ATP。

18:31，02113次列车在石碁重投成功后动车。

18:35，该次列车在海傍—低涌下行K37+500处再次紧急制动，ATP打叉。

为避免该车扩大晚点及影响，行调组织该次列车在低涌下行退出服务，不停站运行到黄阁折返线1道存放，运营结束后改开06102次回厂，06102次计入工程车开行指标;组织01815次在黄阁汽车城下行退出服务，经黄阁渡线折返至黄阁上行站台替开02114次;组织车厂(021+022)到新造上行替开01816次投入载客服务。受列车紧急制动及限速影响，故障清客1列，调整清客1列，01615次到达金洲晚点475 s，2～3 min延误8列，没有乘客投诉及退票。

表2 02113次列车和后续01615次列车运行时间表

3.1 动车延误分析

列车紧急制动地点为K23+650，新石区间洞口处定位K25+000，石碁站公里标为K33+276。列车紧急制动时仅1名司机操作，无监控员，在隧道内URM模式下列车限速为45 km/h，地面及高架限速为60 km/h。根据当时时刻表，新石区间列车运行时间为481 s，则列车在URM模式下运行至石碁增加晚点时间为T1=124 s。

02113次列车由新造站正点开出，到达石碁延误301 s。而行调与司机沟通，司机操作切除ATP，以及实际限速运行值低于规定值等原因，共耗时为301 s－124 s=177 s。可见效率偏低。

3.2 二次紧急制动方案比选

(1)方案1:02113次列车在低涌上行再次重投ATP。02113次列车到达低涌下行已经延误510 s，根据信号处理指南中列出复位ATP的参考时间为150 s，则列车在低涌上行开出预计延误时间为510 s+150 s=660 s。其次，根据信号故障处理指南规定，在官洲—黄阁汽车城下行列车产生紧急制动，只需复位一次ATP即可。最后，列车单程连续2次产生紧急制动，后续车站再次产生紧急制动的可能性较大，将进一步扩大晚点及影响。实际上，当晚对存放在黄阁折返线1道的列车进行车载ATP复位，显示驾驶端OBCU红点，车载ATP复位不成功，证实了第二次复位的风险。

(2)方案2:02113次列车以URM模式运行到金洲下行退出服务。根据之前限速运行理论晚点表(有URM监控员)，02113次列车低涌—金洲限速运行增加晚点时间为63 s;URM模式下列车在站停车需司机人工开关屏蔽门及车门，耗时30 s。即02113次列车到达金洲下行增加晚点时间为213 s。由于列车在区间实际运行速度值低于理论限速值，以及金洲—蕉门区段的小半径曲线限速等因素，影响列车增加晚点100 s。02113次列车到达低涌上行已延误510 s，即02113次列车到达金洲预计晚点时间为213 s+100 s+510 s=823 s。

(3)方案3:02113次列车在低涌下行清客后，不停站运行到黄阁折返线退出服务。02113次列车在低涌下行清客耗时102 s，延误587 s由低涌下行开出。后续01615次列车在低涌下行延误518 s开出，到达黄阁下行延误502 s，赶点16 s;到达金洲晚点475 s，赶点27 s。从低涌至金洲共赶点为16 s+27 s=43 s。

02113次故障列车在低涌下行清客退出服务，能够避免进一步阻塞后续列车，加速套图运行效率，提升列车全周转率。

综合分析可见，采用方案1、方案2，02113次列车到达金洲均晚点超过650 s;方案3组织故障车下线，能够将晚点控制在480 s之内，因此，方案3是最优的行车组织方案。

表3 02113次列车在金州—低涌段各区间运行情况

4 行车组织建议

(1)列车单程已紧急制动1次，且延误超过300 s，再次发生紧急制动时，根据故障时工况条件，如峰期、行车间隔、前行列车位置、客流特征等条件决策是否在前方站退出服务。列车延误超过300 s，第二次紧急制动后延误进一步扩大，若故障列车需长距离URM模式下运行或将持续阻塞后续列车通行的，应及时退出服务，降低晚点影响。

(2)调度命令措施:①列车在区间产生紧急制动，行调与司机确认列车是否降级，若列车未降级且具备动车条件(站台无紧停按下，屏蔽门正常等)，要求司机动车再报故障情况。②列车在区间产生紧急制动，大屏及HMI显示列车驾驶模式降级，行调与司机确认是否有RM提示框及与前方站距离，若有RM框，且距离前方站小于300 m，则通知司机先以RM模式动车，其余情况(列车具备动车条件)均切除ATP以URM模式动车，待列车动车后再向行调汇报详细故障信息。

(3)线路站点组织措施:列车产生较大延误而阻塞后续列车运行的情况下，适当组织载客越站能够改善行车组织效率，但也容易造成乘客投诉。因此，载客越站应遵循以下原则:① 值班主任决定需载客越站的列车车次及车站后，行调提前2个区间向司机及车站发布越站命令。车站及时播放广播并做好乘客服务工作。②不允许连续2列列车在同一车站载客越站。③原则上同一列车不连续载客越站;不允许同一列车载客连续越过3座及以上车站。④图定载客的头、尾班车不允许载客越站。⑤广播故障的列车，原则上不办理载客越站。

(4)URM模式运行安全控制措施:URM模式为降级运行模式，列车无车载信号保护，运行过程中存在一定风险，需行调及司机加强关注，做好控制措施。①行调需提前排列URM模式下列车运行进路，明确告知列车运行目的地。② 行调必须控制URM模式下列车与前方列车保持1个区间加1个站台以上间隔。③行调及时安排车站URM监控员添乘列车，协助司机瞭望。④司机需严格按照线路限速要求驾驶列车，严禁超速运行。

5 结语

广州地铁4号线高架及地面线路超过正线总长度的60%，因雷雨天气造成列车定位不准，从而导致单列车紧急制动的事件时有发生。根据列车紧急制动的地点及重投情况进行判断，预计列车延误将造成超过600 s晚点时，应果断组织列车退出服务，避免持续阻塞后续列车而降低周转率，最大限度降低对乘客出行的影响。

［1］季令，张国宝.城市轨道交通运营组织［M］.北京:中国铁道出版社，2006.

［2］毛保华.城市轨道交通运营管理［M］.北京:人民交通出版社，2006.