UTO模式下的地鐵列車疏散方案研究

張文文 張 潛 肖 飛

(中國中車南京浦鎮車輛有限公司，210031，南京∥第一作者，高級工程師)

UTO(無人值守全自動運行)系統是基于現代計算機、通信、控制和系統集成等技術實現列車運行全過程自動化的新一代城市軌道交通控制系統,滿足GoA4級功能要求。隨著信號、車輛、通信、綜合監控等領域的技術進步和完善，城市軌道交通全自動無人駕駛技術日趨成熟，目前北京、上海、香港等多個城市的全自動無人駕駛列車相繼投入運行，基于UTO模式的車輛已成為城市軌道交通的新生力量。

列車以UTO模式運行時，由于無司機值守，緊急情況下如何進行乘客疏散成為安全行車的重中之重，本文著重對UTO模式下的地鐵列車疏散方案進行研究分析。

1 疏散功能定義

疏散是指在不具備乘客正常上下車條件的情況下，乘客可以離開無人駕駛列車的一種功能。其主要功能需求為：只有當列車停車后，才允許車門被乘客打開；只允許打開“安全側”的客室門；如果乘客進入軌道，需在列車周邊建立防護區域以防止其他列車接近。

2 疏散基本流程

地鐵列車在UTO模式下運行時，OCC(運營控制中心)收到遠程綜合監控系統報警或者乘客報警信息后，將立即調用車載CCTV(視頻監控)，核實并確認故障或突發事件的真實性及嚴重等級。若報警信息為系統設備假故障或輕微事件，不會危及列車及乘客人身財產安全時，OCC工作人員可忽略當前報警信息，或對系統故障報警信息進行復位確認，列車將繼續保持運行；若當前情況已經危及到列車及乘客人身財產安全，OCC工作人員需立即啟動安全疏散流程，正線調度員應立即通過廣播系統對乘客進行安撫指導，同時協同車站工作人員制定安全有效的方案，保證乘客能夠盡快疏散至安全區域，具體疏散流程如圖1所示。

圖1 UTO模式下的地鐵車輛疏散基本流程

3 疏散場景分類

對于UTO模式下地鐵列車的疏散場景，需要進行安全有效組織的主要有火災、客傷事件(如乘客異動或突發疾病)、列車嚴重故障或事故(如失去牽引力無法運行、脫軌、撞車)等場景。從上述場景的危害等級以及列車自身是否具備行車條件兩方面來考慮，可將疏散分為站臺疏散及區間疏散兩種。

3.1 站臺疏散

當發生火災或客傷事件時，OCC可通過火災報警系統、乘客緊急對講裝置、乘客緊急解鎖裝置及車載CCTV監控等輔助方式及時獲知列車及乘客當前狀態。車載ATC(列車自動控制)亦將根據收到的列車火災、緊急解鎖等信息并結合列車當前位置信息，控制列車停靠當前站臺或下一站臺，實現站臺疏散。例如，當列車駛出站臺且駛出距離小于半列列車長度時，列車至少有一個客室車門仍位于站臺區域，因此車載ATC將立即觸發緊急制動，保障乘客在本站臺立即疏散；若列車已經位于區間或當列車已駛出站臺且駛出距離大于半列列車長度時，進行本站臺疏散已經不具備可能性，車載ATC將控制列車繼續運行到下一站站臺后停車，保障乘客在下一站站臺疏散，同時OCC將提前通知前方車站進行各項站臺疏散準備，組織人員救援事宜。

3.2 區間疏散

當列車發生嚴重故障或事故導致迫停區間時，列車已經不再具備繼續運行至下一站站臺的條件，因此必須在區間立即進行安全疏散。區間疏散可分為區間有序疏散及遠程引導區間疏散兩種。

OCC通過控制中心信號終端、綜合遠程告警系統、乘客緊急對講裝置和乘客緊急解鎖裝置等輔助方式獲知列車迫停位置以及列車故障信息后，結合當前列車及乘客狀態組織區間疏散。

1)區間有序疏散：若列車在區間因設備故障(如牽引制動系統故障、弓網故障等)導致迫停區間時，由于短時間內無法恢復運營，且當前工況暫時不會危急乘客人身財產安全，正線調度人員可組織車站工作人員至現場接應指揮。車站工作人員到達迫停列車后，進入客室打開車門組織乘客有序疏散至就近車站。區間有序疏散在提高疏散效率的同時，也可避免乘客踩踏等二次傷害的風險。

2)遠程引導區間疏散：若列車因爆炸、沖突或脫軌等突發事故導致區間迫停，此種工況嚴重危急乘客人身安全，因此需要立即組織乘客疏散。正線調度人員需盡快確定疏散方向，通過車廂廣播遠程引導乘客疏散至相關就近車站，確保乘客安全。

4 疏散授權建立流程

建立疏散授權是進行安全疏散的前提條件，只有具備授權的“安全側”的車門才能夠被乘客打開。疏散授權由ATS(列車自動監控)遠程建立或者由車載ATC自動建立。

對于進行站臺疏散的列車，列車停穩于站停車窗，且客室門與站臺屏蔽門對準，車載ATC系統將默認線路數據庫中預定義的開門側為安全側，自動控制車門打開并允許乘客從正常開門側下車疏散。

對于迫停區間的列車，ATS可根據當前實際情況確認允許建立疏散授權或者拒絕建立授權(流程如圖2所示)，具體控制策略及疏散步驟為：

圖2 迫停區間列車的疏散授權建立流程圖

1)ATS上彈出乘客緊急手柄請求信息，并顯示列車相關告警信息；

2)ATS上彈出一個對話框，框內顯示“允許”和“拒絕”按鈕，同時系統自動開啟30 s倒計時(具體參數可通過軟件調整)；

3)若OCC人員在倒計時過程中點擊“允許”按鈕，則車載ATC立即自動輸出車門授權信號，此時乘客可通過緊急解鎖裝置打開車門；

4)若OCC人員在30 s倒計時內不做任何操作，則系統倒計時為0后，車載ATC自動輸出車門授權信號，此時乘客可通過緊急解鎖裝置打開車門；

5)若OCC人員在倒計時過程中點擊“拒絕”按鈕，則車載ATC保持車門關閉，延時倒計時消失，此時乘客無法通過緊急解鎖裝置打開車門；

6)若OCC人員拒絕車門打開，乘客再次通過緊急手柄進行請求時，則延時重新開始，跳轉到步驟1)。

5 疏散防護區域建立規則

全自動駕駛線路具備軌道關閉功能，該功能觸發后，相應軌道將無速度碼，其所屬進路將無法被排列，軌道被封鎖。如圖2所示，信號軌旁系統通過激活一個或多個預定義的RAUZ(行車授權區域)來保護相關線路區域，可以防止自動運行列車在該區域運行(例如縮短移動授權)。此外RAUZ狀態也被傳送至軌旁聯鎖系統，軌旁聯鎖系統收到RAUZ激活狀態后，設置相應的信號機為受限狀態。

圖3 RAUZ防護疏散區域

一旦疏散授權建立，乘客可以離開列車進入軌道區域時，ATS顯示“車載疏散進行中”。此時疏散防護區域將由信號系統自動建立或由ATS手動建立，從而保證乘客所在軌道線路內的其他列車間保持足夠的安全距離，避免疏散過程中列車及乘客的侵害風險。

6 其它疏散輔助措施

OCC組織疏散過程中，應建立以信號系統控制為主導，其它PIS(乘客信息系統)、通信、遠程告警綜合監控等子系統輔助配合的控制策略；堅持以人為本，快速有效制定安全有序的疏散方案，保障所有乘客能夠盡快疏散至安全區域。

1)在客室的明顯位置張貼操作提示語，用于提示乘客在緊急情況下操作緊急解鎖裝置下車；在緊急解鎖裝置面板上安裝指示燈，該指示燈在疏散授權存在時保持常亮，提示乘客可進一步操作緊急解鎖并打開車門完成疏散。

2)車載TCMS(列車網絡控制系統)實時收集車輛各子系統設備狀態及故障信息，并上傳至遠程告警綜合監控系統，為OCC工作人員進行方案制定提供輔助判斷依據。

3)列車火災和乘客緊急解鎖裝置等設備與車載攝像頭具有視頻聯動功能，一旦發生上述情況，客室對應位置攝像頭會立即觸發聯動，相關視頻畫面可顯示在OCC大屏。此外，OCC工作人員可隨時遠程調看列車攝像頭視頻監控畫面，實時獲知客室內現場情況，為疏散提供事實依據。

4)每節車廂的客室內布置乘客緊急對講裝置，用于實現緊急情況下乘客與OCC工作人員的實時通話。

5)針對迫停列車，根據載客工況、已迫停時間等信息，廣播系統在超過規定停車時間后自動播放乘客安撫信息廣播。每隔幾分鐘進行一次廣播，廣播詞為無需判斷類的內容，如“列車稍作停留，請乘客耐心等待”等，避免乘客產生恐慌心理，避免發生二次踩踏等事故。

6)OCC工作人員可通過廣播系統安撫乘客情緒并引導乘客疏散，車載 PIS可播放系統預錄或由ATS遠程下發的緊急廣播內容，并在客室顯示屏上顯示相關信息。

7)進行區間疏散前，OCC工作人員根據確認的疏散方向和疏散預案啟動相應的區間通風模式以及區間疏散標志，打開區間照明。

7 結語

故障導向安全一直是采用UTO模式的列車的基本設計原則。地鐵列車一旦發生緊急情況，制定安全有效的應急疏散方案、快速合理地組織乘客疏散至安全區域是當務之急。在組織疏散過程中，OCC、站臺、信號、車輛、通信和綜合監控等各專業需緊密配合，以人為本，保障乘客安全。