廣州地鐵4號線軌旁ATP故障應對策略研究

楊 柳 唐飛佳

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

廣州地鐵4號線軌旁ATP故障應對策略研究

楊 柳 唐飛佳

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

軌旁ATP(列車自動保護)故障后,聯鎖區內的列車將全部自動緊急制動,列車采用降級模式運行,這會對正常運營產生較大影響。結合廣州地鐵4號線新造及石碁聯鎖區軌旁ATP故障實例,對比分析了故障現象及故障影響。闡述了軌旁ATP故障后的應對策略,通過確定關鍵列車、落實盯控關鍵列車、實施載客越站方案等策略應對故障,以最大限度降低故障對行車的影響。

廣州地鐵; 軌旁ATP故障; 應對策略

Author′s address Guangzhou Metro Corporation,510030,Guangzhou,China

廣州地鐵4號線列車運行高度智能化,如果軌旁ATP(列車自動保護)發生故障,聯鎖區內的列車將全部自動緊急制動,列車采用降級模式運行,這會對正常運營產生較大影響。考慮到信號設備故障情況下維持降級運營的需要,除了正常連續式列控(CTC)模式外,廣州地鐵正線信號系統還設計了信號系統故障后的后備模式,包括點式列控(ITC)模式和聯鎖列控(IXL)模式。

為有效降低軌旁ATP故障對運營造成的晚點壓力,對廣州地鐵4號線軌旁ATP故障情況下的應急策略開展研究。

1 軌旁ATP故障影響分析

表1為廣州地鐵4號線軌旁ATP故障對比分析表。從表1的事件對比中可以看出:

(1) 兩起事件均發生在周末高峰期。在控車方面,石碁聯鎖區內有13列列車,其中7列列車需重投;新造聯鎖區內有9列列車,其中6列列車需重投。多列列車以URM(非限制人工駕駛)模式運行,存在一定的安全隱患,需安排人員重點盯控。

(2) 兩起事件中列車在站臺停車時間均較長。

(3) 在地下區段以URM模式運行,限制速度較低,對延誤的影響較大,尤其是以URM模式長距離運行時,延誤加深明顯。

(4) 大面積信號故障往往伴隨疊加故障,在此時,行調在進行全局控制期間,仍要對關鍵列車進行盯控,防止阻塞后續列車,影響行車效果。

2 軌旁ATP故障初期應對

2.1 軌旁ATP故障現象

當發生軌旁ATP故障時,聯鎖區域內的列車均降級緊急制動,故障列車司機將故障信息匯報給OCC(運營控制中心),此時,短時間內會有大量電話接入,這會影響行調的故障處理工作,因此,行調需準確判斷故障,及時發布全呼指令。

軌旁ATP故障現象如下:

(1) 故障區CTC列車產生緊急制動,出現轉RM(限制人工駕駛)提示框,無線定位消失,HMI(人機界面)顯示列車占用整個計軸區段(軌道區段顯示為紅色)。

(2) HMI、LOW(聯鎖工作站)、CLOW(中央聯鎖工作站)顯示故障聯鎖區內的信號機燈頭打叉消失(現場信號機亮燈)。

(3) LOW、CLOW顯示屏蔽門編號(PSDXXX)出現閃爍,屏蔽門圖標中間兩橫變白色,兩邊兩橫變紅色。

表1 廣州地鐵4號線軌旁ATP故障對事件比分析

(4) HMI無法監控屏蔽門的開關門狀態。

2.2 軌旁ATP故障初期行車命令發布

判斷發生軌旁ATP故障后,行調第一時間發布全呼命令,避免大量司機扎堆匯報故障后再搶頻發布命令;司機、車站值班員按照行調的行車命令執行,避免長時間停車。如因故聯系不上行調,應及時采取措施,可通過車站轉達或撥打行調內線電話等方式聯系。行調認真核對區域內列車動車情況,對異常列車及時干預。

3 軌旁ATP故障期間應對策略

3.1 關鍵列車盯控

3.1.1 關鍵列車的判斷

關鍵列車是指正線最大間隔列車和停站最長時間列車。

在軌旁ATP故障區域,以URM模式運行的列車需到ITC投入站重投。廣州地鐵4號線ITC投入站示意圖如圖1所示。由圖1可見,廣州地鐵4號線正線ITC投入站分部不均勻,部分投入站之間間隔較遠,其中新造站—大學城南站上行區間緊急列車制動列車需以URM模式運行6個區間才能到到車陂站進行重投。表1中的00710次列車即在該區間緊急制動,以URM模式運行至黃村站退出服務,列車晚點999 s。

廣州地鐵4號線下行線ITC投入站有8個,上行線只有6個,且上行線中間區域ITC投入站較少,新造聯鎖區內上行僅新造站為ITC投入站,對距離前方ITC投入站較遠的以URM模式運行的列車應做好重點盯控。

以URM模式運行的列車在地下線路與高架線路上運行時的限速要求不同。具體情況見表2、表3和表4。由表中數據可知,URM模式下,列車在地間下區運行時延誤程度更深,且地下區段有多個區間存在限速25 km/h運行的區域,這進一步加深了列車晚點的壓力。

目前,東涌站—低涌站區間的1902、1901ABC計軸區段已設置信號限速,該區間正常運行時間約為4 min 10 s;非CTC級別下東涌站上行出站信號機(S1907)、低涌站下行出站信號機(X1804)、低涌站至東涌站下行區間信號機(X1901)無法開放。需提前取消信號限速開放綠燈或授權司機越紅燈。

綜上所述,ITC投入站站間距離及地下線路限速均會對URM模式下列車運行造成較大晚點壓力。軌旁ATP故障情況下,新造站、低涌站、黃閣站開出的上行列車,萬勝圍站、新造站、石碁站開出的下行列車為關鍵列車。URM模式下長距離限速運行極有可能造成較大延誤,阻塞后續ITC列車,并造成大量列車晚點。新造聯鎖區和石碁聯鎖區軌旁ATP故障時的重點盯控關鍵列車見表5。

圖1 廣州地鐵4號線正線ITC投入站示意圖

區間公里標長度/m下行區間黃村站—車陂站k9+100—k9+800700車陂站—車陂南站k10+700—k11+300600萬勝圍站—官洲站(*)k17+00—k17+600600石基站—海傍站(*)k33+400—k33+700300上行區間黃村站—車陂站k33+700—k33+400300車陂站—車陂南站k17+600—k17+00600萬勝圍站—官洲站(*)k11+200—k10+700500石基站—海傍站(*)k9+800—k9+200600

表3 URM模式運行速度要求

表4 電話閉塞法組織行車速度要求

表5 新造聯鎖區和石碁聯鎖區軌旁ATP 故障時的重點盯控關鍵列車

3.1.2 關鍵列車盯控措施

(1) 專人盯控。控制中心值班主任安排一名行調負責對關鍵列車進行監控,減少列車在站停站時間。調度部值班人員到達控制室后,協助盯控。

(2) 提前準備進路。關鍵列車的進路需提前排列,原則上至少提前排列至前方站站臺。進路排列完成后,要檢查主進路要素是否具備,保證信號均能正常開放主信號。若軌旁ATP故障伴隨信號機重復鎖閉現象,需將進路取消后重新排列(若列車已到信號機前,則執行“開放信號”組織列車通過后進行重排)。遇信號機不能立即開放情況,及時采取授權越紅燈等措施組織列車繼續運行。

(3) 當列車在車站開出晚點超過400 s時,調度員電話提醒司機注意后續跟進列車運行情況。

(4) CCTV(閉路電視)監控。盯控行調調整該車停車站臺CCTV,監控關鍵列車站臺作業情況。如遇司機在站臺作業時間較長時,應及時介入,要求司機關門動車。提前通知車站做好客流組織,避免乘客擁擠阻擋列車車門關閉。

(5) 安排URM監控員。行調在軌旁ATP故障發生后,及時給車站發布全呼命令,車站接受命令后安排人員到站臺添乘URM列車,緩解URM列車限速延誤壓力。URM監控員需經過培訓,取得URM列車監控資格。為避免URM列車在站臺長時間等待監控員到位,URM列車司機在站臺正常作業完畢后立即關門動車,無須等待,按照無URM監控員要求限速運行。對于關鍵列車的URM監控到位情況,行調及時進行核實,發現無監控員的,至少提前一站通知車站優先安排。

3.2 載客越站措施

當列車產生較大延誤,阻塞后續列車運行時,應適當組織載客越站以改善行車組織效率,但是,這也容易造成乘客投訴,甚至有被媒體報道的風險,因此對載客越站措施要充分了解利弊,適當運用。廣州地鐵4號線2014年各站日均客流量如圖2所示。

圖2 廣州地鐵4號線2014年各站日均客流量

從客運量考慮,除去換乘站及日均客運量超過5 000人次的車站,還有官洲站、海傍站、低涌站、東涌站、黃汽站、黃閣站和蕉門站7個車站。從周邊環境考慮,海傍站周邊有亞運城,黃汽站周邊有豐田汽車城,蕉門站周邊有南沙區政府及公交樞紐,在這些車站載客越站對乘客影響較大。

綜上所述,廣州地鐵4號線應急情況下需組織載客飛站時,應優先選擇官洲站、低涌站和黃閣站3個車站,其次再視情況考慮海傍站、東涌站、黃汽站和蕉門站,其余車站不推薦采用載客越站方案。

3.3 駕駛模式轉換優化

3.3.1 設備顯示正常立即執行“ATP重解”

當信號設備顯示恢復正常,車站值班員應立即在LOW上執行“ATP重解”,同時將情況報給行調,無需等待信號人員通知設備恢復。行調監控到設備恢復正常及時提醒車站執行重解命令。

3.3.2 故障區域內預選CTC模式

(1) 軌旁ATP故障區域內緊急制動的列車,以RM模式動車即可,保持預選CTC模式;

(2) 故障區域內緊急制動重投列車,在重投站預選CTC模式;

(3) 進入軌旁ATP故障區域列車,在故障區域前一站預選ITC模式運行,進入故障區域在第一個到達站預選回CTC模式。

(4) 若出現短時兩次軌旁ATP故障或其他需ITC維持運營情況,各次列車在故障區域預選ITC模式運行。

4 其他建議

(1) 針對RM模式運行速度過低(18 km/h)的情況,建議地鐵公司聯合車輛廠家研究列車能否增設RM 25、RM 60檔位的工作。

(2) 對于無車載ATP保護的列車,在曲線半徑小于400 m的線路上,以限速25 km/h運行的情況進行重新評估,適當提高列車運行速度,減輕列車進一步延誤壓力。

(3) 當新造聯鎖區發生軌旁ATP故障時,ITC列車可在車陂站上行線轉換CTC模式時機。

目前,新造聯鎖區軌旁ATP故障后的操作模式是:車陂站至石碁站上下行采用ITC模式運行,故障區域內列車以ITC模式運行至車陂站上行,司機進行開關門操作后才將駕駛模式轉換為CTC。黃村站上行列車出清后,黃村站值班員通知車陂站值班員上行ITC列車關門,車陂站上行屏蔽門關好后信號機顯示綠燈,此時列車轉換模式升級為CTC模式。該做法造成車陂站上行列車等待黃村站列車出清后才能動車,列車在車陂站上行停車時間過長。建議改變現有轉換流程,ITC列車到達車陂站上行先操作轉換列車模式后再進行其他操作,正常情況下ITC列車到達車陂站上行,預選CTC模式列車立即升級,此時列車關門后即可根據信號動車,省去等待黃村站上行列車出清時間。

[1] 林瑜筠.城市軌道交通信號[M ] .北京:中國鐵道出版社,2011:231-232.

[2] 林瑜筠,魏艷,趙煒.城市軌道交通信號基礎設備[M].北京:中國鐵道出版社,2012:53.

[3] 張學兵,俞太亮.地鐵列車運行調整策略選擇和制約因素分析[J].現代城市軌道交通,2011(5):70.

(Continued from Special Commentary)

function-synthesis around the rail transit stations induces the regional population and the function distribution along the rail transit lines to turn from dispersion to high density aggregation. Meanwhile,a relatively independent sub-centre of city with distinctive features or a urban complex will be induced to form at the integrated transport hubs and important station areas,presenting a new type of urban agglomerations with multi-center and multi-core.Thirdly,the development trend of the rail transit integration of urban agglomerations has been presented.Namely,the urban transit highly merges together with the intercity transit and the trans-regional long-distance transit.The urban transport not only relies on metros,light rails and buses,but also highly depends on various transport modes,such as intercity railways,regional railways and suburban railways etc.The transport of urban center areas is dominated by metro.Passage clear and linkages within the urban agglomerations more rely on the intercity railways and the suburban railways that operate just like city buses.

Being acutely aware of the profound changes in urban development could help us to do the rail transit construction and the operation management work more actively and promisingly.Firstly,the objective laws of urban development should be earnestly followed.Those advanced concepts must firmly be established,such as,“constructing a metro is just constructing a city”,“metro construction′s leading urban development”and etc.，realizing the conceptual change of urban rail transit from pure transport services to supporting the urban development and enhancing the rail transportation practitioners′ initiative,the sense of duty and bearing responsibility.Secondly,the strength of the metro superstructure property development should be increased.Accurately grasp the relationship between the urbanization and the rail transportation integration of urban agglomerations.Around the sites and the axial lines of rail stations,the high-strength development with both compact and focus should be implemented.Guide industries,population and services to gather toward rail transit station sites,promote regional contact and industry upgrade,and lift the value and quality of the land around the rail transit station fields,making it become the main axial line and important stronghold of the regional development of economy and society.Thirdly,explore the sustainable development mode of “rail + property”.The property development around the metro station fields and along the metro lines should be implemented with rail transit enterprises as leading.Internalize the metro property development earnings and the commercial added-value formed directly because of metro′s opening into the rail transit enterprises′ income,making the metro enterprises turn from previously depending on blood-transfusion in finance into a self blood-making mechanism in finance.Those acquired property development profits could be used for compensating the capital lack in metro constructions and the metro-operating losses,constructing the sustainable development mode of “rail + property” of metro enterprises.Fourthly,the top layer design of the rail transit integration development of urban agglomerations must be done well.The high-level leadership mechanism and the coordination and communication mechanisms should be established within the urban agglomerations.Formulate the rail transit integration development strategy and the implementation plan.Make clear the construction objectives,the duty segregation and the safeguard measures.Fifthly,carry out the all-round cooperation of urban rail transportation integration development.Do well each city′s overall planning in advance.Make definite the lines′ docking mode and the station sites′ docking mode between cities.According to the industry characteristics of different cities,carry out differentiation and development of regional economy.Coordinate the implementation of rail transit projects.Adopt the PPP (Public-Private Partnership) mode to attract social capital to participate in the rail transit construction and operation management.

It could be expected that China′s urban agglomeration led by the rail transportation integration development will be an engine to drive future economic growth.Relying on the “rail + property ” mode will be more conducive to seize the commanding heights of development pattern of urban agglomerations in China.

(Translated by SUN Zheng)

Coping Strategies against Track Side ATP Fault on Guangzhou Metro Line 4

YANG Liu,TANG Feijia

When a track side ATP fault happens, all the trains in the interlocking area will take emergency breaking and run in degraded mode, that greatly threatens the normal operation. Based on the track side ATP fault on Guangzhou metro Line 4, the fault phenomenon and effects are comparatively analyzed. Then, the coping strategies against track side ATP fault are described, including traffic organization control link, skip schem and so on,to minimize the impact of track side ATP fault on train operation.

Guangzhou metro; track side automatic train protection (ATP) fault; coping strategy

U 231.6

10.16037/j.1007-869x.2016.07.034

2015-04-07)