全自動(dòng)運(yùn)行線路清客和疏散場景分析*

孫永生 趙 斌

(1.西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，611756，成都；2.南京恩瑞特實(shí)業(yè)有限公司，211106，南京；3.蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院，730070，蘭州∥第一作者，高級(jí)工程師)

清客是一種在站臺(tái)區(qū)域讓車上乘客下車，并禁止站臺(tái)乘客上車的運(yùn)營行為。全自動(dòng)運(yùn)行線路的清客一般發(fā)生在終點(diǎn)站、折返站等固定站臺(tái)，以及有臨時(shí)需要清客的站臺(tái)。

疏散是當(dāng)正常上、下車條件不完全具備的情況下，需要車上乘客離開列車進(jìn)入線路、維修區(qū)域或應(yīng)急區(qū)域的應(yīng)急運(yùn)營行為。全自動(dòng)運(yùn)行線路的疏散一般發(fā)生在區(qū)間、列車未全部進(jìn)入或離開站臺(tái)區(qū)域的情況下。

清客和疏散功能可以保證全自動(dòng)運(yùn)行線路正常和異常情況運(yùn)營時(shí)乘客能夠安全地下車。

根據(jù)國際電工協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC 62290-1，列車運(yùn)行自動(dòng)化等級(jí)分為GoA0、GoA1、GoA2、GoA3、GoA4共5級(jí)[1]。其中滿足GoA3和GoA4要求的統(tǒng)稱為全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)。本文將著重對(duì)GoA3全自動(dòng)運(yùn)行線路的清客和疏散場景進(jìn)行分析。

1 清客

1.1 基本流程

1)信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)控列車在折返站和終到站(含臨時(shí)清客站臺(tái))停車并判定停穩(wěn)且停準(zhǔn)。

2)ATS(列車自動(dòng)監(jiān)控)子系統(tǒng)通過ATO(列車自動(dòng)運(yùn)行)子系統(tǒng)向車輛網(wǎng)絡(luò)發(fā)送清客工況指令，并通過硬線向車輛發(fā)送列車開門使能并撤銷保持列車門關(guān)閉信號(hào)，以控制列車車門打開；同時(shí)向站臺(tái)門系統(tǒng)發(fā)送開門命令，控制站臺(tái)門打開。

3)車輛網(wǎng)絡(luò)接收到清客工況指令后，自動(dòng)觸發(fā)車載廣播和PIS(乘客信息系統(tǒng))，提醒乘客下車，同時(shí)聯(lián)動(dòng)車載PIS提示乘客下車。

4)信號(hào)系統(tǒng)的ATS聯(lián)動(dòng)車站廣播，提醒站臺(tái)乘客不能上車；同時(shí)聯(lián)動(dòng)站臺(tái)PIS提示本站清客，乘客請(qǐng)勿上車。

5)在收到人工清客完成確認(rèn)信號(hào)后，信號(hào)系統(tǒng)的ATO子系統(tǒng)命令關(guān)閉車門和站臺(tái)門，清客結(jié)束。

整個(gè)過程中，控制中心調(diào)度人員可調(diào)取站臺(tái)和車載CCTV(閉路電視)畫面觀察清客情況。整個(gè)清客業(yè)務(wù)的基本功能流程如圖1所示。

圖1 清客功能基本事件流程

1.2 觸發(fā)清客場景

正常情況下，對(duì)固定站臺(tái)的清客被視為計(jì)劃內(nèi)清客。它由信號(hào)系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)根據(jù)列車計(jì)劃自動(dòng)觸發(fā)。

而對(duì)臨時(shí)清客業(yè)務(wù)，中央調(diào)度人員(行調(diào)或乘客調(diào))通過乘客調(diào)度系統(tǒng)或者直接通過信號(hào)系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)下達(dá)清客命令。或者將要進(jìn)行臨時(shí)清客的列車扣在站臺(tái)，直至清客完成確認(rèn)。

清客場景觸發(fā)流程見圖2。無論哪種情況下的清客，均要求列車在站臺(tái)范圍內(nèi)停穩(wěn)、停準(zhǔn)，且保持車門和站臺(tái)門打開狀態(tài)。車門和站臺(tái)門的關(guān)閉須收到清客確認(rèn)完成的信號(hào)或人工指示才被允許。

圖2 清客場景觸發(fā)流程

1.3 清客完成確認(rèn)

對(duì)于固定站臺(tái)的清客業(yè)務(wù)，通常會(huì)在站臺(tái)設(shè)置“清客確認(rèn)”按鈕。該按鈕通過硬線接入信號(hào)系統(tǒng)的聯(lián)鎖或者軌旁ATP(列車自動(dòng)防護(hù))子系統(tǒng)。正常情況下，站臺(tái)工作人員會(huì)查看該站臺(tái)列車的清客情況，在確認(rèn)車內(nèi)無人、站臺(tái)門和車門之間無障礙、站臺(tái)上無人靠近站臺(tái)門等條件后，再按壓“清客確認(rèn)”按鈕。信號(hào)系統(tǒng)收到該信號(hào)后，觸發(fā)各系統(tǒng)清客完成確認(rèn)流程(見圖3)。

圖3 清客完成確認(rèn)流程

而可能執(zhí)行臨時(shí)清客業(yè)務(wù)的站臺(tái)，一般不會(huì)設(shè)置“清客確認(rèn)”按鈕。需要中央調(diào)度人員(行調(diào)或客調(diào))通過車輛和站臺(tái)CCTV畫面實(shí)時(shí)查看清客狀況，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和確認(rèn)。在這種情況下，也可以要求多職能隊(duì)員或者車站值班人員到站臺(tái)進(jìn)行輔助監(jiān)督，并通過無線調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行人工確認(rèn)。如果條件允許，可以利用智能視頻圖像識(shí)別等先進(jìn)技術(shù)，通過車輛和站臺(tái)CCTV圖像，快速準(zhǔn)確地自動(dòng)生成清客確認(rèn)輔助信號(hào)，從而自動(dòng)進(jìn)行清客確認(rèn)。

在確認(rèn)清客完成后，通過乘客調(diào)度系統(tǒng)或者直接通過信號(hào)系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)下達(dá)“清客確認(rèn)”軟命令，觸發(fā)各系統(tǒng)清客完成流程(如圖3所示)。

2 疏散

當(dāng)全自動(dòng)無人駕駛列車在區(qū)間運(yùn)行時(shí)發(fā)生設(shè)備故障等情況，但線路條件、車輛狀況等可以支持維持列車運(yùn)行至前方站臺(tái)，列車將開行至前方站臺(tái)停車。如列車進(jìn)站后對(duì)位停準(zhǔn)，則執(zhí)行清客流程，必要時(shí)進(jìn)行站臺(tái)疏散；如列車對(duì)位不準(zhǔn)，在站臺(tái)區(qū)域迫停需要執(zhí)行到站疏散流程。

當(dāng)全自動(dòng)運(yùn)行列車在區(qū)間運(yùn)行時(shí)因設(shè)備故障或其他突發(fā)事件迫停；短時(shí)間無法恢復(fù)運(yùn)營，則需要工作人員至現(xiàn)場進(jìn)行指揮，按運(yùn)營要求和相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行區(qū)間有序疏散流程。當(dāng)列車迫停區(qū)間時(shí)，未有工作人員到達(dá)現(xiàn)場，乘客自行打開車門進(jìn)入?yún)^(qū)間線路，則需要中央調(diào)度人員遠(yuǎn)程引導(dǎo)乘客在區(qū)間進(jìn)行疏散。

另外，考慮到最不利情況，當(dāng)全自動(dòng)運(yùn)行線路發(fā)生火災(zāi)、爆炸和車地通信中斷等危及乘客安全的緊急狀況，導(dǎo)致列車不得不在區(qū)間迫停時(shí)，乘客須自行打開車門或逃生門進(jìn)行逃生。在此情況下，需要中央調(diào)度人員遠(yuǎn)程引導(dǎo)乘客在區(qū)間進(jìn)行疏散。引發(fā)疏散的各種事件及相應(yīng)的疏散預(yù)案如表1所示。

表1 引發(fā)疏散的事件及對(duì)應(yīng)預(yù)案表

2.1 到站疏散基本流程

1)中央調(diào)度人員通過信號(hào)系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)站列車未停準(zhǔn)，且觸發(fā)緊急制動(dòng)不能動(dòng)車。

2)中央調(diào)度人員調(diào)取相關(guān)的CCTV畫面查看，并安排車站工作人員或多職能隊(duì)員打開應(yīng)急門。

3)中央調(diào)度人員(行調(diào)或客調(diào))通過車載廣播指導(dǎo)乘客打開應(yīng)急門所對(duì)應(yīng)的車門，或者安排多職能隊(duì)員打開應(yīng)急門和列車乘務(wù)門(全自動(dòng)運(yùn)行列車不設(shè)置專用乘務(wù)門，而是將靠近站臺(tái)一側(cè)運(yùn)行方向最前端的第1個(gè)門作為乘務(wù)門)進(jìn)入列車協(xié)助乘客打開車門。如列車乘務(wù)門和應(yīng)急門未對(duì)準(zhǔn)，則須從端頭門外側(cè)小站臺(tái)隔離欄處打開隔離欄活動(dòng)門，再打開乘務(wù)門進(jìn)入列車。

4)車站工作人員在站臺(tái)應(yīng)急處置室內(nèi)廣播告知乘客客流引導(dǎo)信息，并進(jìn)入車廂進(jìn)行疏散。

列車到站疏散流程的事件流如圖4所示。

圖4 到站疏散流程的基本事件流

2.2 區(qū)間有序疏散的基本事件流程

1)中央調(diào)度人員通過信號(hào)系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)封鎖事發(fā)區(qū)間，安排相關(guān)車站工作人員通過車控室或應(yīng)急處置室ATS子系統(tǒng)設(shè)備確認(rèn)故障位置后，至現(xiàn)場組織區(qū)間疏散。

2)中央調(diào)度人員(客調(diào)或行調(diào))通過車載廣播及車載PIS做好車內(nèi)乘客安撫工作，并通過車載CCTV查看情況。

3)中央調(diào)度人員確定疏散方向，根據(jù)確定的疏散方向和疏散預(yù)案啟動(dòng)相應(yīng)的區(qū)間通風(fēng)模式及區(qū)間疏散標(biāo)識(shí)，打開區(qū)間照明。

4)多職能隊(duì)員到達(dá)迫停列車，進(jìn)入車內(nèi)打開列車逃生門開始區(qū)間疏散,原則上引導(dǎo)乘客至車站疏散。

5)中央調(diào)度人員配合現(xiàn)場進(jìn)行區(qū)間疏散車廂廣播及設(shè)置區(qū)間疏散車載PIS顯示。

6)車站工作人員在車控室或應(yīng)急處置室向車站乘客廣播車站應(yīng)急客流組織情況，并接應(yīng)疏散乘客從站臺(tái)端頭門引導(dǎo)至站臺(tái)。

7)區(qū)間疏散完畢后，中央調(diào)度人員(行調(diào)和客調(diào))與現(xiàn)場負(fù)責(zé)人及車站值班員確認(rèn)人員出清、設(shè)備恢復(fù)、具備運(yùn)營條件，然后取消區(qū)間封鎖，恢復(fù)正常運(yùn)營。

區(qū)間有序疏散的基本事件流程如圖5所示。

圖5 區(qū)間有序疏散的基本事件流程

2.3 遠(yuǎn)程引導(dǎo)區(qū)間疏散基本事件流程

如圖6所示，遠(yuǎn)程引導(dǎo)區(qū)間疏散的基本事件流程如下：

圖6 遠(yuǎn)程引導(dǎo)區(qū)間疏散基本事件流程

1)中央調(diào)度人員根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)的ATS子系統(tǒng)報(bào)警信息、車輛調(diào)度和乘客調(diào)度系統(tǒng)報(bào)警信息，獲知列車須迫停區(qū)間。

2)中央調(diào)度人員對(duì)前后相鄰列車實(shí)施扣車或截停后續(xù)進(jìn)入?yún)^(qū)間的列車，封鎖事發(fā)區(qū)間。

3)中央調(diào)度人員安排多職能隊(duì)員觸發(fā)工作人員防護(hù)開關(guān)，進(jìn)入?yún)^(qū)間登乘迫停列車。

4)中央調(diào)度人員根據(jù)報(bào)警信息和車載 CCTV 視頻，獲知列車車門或逃生門已被乘客解鎖，中央調(diào)度人員打開區(qū)間照明。

5)中央調(diào)度人員通過車載廣播指揮乘客打開車門或逃生門，引導(dǎo)乘客疏散至相關(guān)車站。

6)中央調(diào)度人員安排相關(guān)車站工作人員至現(xiàn)場接應(yīng)。

7)車站工作人員通過車控室/應(yīng)急處置室確定區(qū)間疏散位置后，趕赴現(xiàn)場接應(yīng)疏散乘客從站臺(tái)端頭門引導(dǎo)至站臺(tái)。

8)區(qū)間疏散完畢后，中央調(diào)度人員與現(xiàn)場負(fù)責(zé)人及車站值班員確認(rèn)人員出清、設(shè)備恢復(fù)、具備運(yùn)營條件后，取消區(qū)間封鎖，車站值班員恢復(fù)SPKS(人員防護(hù)開關(guān))，恢復(fù)正常運(yùn)營。

遠(yuǎn)程引導(dǎo)區(qū)間疏散時(shí)，多職能隊(duì)員趕往事發(fā)列車與乘客下車自行疏散同步進(jìn)行；多職能隊(duì)員趕往事發(fā)地點(diǎn)后，主要工作是清障、恢復(fù)設(shè)備和確認(rèn)列車運(yùn)營條件。該情況下，一般需要引導(dǎo)乘客向遠(yuǎn)離事發(fā)地點(diǎn)的一側(cè)車站疏散撤離。僅當(dāng)確認(rèn)區(qū)間內(nèi)沒有致命氣體和塵埃等擴(kuò)散物時(shí)，才應(yīng)根據(jù)其他條件或預(yù)案引導(dǎo)乘客向兩端疏散。

2.4 疏散場景的注意事項(xiàng)

由于疏散是在乘客正常上、下車條件不完全具備的情況下，乘客可以離開無人駕駛列車的一種場景。為保證乘客安全，疏散流程和規(guī)則的制定需要格外注意一些不利因素，并給出相應(yīng)對(duì)策。

在疏散過程中，只有當(dāng)列車停穩(wěn)后，車門才能被允許打開，且參與疏散的人員(除乘客外)和信號(hào)系統(tǒng)共同保證只有“安全側(cè)”的車門被打開。如果乘客因車門在站臺(tái)區(qū)域外打開能夠進(jìn)入軌道，運(yùn)營人員應(yīng)該能有效監(jiān)控乘客動(dòng)向，并在列車周邊建立防護(hù)區(qū)域以防止其他列車駛?cè)搿?/p>

對(duì)采用第三軌供電的線路，應(yīng)在供電軌周圍設(shè)置警示標(biāo)識(shí)。列車車門打開前應(yīng)確保斷電，且盡可能在遠(yuǎn)離供電軌的一側(cè)進(jìn)行疏散，并通過遠(yuǎn)程廣播進(jìn)行持續(xù)語音引導(dǎo)，如條件允許還應(yīng)通過遠(yuǎn)程視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以有效防止乘客疏散過程中觸電。

如果車站或區(qū)間疏散是由火災(zāi)、爆炸、毒氣泄漏引起的，還應(yīng)確保乘客疏散撤離方向與通風(fēng)方向一致，并能夠進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程或現(xiàn)場引導(dǎo)。

另外，遠(yuǎn)程引導(dǎo)區(qū)間疏散時(shí)，要求調(diào)度人員及時(shí)、準(zhǔn)確地判定事發(fā)地點(diǎn)、可疏散方向和列車迫停位置，并及時(shí)遠(yuǎn)程告知乘客疏散方向，以最大程度地提高疏散效率、降低疏散風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)語

新一代的全自動(dòng)運(yùn)行列車控制系統(tǒng)以列車運(yùn)行全自動(dòng)化為目標(biāo)，同時(shí)兼顧運(yùn)維智能化，已經(jīng)得到了社會(huì)的廣泛認(rèn)同，且正處在廣泛應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展階段。

全自動(dòng)運(yùn)行運(yùn)營體系的運(yùn)營場景復(fù)雜，專業(yè)結(jié)合程度高，人機(jī)協(xié)作要求更加默契。對(duì)清客、疏散場景進(jìn)行研究并建立有效的應(yīng)急機(jī)制和預(yù)案，除能保證乘客正常上、下車之外，也能夠保證乘客安全到達(dá)目的地，突發(fā)情況下乘客亦能安全下車并到達(dá)指定地點(diǎn)。這對(duì)提升以乘客為本的運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量有深遠(yuǎn)意義。

另外，全自動(dòng)運(yùn)行運(yùn)營體系中“多職能隊(duì)員”將起到比“司機(jī)+維護(hù)人員+巡視人員”更大的作用，也必須具備更高的多專業(yè)綜合知識(shí)、多任務(wù)處置水平、應(yīng)急處置能力等綜合業(yè)務(wù)素養(yǎng)。