城市轨道交通列车救援组织优化探讨

陈颖斌,潘寒川,刘志钢,郁劲松

（1.上海工程技术大学 城市轨道交通学院，上海 201620；2.上海申通地铁集团有限公司 运营管理中心，上海 200070）

城市轨道交通列车救援组织优化问题是研究如何在列车发生故障无法运行后,根据救援规程、故障类型和线路特点制定更好的救援组织方案,如何使操作人员更好地执行救援组织方案,如何使设备更能满足救援组织方案中的操作需求,以达到提高效率、减少事件影响的目的[1]。针对城市轨道交通列车救援组织优化问题,既有研究主要包括研究供故障列车存放的停车线、列车运行间隔、救援流程等。然而,整个列车救援组织过程离不开规则、人员、设备这3大要素,考虑从列车故障救援规程、人员操作、设施设备这3个方面着手分别针对列车救援组织的影响进行探讨。

1 城市轨道交通列车故障救援规程分析

城市轨道交通列车故障救援规程即救援的规章和流程,当发生故障时,所有相关的工作人员必须按照规程上的要求执行任务,以使列车故障救援组织完整有序。列车救援规程是故障救援组织方案的制定依据,方案的制定结果不能违背规程要求,但可以适当进行调整进一步提高故障救援组织的效率。以下对排故技术支持、救援指挥、救援路径与方式这3点进行优化,以减少列车救援组织时间。

1.1 排故技术支持

城市轨道交通列车司机排故能否完成需要靠司机自身对于故障处置的理解和排故手册的掌握。然而尽管列车司机接受了较多培训和指导,但毕竟不是车辆专职人员,若发生较为复杂或者连锁故障的情况,在A + B这段较为紧张的排故时间[2]内,对司机的排故能力可能提出了过高的要求。

目前多数轨道交通的救援规程没有“向车辆管理部门寻求技术支持”[3]的环节,若在司机进行排故处置时,增添此环节,通过车辆相关人员的技术性指导,协助司机进行故障处置。如果排故成功,故障列车即可根据情况继续运营或自行退出运营,无需进行救援组织。

1.2 救援指挥

列车发生故障无法动车需进行救援时,在救援指挥方面可以进行优化,减少救援作业用时。主要采取措施如下。①救援列车准备前移。排故处置进行至第4分钟时,救援列车开始清客完毕后以手动驾驶模式运行至距故障列车“一车”处停车。②调度命令准备前移。列车排故处置进入第2分钟,调度专人起草命令,第6分钟确认处置失败,立即发布调度命令。③设置救援专用通讯频道,上海城市轨道交通调度下达救援命令后,运营调度、故障车司机、救援车司机3方立即统一使用“列车救援”通讯组,减少无关信息干扰。在执行救援组织方案时,通过此方式让能够让救援车提前做好救援准备,提高救援作业相关人员的信息传递效率,提高了救援组织效率。

1.3 列车救援路径与方式

列车救援路径与方式是列车救援组织方案的主要内容。在救援路径与方式上是否还有更好的选择决定了列车救援组织方案能否再进行优化。列车救援一般采取正向推进救援原则[4],然而因故障列车位置、环境条件等不同,正向推进的救援方式并不都是最优选择。目前列车救援方式有正/反向牵引回段、正/反向推进回段、正/反向牵引进辅助线及正/反向推进进辅助线[5],简述和分析如下。

（1）反向推进回段。反向推进回段如图1所示,列车在B站下行发生故障,因故障地点离车辆段较近,可采用前方A站下行列车将故障车逆向推进回车辆段的方式。此方式可能会扩大延误影响范围,下行后方车站需做好防护措施,操作较为为复杂,但能有效避免二次救援,在列车故障较为严重、反向进路影响较小的情况下使用较合适。

图1 反向推进回段Fig.1 Reverse push back to the depot

（2）反向推进进辅助线。反向推进进辅助线如图2所示,列车在D站下行发生故障,因故障地点离折返线、存车线较近,可以选择将C站下行列车反向运行将故障车推进至就近存车线处。故障车停到位后,救援车可立即投入运营中。此方式同逆向推进回段类似,会扩大延误影响范围,但如果顺向救援路径过长,可采用此方式减少救援路径。

图2 反向推进进辅助线Fig.2 Reverse push back to the auxiliary line

（3）逆向牵引回辅助线。逆向牵引回辅助线如图3所示,列车在F站上行故障,因F站离存车线较近,可令E站上行列车行驶至故障车处后,牵引故障车至存车线处,救援车可以根据行车间隔运行至E站下行,立即投入运营。此救援方式因逆向救援,缺陷同上,但若上行方向短距离无辅助线,可以尝试采取此方式进行救援。

图3 逆向牵引回辅助线Fig.3 Reverse pull back to the auxiliary line

（4）正向牵引回段。正向牵引回段如图4所示,列车在H站下行发生故障,可安排下行前方G站列车反向运行至故障车处,将故障车牵引回库。此情况一般采用后续列车推进救援,但若故障车后方无列车,宜采用此方式进行救援。

图4 正向牵引回段Fig.4 Pull back to the depot

列车救援方式多种多样,正向推进救援模式虽为最安全的救援方式,但因救援距离的原因,并不适合所有情况,应该在合适的地点和时机选择合适的救援方式,救援组织才能得到优化,从而减少救援用时,提高救援效率。

2 城市轨道交通列车人员操作分析

城市轨道交通列车故障救援组织过程中,作业人员根据列车救援规程执行救援组织方案,作业人员操作是否正确、熟练影响后续工作的有序进行。城市轨道交通列车救援组织涉及岗位主要有行调、乘务、站务[6-7]。其中,行调和司机的任务极为重要,以下对司机的故障判断与处置,司机与行调间的信息流转进行分析,并进行一定优化。

2.1 故障判断与处置

列车司机的故障处置时间约为6 min (不同城市线路要求不同),而列车救援中断行车时间一般为15 ～ 25 min,可看出故障处置在整个故障救援时间中占了1/4 ～ 1/3。司机对于故障的准确判断能够避免徒劳的故障处置,故障的有效排除更是能避免执行后续的救援组织方案。

因此,强化司机对故障判断和处置能力是提高列车故障救援组织效率的关键。列车司机可进一步对故障处置手册解读透彻,在不断的演练和实战后,总结分析各个环节自身的不足。此外,车辆部门可以通过过往列车救援案例进行研究探讨,详细划分列车故障类型,明确各类型故障的典型现象,研究制定各类车型排故动车兜底条款,建立故障判断快速指引,加强和乘务部门的交流培训[7],以全面提高列车司机的故障判断和处置能力。

2.2 信息流转

救援组织方案执行过程中信息流转主要在行调与司机之间,以及故障车司机和救援车司机之间。行调与司机的联系主要在下令清客、救援、连挂动车等作业中。司机间的联系主要在连挂准备、连挂作业、连挂动车、解钩等作业中。

行调对司机下达调令后,司机需对调令进行复诵,实行调度命令复诵制度[8]。如果行调下达调令不及时准确,或者司机复诵不到位,便会耽误宝贵的救援时间。较多行调下调令时依赖列车救援调令模板,列车司机也往往在复诵调令时语句存在间断。

因此,提高行调和司机对列车救援调令的熟练度相当重要。行调应多模拟列车救援组织过程各阶段所需下达的调令,避免依赖列车救援调令模板；司机也应熟悉救援调令内容,实现快速准确地调令复诵,并明确司机间联控标准用语,做到信息传递快速准确,提高在列车救援组织过程中的信息流转效率。

3 城市轨道交通列车设施设备分析

列车发生故障无法运行后,乘务员需根据列车救援组织方案对设备进行一定的操作,若设备操作不便或功能难以实现,就会耽误救援组织工作的执行。此外,对设备进行一定程度上的改进和优化还能避免后续的救援组织工作。因此,为确保设施设备在列车救援组织过程中满足作业人员的操作需求,以下将对影响列车救援组织效率的设备进行分析并提出优化建议。

3.1 通信设备

通信设备确保了列车司机之间或行调与司机之间能够实时传递信息。一旦发生情况,能够第一时间通过通信设备通知相关人员进行处理,在救援组织过程中是极为重要的工具。

在组织救援时,区间列车信号不稳定会导致行调无法通过通信设备和故障车或救援车司机之间建立高效通信,如调度需多次询问司机、长时间等待司机回复、重复调令等问题。因此,有必要对线路上所有区间信号薄弱点进行排查,避免列车在信号薄弱点出现故障后,司机无法第一时间向运营调度传递信息,造成延误时间的增加。

3.2 救援设备

救援设备即组织列车救援时所需要运用到的设备,如客室广播设备、列车模式转换设备、车头灯开关设备、司机室换端设备、空气制动阀等等。

如果上述设备出现故障,或者操作过于繁琐便会影响救援时间。其中,空气制动设备在进行手动释放时耽误时间最多,因车辆构造原因,一般空气制动阀在各个车厢座位底部,不易触及,且为防止松动有较大扭矩,对司机体力耐力有一定要求,因而用时多且不稳定。如果在往后车辆制造过程中能考虑到这一项问题,在不影响其他设备、确保安全行车的情况下,将所有车厢的空气制动阀门安装在司机室,实现统一管理,救援准备时间可以大大减少,列车司机也能迅速开始执行后续的救援组织工作。

3.3 排故设施

排故设施即通过一定的技术手段,使得列车能够忽略发生的故障,避免列车救援组织工作,减少对线上运营的影响。

因列车一旦发生故障需要救援,便会造成不同程度的延误,如果故障列车能将故障设备切除即隔离,便能暂时独自完成运行及时驶离正线,避免了因救援组织工作所造成的大量二次延误。因此,车辆技术管理部门可以从车辆排故技术手段着手,使设施设备加快拓展和升级,减少列车故障无法排除及需要列车救援的概率,如目前上海轨道交通3号线安装了“一切零”旁路开关,可以切除目前列车车门、制动、逃生门等大部分旁路监控,使列车以车辆原始牵引状态运行；再如上海轨道交通16号线6编组合列车引入了列车蓄电池自牵引功能,在供电系统正常情况下,列车可无需救援以蓄电池牵引动车。

3.4 故障预测设施

故障预测设施即能够预测故障的发生,提前对即将发生的设备进行维修,避免该设备故障的发生,进而避免列车救援组织工作。

目前,轨道交通的信号系统大多只具有基本的故障报警功能[9],即当设备工作状况出现异常时会发出警报,之后待专业人员进行故障排除。虽然能够第一时间发现故障并及时处理,但因故障已经发生,依旧会造成运营延误。因此,建立故障预测设施相当必要,建议相关技术单位或研究人员设计地铁设施设备故障预测系统,利用设施设备的故障履历和诊断结果以及其性能参数,通过设施设备故障预测系统来预测它们是否会出现故障,实现“事前诊断”[10],提前对即将出现故障的设施设备进行检查、维护或更新,尽可能避免列车在正线运营时出现故障需要组织救援的情况。

4 结束语

优化城市轨道交通列车救援组织首先需要从预防做起,提升设施设备的可靠性,如建立故障预测系统以避免列车出现故障需要组织救援；出现故障后,通信信号是否稳定决定了各岗位之间信息传递效率,提高司机岗位的业务能力、增加车辆人员排故技术支持以迅速排除出现的故障；故障处置无效时,增加司机室操作空气制动阀功能以减少过多的救援准备时间；在救援作业阶段,根据列车位置和线路情况采取合理的救援方式尽可能减少对正线造成的影响；或者在某些故障条件下不采取救援,通过提升故障列车设备性能以实现故障列车自行驶离正线。根据救援规程制定合理的列车救援组织方案是减少延误时间的前提,此外还需操作人员能够高效执行方案中的任务,而设施设备的好坏决定是否会影响人员操作,做到科学处理他们相互之间的关系,从整体上提升列车故障救援组织水平。