無列車自動防護（ATP）系統下城市軌道交通列車運行安全研究

高艷紅

摘 要：列車自動防護（ATP）系統是保障列車運行安全的關鍵部分，然而多種原因都可能導致列車失去ATP的保護，這時列車運行存在極大的安全風險，很多運營事故都是發生在無ATP防護下，因此，研究無ATP防護下列車運行具有重要意義。文章首先分析了導致列車無ATP防護的主要原因及其對應的措施，然后探討了保證列車無ATP防護下安全運行的關鍵控制點，最后，從管理方面和技術方面提出了提升列車無ATP防護下運行安全水平的對策，以期為城市軌道運營單位的安全運營提供借鑒。

關鍵詞：城市軌道交通；列車自動防護系統；運行安全；措施

列車自動防護（ATP）系統是列車自動控制系統的核心組成部分，能夠提供超速防護，保證列車之間的安全間距，是實現列車安全運行的關鍵部分。然而，ATP系統組成復雜，且根據“故障導向安全”信號系統設計原則，如果ATP某一組成部分出現故障，就會導致列車ATP系統無法使用，但是有時為了維持正常運營，減少對運營秩序的干擾，仍需要列車在無ATP防護下運行，這時就會存在較大的安全隱患，如果司機出現失誤或相關因素影響使司機無法實現安全操作，就很有可能出現安全事故，干擾正常的運營秩序，甚至造成生命、財產的損失。2011年9月27日，上海軌道交通追尾事故；2014年某地鐵運營單位發生了由于列車無ATP防護的冒進信號和撞擊車檔的事故；且國內外發生的列車撞車事故，多發生在列車無ATP防護的情況下。另一方面，在日常的運營中，列車出現在無ATP防護下運行的次數很多，據統計，上海地鐵1至8月份平均每月發生184.9次列車切除ATP[7]。所以，列車無ATP防護下的運行是重要的危險源，應該成為城市軌道交通運營單位安全管理的重點，加大對無ATP防護下列車運行安全的研究具有重要意義。

1 列車無ATP防護的原因及應對措施分析

1.1 沒有安裝ATP系統或系統未投入使用

車輛段與正線相比，由于對于運行要求的不同，為了節約建設成本，一般不安裝列車自動防護系統。但與正線相比，車輛段內線路多且復雜，分布著數量眾多的道岔和信號機，列車進行出入段、調車等作業過程中，常常會經過多個道岔和多次倒臺，所以司機面對的駕駛環境較為復雜，所以車輛段一直是運行事故的高發區域，2014年5月3日，京港地鐵4號線發生列車在洗車后，沖出鐵軌的事故；某地鐵運營公司也發生了因司機操作不當導致的撞擊車檔的事故。因此，運營單位必須高度重視車輛段區域的行車安全，首先，完善車輛段的各種作業規范，查漏補缺，從管理制度上防止出現安全漏洞。其次，要強化對司機的管理，使其從思想上重視對車輛段區域的駕駛，從行動上嚴格遵守操作規范。另外，車輛段信號樓行車值班員要加強車輛段區域的行車監控，發現問題及時處理。

在新線開通前需要進行冷滑和熱滑實驗，這時ATP系統未投入使用。這種情況下，首先要制定科學合理的試驗方案，保證試驗過程的安全性。現地人員和司機要嚴格執行試驗方案，重視安全細節，確保試驗方案的安全順利進行。

1.2 列車ATP設備故障

列車ATP設備故障或列車其他部分故障，但為運營需要切除ATP，這些情況下，故障列車的ATP都無法使用。這時的主要應對措施是將故障列車的閉塞方式由移動閉塞降級為自動站間閉塞，閉塞區間至少為一站一區間，作為故障列車的防護范圍。如果信號系統具有后備模式的功能，可以通過設置后備模式，來實現故障列車的降級運營。同時，控制中心行車調度員要加強對故障列車的監控，車站值班員記錄故障列車的到發情況，并及時向鄰站報點。另外，如果車站工作人員具備跟車監護和協助司機 望的能力，可就近安排車站人員進入故障列車的司機室，協助司機完成駕駛工作，減少司機出錯。故障列車的司機要嚴格遵守故障情況下列車駕駛要求，精神要更加集中，確認行車條件，按照要求運行。最后，行車調度員要適時、盡早安排故障列車下線，運用備用車替換；如果要繼續維持運行，考慮安排雙人值乘。

1.3 信號設備故障

信號系統包含的信號設備眾多，多種故障情況都可以導致列車的ATP系統失效，按照故障情況分類，主要有以下信號設備故障情況可以導致列車無法在ATP防護下運行。

（1）軌旁ATP設備故障，導致車地通信中斷。這種情況下，進入到故障列車會喪失車地通信，列車無法使用ATP。這種故障情況下的處理方式，與列車原因導致的車地通信故障的處理方式類似。故障區間應該由移動閉塞降級為自動站間閉塞，閉塞區間至少為一站一區間，列車駛離故障區間后，恢復移動閉塞法行車。

（2）單個站間區間信號設備故障。單個站間區間信號機、計軸設備（或軌道電路）、道岔、屏蔽門、緊急停車按鈕等故障，采取各個設備對應的應急處置，如屏蔽門隔離、緊急停車按鈕復位等無效后，開采用“一車一令法”行車，列車憑借行車調度員調令進出故障區域，故障區域由移動閉塞降級為自動站間閉塞，閉塞區間至少為一站一區間。同時，行車調度員可根據信號設備的故障時間情況，將“一車一令法”降級為電話聯系法行車，列車憑借值班員手信號發車。

（3）設備集中站信號設備故障。這種情況下，故障的設備集中站所管轄的區間列車無法使用ATP。這時，故障區域應由移動閉塞法降級為電話聯系法或電話閉塞法行車。如果通過列車自動監控（ATS）可以觀測列車的相對位置，可降級為電話聯系法行車；如果通過ATS無法檢測到列車的相對位置，則降級為電話閉塞法行車。在故障區段范圍前后各增加一個防護區間及車站，作為電話聯系法或電話閉塞法行車的起始與終止范圍。

1.4 其他原因

列車退行、列車連掛救援等情況下，列車都無法使用ATP。這時，司機應該嚴格遵守列車退行、連掛運行的限速規定，加強 望，安全駕駛。行車調度員高度關注切除ATP列車的運行情況，遇到突發情況，及時處理。

2 列車無ATP防護下安全運行的關鍵控制點分析

列車自動防護（ATP）系統主要通過對列車速度的控制來實現列車的運行安全，失去ATP后，列車的安全運行主要由司機負責，如果司機出現誤操作，或者某些客觀原因的影響下，如視野被遮擋、列車漏定位使司機無法執行正確的操作，就很有可能出現冒進信號、列車追尾、列車出軌等嚴重事故，要避免這些事故的發生，就需要對列車無ATP防護情況下的存在的主要危險源進行分析和管理，對涉及行車安全的關鍵控制點進行管理，將管理成果反映和貫徹到各種原因導致的列車ATP失效情況下的常規和應急管理措施中，不斷完善應急管理制度，確保行車安全。其中，列車無ATP防護下安全運行的關鍵控制點主要包括以下幾個方面：

2.1 安全限速

安全限速是為了列車的運行安全，對列車能夠允許的最高運行速度的強制規定。主要可以分為兩類，第一類限速為線路限速，主要由線路條件和列車的性能決定的，通過列車的牽引計算獲得，并將限速值存儲在列車的ATP系統中，并以限制速度標的形式在軌道旁給出。第二類限速為運行限速，通常為運營單位根據安全需要，對某種情境下的列車運行速度進行強制的規定，以規章制度的形式給出，運行現場通常沒有限制速度標，執行人員需要通過記憶來獲取限速信息，運行限速的項目主要包括列車退行、連掛、通過車站、盡頭調車、出入段場等。不同的運營單位對列車運行限速規定的項目和具體的限速值存在一定的差異。其中需要特別強調的是列車無ATP防護下的曲線限速，司機在彎道線路，視野會被隧道壁遮擋，曲線半徑越大，司機的最大視野越短，當司機發現前方有列車時，難以保證有足夠的制動距離，存在追尾的風險，上海軌道交通中對無ATP防護下的曲線區段限速做了規定。（1）曲線半徑R≤300 M時，列車運行限速25km/h。（2）300M

安全限速是保障列車安全運行的重要措施，在無ATP防護的情況下尤其如此，它能夠幫助列車減少制動距離，保障列車的運行安全。在限速項目和具體限速值的制定過程中，城市軌道交通運營單位要相互借鑒管理經驗，根據自身的運營環境和科學的列車牽引計算來決策。并隨著條件的變化，對限速項目和限速值做合理的更新，使滿足自身的運營安全需要。

2.2 列車之間安全間距

要防止列車相撞事故的發生，列車之間必須保持足夠的安全距離，在有ATP系統防護下，列車之間的安全間隔的控制主要有ATP系統實現。無ATP防護條件下，列車之間的安全間隔就需要人為控制。為了保障列車的安全，列車之間的防護距離至少為一站一區間，行車調度員和車站值班員必須保證具備防護距離條件后，才能給出發車信號。特別是在電話閉塞法的執行過程中，要堅決杜絕列車的漏定位，具備電話閉塞的啟動條件后，才能啟動電話閉塞。在辦理電話閉塞時，車站值班員一定要認真確認閉塞條件，必備閉塞條件后，才能給出電話記錄號碼，確保列車之間的安全間距。

2.3 列車進出站

車站區域是安全事故的多發區域，列車在無ATP防護下，無法檢測到屏蔽門（或安全門）和緊急停車按鈕的狀態，存在較大的安全隱患。所以，列車在無ATP防護下進站時，司機一定要加強 望，嚴格遵守限速規定，降低運行速度，遇到異常情況，及時停車。站臺人員要加強巡視和客流疏導，防護人員誤入軌行區及屏蔽門、車門夾人夾物的事情發生。行車調度員加強對列車進出站的監控。列車出站時，司機一定要認真確認是否具備發車條件，具備發車條件后，才能發車。

2.4 盡頭線

盡頭線是列車駕駛的危險區域，也是安全事故的高發區域，在無ATP防護情況下，如果司機出現操作不當，列車很有可能出現冒進信號、撞擊車檔甚至沖出軌道的事故發生。所以必須重視盡頭線區域立車的運行安全管理，盡頭線區域的調車應規定較低的限速，北京地鐵規定盡頭線調車的限速為5km/h。盡頭線區域的運行安全主要由司機負責，所以司機在盡頭線附近駕駛時，一定要注意力高度集中，嚴格遵守操作規范，防止出現操作不當。

3 對策與建議

無ATP防護下的列車運行存在較大的安全風險，以往的運營實踐也充分證明了這一點，所以城市軌道交通運營單位必須將無ATP防護下的列車運行作為安全運營管理的重點，采取科學的管理措施和技術措施來保障列車的運行安全，以安全管理為核心，以技術保障為輔助，全面籌劃，系統管理，提高無ATP防護下列車運行安全水平。

3.1 管理措施

隨著各種高新技術在城市軌道交通中的應用，城市軌道交通運營的自動化程度越來越高，大大提高了城市軌道交通的運行效率。但是我們必須認識到任何技術都具有不可靠性，會出現故障，而無法實現其應有的功能，這時就需要科學的管理來應對各種突發的事件，只有提高管理水平，才能利用技術而不依賴技術，使技術為生產服務，而不演變成技術災難。對無ATP防護列車運行管理而言，首先應該完善相關的管理規章和規范，使各崗位明白自己應該干什么，怎樣干。在實際的規章制定過車中，要正確處理安全與效率的管理，不能照搬相關行業和運營單位的規章，要充分結合考慮自身的運營狀況，緊貼實際工作是定相應的規章，不應該使規章制度在理論上很完美，無安全漏洞，而在實際工作中卻無法適用，實踐起來非常困難。特別是在突發情況下，處理人員都處在緊張的狀態中，就有可能出現每個規定的步驟都執行了，但是關鍵步驟執行不到位或者有偏差，造成極大的安全隱患，例如上海軌道交通10號線“9.27”追尾事故中出現的漏定位的情況。其次，要加強關鍵崗位的培訓和管理。列車司機和行車調度員是行車安全的關鍵崗位，他們的業務素質和在突發事件中的表現直接關系到事件的影響程度。在實際的管理中，運營單位往往有明確的“犯錯懲罰”機制，而缺乏正激勵制度，所以造成關鍵崗位人員的工作積極性不高，不敢勇于承擔責任，導致對突發事件的處理能力不足。因此，強化對關鍵崗位的正激勵制度是很有必要的。最后，要強化應急演練工作。應急演練是檢驗規章制度合理性和工作人員處理水平的關鍵工作，同時，也有助于關鍵崗位人員積累實際的處理經驗。演練不是“演戲”，演練工作從設計到執行都要接近實際，演練結束后要認真總結和學習，真正達到演練的效果和目標。

3.2 技術措施

怎樣通過技術措施減少在無ATP防護下人工控制列車運行的出錯率，降低人工勞動強度，一直是相關單位研究和開發的重點。在已有的開發實踐中，基于射頻技術（RFID）的列車自動計點系統和列車輔助追蹤預警系統是比較成熟的。列車自動計點系統獨立列車信號系統，可對列車進行粗略的定位，已在上海軌道交通全網推廣使用，可以有效防止電話閉塞中列車的漏定位，幫助行車調度人員更準確的掌握信號系統故障情況下列車的位置。列車輔助追蹤預警系統同樣運用RFID技術，能夠實時測量無ATP防護的列車與同一軌道、同一運行方向前車之間的距離，根據測量的距離，對列車司機及時發出預警信息，上海地鐵7號線已經開展了系統的試驗工作，試驗結果表明該系統能夠很好的滿足設計需要，很好的保障列車之間的安全距離[7]。運營單位可以根據自己的運營需要，研制、開發、引用相關的技術手段，提高無ATP模式下列車的運行安全水平。

4 結束語

在現有的技術條件下，無ATP防護下的列車運行安全問題將長期存在，也會是運營事故發生的主要原因之一，所以運營單位必須高度重視無ATP防護下的列車運營安全問題，加強對關鍵點的管理，不斷完善各種原因導致的列車無ATP防護運行的處理措施和規章制度，重視對關鍵崗位的培訓和管理，根據自身情況，引進先進技術，減少人工控制的風險，對出現的事故進行認真的總結和反省，借鑒相關運營單位的經驗，提高列車無ATP防護下的運行安全水平和效率。

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