有軌電車信號設(shè)計(jì)安全與效率的平衡探討

鐘朱婷 聶 超 寧 博 荀雪月

（通號萬全信號設(shè)備有限公司，杭州 310000）

1 概述

安全是指不受威脅、沒有危險(xiǎn)、危害、損失。國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 28001)對“安全”給出的定義是:“免除了不可接受的損害風(fēng)險(xiǎn)的狀態(tài)”。現(xiàn)在人們處處都講求安全，如食品安全、防火安全、出行安全等。 生活中無處不存在危險(xiǎn)， 無處不需要安全。

效率是指在給定投入和技術(shù)等條件下，最有效地使用資源以滿足設(shè)定的愿望和需要的評價(jià)方式。在這個(gè)快速發(fā)展的時(shí)代，生活的節(jié)奏也越來越快，因此效率就變得尤為重要。從時(shí)速160 km的鐵路，發(fā)展至?xí)r速250 km的和諧動車組，再到2017年9月試運(yùn)營的時(shí)速為350 km的“復(fù)興號”。列車運(yùn)行速度越來越快，通行效率越來越高。

安全與效率是天平的兩邊，太過追求安全勢必會降低效率，而太過追求效率勢必會影響安全。一個(gè)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)，是指當(dāng)一個(gè)影響安全的情況發(fā)生時(shí)，通過采取降低效率的手段（比如停車、停電、系統(tǒng)宕機(jī)、系統(tǒng)切斷輸出等措施），達(dá)到保證安全的目的。那在“安全”與“效率”之間應(yīng)該如何去選擇一個(gè)平衡點(diǎn)，達(dá)到一個(gè)最優(yōu)的方案呢？

2 研究思路

某案例設(shè)定的場景:當(dāng)聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)未驅(qū)動信號機(jī)點(diǎn)綠燈，卻采集到該信號機(jī)的綠燈回采信號（簡稱為“無驅(qū)有采”），常規(guī)解決方法是聯(lián)鎖全站不對外輸出任何控制指令，只接收外部信號設(shè)備狀態(tài)信息，直到無驅(qū)有采情況被解決才恢復(fù)正常輸出。但這也就意味著，一旦下層執(zhí)行設(shè)備（板卡或繼電器）發(fā)生接點(diǎn)粘連或軟件處理故障一直反饋錯(cuò)誤信息，亦或是外部信號設(shè)備故障短路都會導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入癱瘓狀態(tài)。值得注意的是，聯(lián)鎖系統(tǒng)本身并未死機(jī)，它還正常工作，所以遇到這種情況即使重啟系統(tǒng)也解決不了問題。

這樣處理，確實(shí)解決了問題，因?yàn)椴粫e(cuò)誤輸出引發(fā)事故，也符合故障導(dǎo)向安全的原則。但是這樣處理嚴(yán)重影響整個(gè)站場的運(yùn)作。假如，這架有驅(qū)無采的信號機(jī)只是在盡頭線上一架運(yùn)作率很低的信號機(jī)，但系統(tǒng)卻因?yàn)檫@一架信號機(jī)使這個(gè)站場無法進(jìn)行接發(fā)車、調(diào)車作業(yè)，嚴(yán)重影響站內(nèi)行車，甚至影響與鄰站的作業(yè)，顯然是不合適的。

因此建議的做法是:

1）以該架信號機(jī)為始端的基本進(jìn)路不能排列；

2）以該架信號機(jī)為終端的基本進(jìn)路不能排列；

3）與1）進(jìn)路敵對的進(jìn)路不能排列；

4）在1）進(jìn)路中的道岔及防護(hù)道岔單鎖。

簡而言之，可以認(rèn)為所有以該架信號機(jī)為始/終端的基本進(jìn)路都鎖閉。

這樣做的好處是通過小范圍的處理來解決問題。只針對存在危險(xiǎn)因素、可能影響安全的進(jìn)路做故障導(dǎo)向安全處理。而站場內(nèi)的其他進(jìn)路依然可以正常進(jìn)行接發(fā)車、調(diào)車作業(yè)。

3 實(shí)例分析

關(guān)于安全和效率的平衡，本文提出的解決方法是:據(jù)場取點(diǎn)。意思是在不同的應(yīng)用場景下，在安全和效率的選擇上側(cè)重點(diǎn)會有所不同。

隨著時(shí)代變遷，各種交通工具發(fā)展迅速，如今一種新型的城市軌道交通方式——有軌電車已經(jīng)漸漸遍布國內(nèi)多個(gè)城市。到處可見似公交又似地鐵的“家伙”在社會道路上行駛。有軌電車屬于低速交通，最高設(shè)計(jì)時(shí)速約70 km，有點(diǎn)類似公交，但載客量較公交大。因?yàn)樗俣炔豢欤伤緳C(jī)目視行車來保證安全。

以下針對有軌電車一個(gè)有爭議的十字路口信號設(shè)計(jì)展開討論。如圖1所示站場圖，有兩種設(shè)計(jì)思路，其一是依照國鐵的標(biāo)準(zhǔn)要求來設(shè)計(jì)，存在交叉線路的進(jìn)路都屬敵對進(jìn)路，如S13-S24進(jìn)路與S23-S11敵對；第二種設(shè)計(jì)思路，有軌電車主要靠司機(jī)目視行車保證安全，而十字路口可以在保證安全的前提下，為了提高行車效率、減少道路負(fù)擔(dān)而不做敵對。沒有絕對的理由說哪一種處理方式更好，只是出發(fā)點(diǎn)不同而引起的。一個(gè)是覺得避免不安全因素，選擇保守處理方式；另一個(gè)則是思維較為大膽，敢于在新環(huán)境下提出打破規(guī)則的方式來處理問題。

針對上述問題，按照第二種思路設(shè)計(jì)，在交叉線路上不做進(jìn)路敵對處理，原因有3點(diǎn)。

圖1 有軌電車十字路口信號平面布置圖Fig.1 Tram signals layout at level-crossing

1）司機(jī)目視行車保證安全，按照這個(gè)原則，有軌電車系統(tǒng)只在道岔區(qū)段進(jìn)行安全防護(hù)，其他區(qū)段依賴于司機(jī)的目視。如果路口前的道岔距路口停止線有一段距離，可以做短進(jìn)路方式，引導(dǎo)有軌電車首先通過道岔，在停止線前依據(jù)交警信號通過路口。但是如果道岔在路口停止線內(nèi)部時(shí)，則情況較為復(fù)雜，有軌電車通過路口的方式，需由有軌電車與交警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)鎖控制，盡可能的保持有軌電車進(jìn)路與交警允許信號一致，以在保持進(jìn)路安全的前提下提高通過效率。

2）十字路口交通過于復(fù)雜，車流量過大，道路負(fù)擔(dān)過重，敵對會影響車輛的通行效率。

3）即使在聯(lián)鎖上不做敵對處理，也有社會信號燈的限制來進(jìn)一步保證安全。關(guān)于第3點(diǎn)的補(bǔ)充說明是，假如此時(shí)交警控制的信號和有軌電車專用信號開放的是S23-S11方向進(jìn)路，那么S13-S24進(jìn)路的有軌電車專用信號即使開放也會被擋在社會信號燈前，避免列車交匯可能引發(fā)撞車等事故。不做敵對的好處是能讓列車提前進(jìn)入路口節(jié)省時(shí)間，這與道路交通設(shè)計(jì)的左轉(zhuǎn)待轉(zhuǎn)區(qū)道理是一樣的。

4 結(jié)束語

綜上所述，在軌道交通信號設(shè)計(jì)，特別是新型軌道交通制式有軌電車信號設(shè)計(jì)上，存在與常規(guī)信號設(shè)計(jì)不一致的情況，核心問題是安全與效率的選擇。在安全與效率的抉擇上，毫無疑問首要選擇的是安全，但是很多時(shí)候可以不用通過犧牲效率的方式來達(dá)到保證安全的目的，在一定程度上兩者也是可以共存的，主要目標(biāo)是找到他們的平衡點(diǎn)。

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