城市軌道交通列車故障救援研究

操杰CAO Jie

（武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，武漢 430205）

0 引言

城市軌道交通列車故障救援是指因動(dòng)力系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等故障導(dǎo)致列車不能自行運(yùn)行，而需其他列車條件幫助其繼續(xù)運(yùn)行的救援工作。列車故障是常發(fā)生的城市軌道交通運(yùn)營(yíng)突發(fā)故障，故障突發(fā)時(shí)，列車無法動(dòng)車，故障列車后續(xù)列車被迫運(yùn)緩或停車，堵塞線路，導(dǎo)致大面積列車運(yùn)行中斷，影響正常地鐵運(yùn)營(yíng)，導(dǎo)致大量旅客滯留車站，降低客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量，甚至導(dǎo)致意外事故發(fā)生。各地鐵公司都十分重視故障列車救援，都制定故障列車救援預(yù)案，但列車故障發(fā)生地點(diǎn)、在線列車不同，故而故障救援方案不同，有的地鐵公司救援方案達(dá)二十種之多，致使行車工作人員選擇列車故障救援方案十分困難，執(zhí)行遲緩。如何制定正確的列車救援方案、迅速、有效，安全、及時(shí)地開展救援和恢復(fù)運(yùn)營(yíng)，是城市城市軌道交通運(yùn)營(yíng)組織者和管理者必須認(rèn)真研究的重要課題。

經(jīng)過研究和實(shí)踐表明，制定列車故障救援方案時(shí)，如能夠按科學(xué)流程進(jìn)行，如能對(duì)選擇救援列車、故障列車退出地點(diǎn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行正確選擇，行車調(diào)度就能科學(xué)、及時(shí)地制定救援方案，救援工作就能夠達(dá)到事半功倍的效果，提高運(yùn)營(yíng)恢復(fù)速度，縮短故障列車影響時(shí)間，提升地鐵的服務(wù)質(zhì)量。

1 組織列車故障救援的原則

1.1 嚴(yán)格執(zhí)行啟動(dòng)列車救援的原則

列車發(fā)生故障，被迫停車后，司機(jī)首先報(bào)告行調(diào)，然后對(duì)故障進(jìn)行處理；行車調(diào)度對(duì)故障列車后行列車進(jìn)行扣停和對(duì)其它列車進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整。當(dāng)司機(jī)不能有效處理故障時(shí)，可向車輛維修技術(shù)人員尋求技術(shù)支持；當(dāng)司機(jī)判斷故障無法排除或處理時(shí)間超過一定的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，行車調(diào)度員應(yīng)立即啟動(dòng)列車救援程序。如果延遲啟動(dòng)，會(huì)增加對(duì)正線運(yùn)行列車影響，降低服務(wù)質(zhì)量。列車故障救援是一存在不安全因素且對(duì)運(yùn)營(yíng)影響較大的行車組織工作，沒有達(dá)到規(guī)定條件而輕易啟動(dòng)列車救援，可能會(huì)發(fā)生對(duì)不需要救援的列車進(jìn)行求援，不僅增加事故發(fā)生概率，而且影響列車運(yùn)行，還浪費(fèi)大量人才和物力。

一般地鐵規(guī)定，司機(jī)處理列車故障，允許時(shí)間為3 分鐘，司機(jī)確信不能處理或3 分鐘后還不能動(dòng)車時(shí)，可通過行車調(diào)度向車輛段檢調(diào)提出技術(shù)指導(dǎo)，同時(shí)繼續(xù)處理故障；列車的故障處理允許時(shí)間為6 分鐘，如仍不能動(dòng)車時(shí)，由行調(diào)決定啟動(dòng)列車救援時(shí)。

1.2 確保安全原則

安全是城市軌道交通運(yùn)營(yíng)最基本要求，在列車故障救援時(shí)也確保救援方案的安全性。例如，在救援實(shí)施過程中，應(yīng)盡量避免救援車連掛故障車后的車組向反方向運(yùn)行時(shí)，確保該車組不與其他運(yùn)行列車發(fā)生沖突。而且，反方向運(yùn)行時(shí)，閉塞方式需要改變，導(dǎo)致安全系數(shù)降低，致事故發(fā)生概率增加。在救援方案選擇時(shí)，應(yīng)盡量選擇安全性較高的方案。

1.3 工作高效原則

應(yīng)用最少時(shí)間完成列車故障救援，確保其工作其對(duì)其他在線列車的影響最小。故障車存放地點(diǎn)應(yīng)選擇距離故障列車最近的地點(diǎn)，應(yīng)選擇退出速度較高的救援方案，減少其在運(yùn)營(yíng)線上的運(yùn)行時(shí)間，縮短其對(duì)在線列車影響時(shí)間。

1.4 影響最小原則

列車救援，影響范圍越少越好，特別是對(duì)其它列車的影響越少，運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量才能有保證，服務(wù)水平才能不降低。因此，在救援方案選擇時(shí)，盡量選擇對(duì)其它列車影響小的方案。

1.5 全面服務(wù)原則

在列車故障救援處理時(shí)，行車調(diào)度要有全局觀，不能只關(guān)注列車故障救援，而忽略了其他列車運(yùn)行。在列車故障救援處理過程中，全方位考慮在線列車運(yùn)行。一方面，對(duì)沒有受影響列車，保證其正常運(yùn)行；另一方面對(duì)受影響列車，采取科學(xué)調(diào)整措施，特別地，要科學(xué)地控制兩列車間的追蹤間隔時(shí)間，還要避免出現(xiàn)后車的站外停車，實(shí)現(xiàn)列車帶客均衡，避免大客流事件發(fā)生，整體降低乘客等待時(shí)間，降低乘客旅行時(shí)間總和，提高服務(wù)質(zhì)量。

2 制定故障列車救援方案

制定故障列車救援方案時(shí)，首先要選定故障列車退出地點(diǎn)，然后合理地確定擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)列車，科學(xué)確定列車進(jìn)路方向，最后，利用準(zhǔn)備好的線路圖，繪制救援方案，并確定列車運(yùn)行調(diào)整措施。

2.1 確定故障列車退出地點(diǎn)

故障列車必須回送車輛段，但根據(jù)時(shí)機(jī)不同，可以分一次回送，和兩次回送。當(dāng)非高峰時(shí)段，故障列車一次回送車輛段；高峰時(shí)段，故障列車先送入就近車站存車線，過高峰時(shí)段再組織列車送故障列車回車輛段。

一般情況，在高峰時(shí)段，故障列車退出地點(diǎn)按“就近原則”進(jìn)行選擇，提高故障列車退出速度，減少故障列車對(duì)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的影響，可選擇就近有配線車站。其它時(shí)段，選擇車輛段作為故障列車退出地點(diǎn)。因此一般有兩種地點(diǎn)選擇。

①車輛段。

回車輛段是救援的第一選擇。為了不發(fā)生故障列車停留在輔助線影響行車調(diào)整以及避免二次救援對(duì)運(yùn)營(yíng)結(jié)束后施工造成的影響，行調(diào)應(yīng)安排一次將故障車送回車輛段，用最短時(shí)間將隱患清出正線。

②車站配線。

當(dāng)無法將故障列車及時(shí)送回車輛段；或者救援車組運(yùn)行速度遠(yuǎn)低于正常列車速度，運(yùn)行距離較長(zhǎng)，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，影響后續(xù)列車運(yùn)行時(shí)，特別是高峰時(shí)段，應(yīng)將故障車與救援車一起推送至最近輔助線，退出服務(wù)。

2.2 確定擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)的列車

救援故障列車的選取，一般是根據(jù)故障列車退出地點(diǎn)、在線列車分布上和線路情況等因素確定。

①選擇后續(xù)列車擔(dān)任救援列車。

大多數(shù)情況，優(yōu)先選擇后續(xù)列車擔(dān)任救援列車。選擇后續(xù)列車擔(dān)任救援主要有以下原因。

在列車發(fā)生故障后，司機(jī)判斷故障，到確定啟動(dòng)救援的這段時(shí)間，故障列車前方的列車?yán)^續(xù)向前運(yùn)行，離故障列車越來越遠(yuǎn)，前行列車運(yùn)行6 分鐘，可能已向前運(yùn)行了2 個(gè)區(qū)間或以上，后方列車向故障列車停車點(diǎn)運(yùn)行，離故障列車越來越近，最近可能只有幾百米。采用后續(xù)列車推進(jìn)救援，可以減少列車運(yùn)行的距離和時(shí)間。

救援采用牽引方式時(shí)，救援列車需進(jìn)行3 次的換端作業(yè)和重新啟動(dòng)列車，增加作業(yè)時(shí)間，救援時(shí)間延長(zhǎng)；救援采用推進(jìn)方式時(shí)，列車只需進(jìn)行1 次換端作業(yè)即可完成，壓縮作業(yè)時(shí)間，提高救援速度。救援采用后續(xù)列車推進(jìn)，只是影響了一條線（上行線或下行線之一）的列車運(yùn)行；而救援采用前方列車牽引時(shí)，在救援車組進(jìn)入停車線時(shí)還會(huì)占用鄰線，影響鄰線列車運(yùn)行。

②選擇前行列車救援。

選用前行列車救援是因?yàn)椴荒苓x擇后續(xù)列車進(jìn)行救援。例如，在終點(diǎn)站，列車折返的過程中發(fā)生故障，列車正好壓在折返道岔，此時(shí)只能組織前行列車救援。此類故障發(fā)生時(shí)，行調(diào)必須提前預(yù)想、及時(shí)果斷扣停前行列車，組織救援車反方向運(yùn)行，實(shí)施救援。

前行列車救援，是指利用前行列車反方向運(yùn)行，連掛故障列車，牽引或推進(jìn)故障車進(jìn)行救援的方法。如圖1，列車0113 在出A 站后發(fā)生故障，其前行列車為0215，后行列車為1012，如果用1012 次列車將故障列車送入A 站折返線停車，則在線列車會(huì)一次少兩列列車，嚴(yán)重影響在線列車數(shù)量，對(duì)運(yùn)營(yíng)造成巨大沖擊，因此，行調(diào)只能命令前行0215 次列車擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)，將0113 次列車推入折返線后線后再恢復(fù)運(yùn)行。

圖1 實(shí)施“逆向救援”示意圖

③其它列車擔(dān)任救援車。

還可以采用鄰線列車、車輛段列車或工程車救援擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)。

由于故障列車退出地點(diǎn)或其它原因，后續(xù)車不能擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)時(shí)，可安排鄰線列車通過折返線折返，擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)。列車需救援工作在首尾班車開行的時(shí)間段時(shí)，為了保證首尾班車的正常開行，也可考慮安排鄰線列車擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)。

電客車故障發(fā)生在運(yùn)營(yíng)期間，原則上不安排工程車擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)。當(dāng)出現(xiàn)接觸網(wǎng)斷電，電客車無法擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)時(shí)，也可安排工程車擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)。

接觸軌供電的線路存在斷電區(qū)長(zhǎng)度不足一列時(shí)，可以安排雙列列車擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)。

還有一種方式，就是啟動(dòng)后端動(dòng)車。城市軌道交通列車前后兩端都具有駕駛室，有時(shí)行車調(diào)度可以要求故障列車司機(jī)在故障處理中嘗試后端動(dòng)車以避免救援。當(dāng)列車剛出有輔助線車站時(shí)，突發(fā)故障時(shí)，行車調(diào)度除安排后行列車擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)外，可以指示司機(jī)嘗試啟動(dòng)列車后端駕駛室，如果能夠動(dòng)車，就命令司機(jī)清客后直接將故障車反方向牽引至車站輔助線，退出運(yùn)營(yíng)，這各方法相較由其他列車擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)，具有節(jié)省出清正線時(shí)間等明顯優(yōu)點(diǎn)。

2.3 確定進(jìn)路方向

進(jìn)路方向有逆向或順向兩種。進(jìn)路逆向?qū)\(yùn)營(yíng)秩序的影響很大，當(dāng)救援列車逆向運(yùn)行的距離較遠(yuǎn)和運(yùn)作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，對(duì)在線其他列車的運(yùn)行影響較大，故列車救援方案盡量避免使用逆向進(jìn)路。如果救援列車能夠采用順向進(jìn)路，就最好選擇順向進(jìn)路。

例如，前行列車救援后，救援車組可能要在逆向進(jìn)路運(yùn)行，減少列車在逆向進(jìn)路運(yùn)行對(duì)運(yùn)的影響，行調(diào)可以利用合理使用渡線將救援過程中的變逆向進(jìn)路改為順向進(jìn)路。

如圖2 所示，當(dāng)在F 站附近1312 次列車出現(xiàn)故障需要救援時(shí)，行車調(diào)度命令0114 次列車清客后前往擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)，由于故障地點(diǎn)離車輛段相對(duì)較近，兩車連掛的救援車組，可不采用向前推進(jìn)而在逆向進(jìn)路運(yùn)行回車車輛段，還為了不對(duì)其他上行列車的干擾，0114 次牽引故障車到F 站，然后清客，經(jīng)F 站渡線折返至下行線，再正向牽引故障列車回車輛段，這樣就將逆向進(jìn)路改為順向進(jìn)路，提高救援車組速度，增強(qiáng)作業(yè)安全性，使上行線可以很快開通，同時(shí)對(duì)下行線列車運(yùn)行的影響也得到有效控制，將故障救援工作對(duì)在線列車運(yùn)行的總體影響降到最低。

圖2 變“逆向進(jìn)路”為“正向進(jìn)路“

2.4 制定列車故障救援方案

2.4.1 繪制的救援方案

使用打印好的線路圖，在線路圖中，畫出故障列車位置及提擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)列車位置，繪制正常擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)列車走行路徑，確定清客車站，確定連掛，繪制擔(dān)當(dāng)救援任務(wù)列車并將故障列車送入退出地點(diǎn)的詳細(xì)過程。如圖3，1104次發(fā)生故障被迫停車。根據(jù)故障列車退出地點(diǎn)選取原則，計(jì)劃將列車推送進(jìn)B 站的折返線停車。根據(jù)線路狀態(tài)和在線列車運(yùn)行情況，選擇后行列車1102 次進(jìn)行救援。

圖3 繪制救援方案圖

在救援工作關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以標(biāo)注注意事項(xiàng)和安全控制方法。

2.4.2 確定救援時(shí)間

根據(jù)規(guī)定列車運(yùn)行速度。一般根據(jù)公式（1）計(jì)算救援過程所需要時(shí)間T。

t到故障點(diǎn)——救援列車到達(dá)故障列車停車點(diǎn)的時(shí)間；

t連掛——救援列車連掛故障列車時(shí)間；

t連掛列車——故障列車與救援列車聯(lián)掛后的聯(lián)掛列車運(yùn)行到退出點(diǎn)時(shí)間。

此處，時(shí)間計(jì)算一般根據(jù)列車運(yùn)行速度和路徑長(zhǎng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大致估算確定。

2.4.3 確定列車運(yùn)行調(diào)整措施

確定救援方案后，可以通過相應(yīng)運(yùn)行調(diào)整措施對(duì)列車運(yùn)營(yíng)進(jìn)行調(diào)整。

①通過調(diào)整列車停站時(shí)間，調(diào)整運(yùn)行列車間隔時(shí)間，提高服務(wù)水平；

②在有的區(qū)段可以通過讓列車提前折返，維持列車運(yùn)營(yíng)服務(wù)；

③有時(shí)還可以使用備用列車，維持地鐵運(yùn)營(yíng)服務(wù)。

一般情況，根據(jù)線路、列車位置、備用列車情況，靈活地進(jìn)行列車運(yùn)行調(diào)整，最大限度地保證服務(wù)質(zhì)量。

3 應(yīng)用案例

如圖4，某日8:12，某地鐵0408 次列車在元通站故障無法動(dòng)車，行車調(diào)度員一方面要求司機(jī)按規(guī)定處理；另一方面確認(rèn)在線列車運(yùn)行情況。

①客車的故障處理時(shí)間原則上為6 分鐘，如仍不能動(dòng)車時(shí)，啟動(dòng)列車救援。

②根據(jù)列車0408 的位置，按就近原則，決定將故障列車送入奧體車站折返線停車。再根據(jù)線上列車運(yùn)行情況，因?yàn)椴荒苡煤笮辛熊嚀?dān)當(dāng)救援（后行列車救援后無法與故障列車分離），所以決定使用其前行列車0308 次擔(dān)當(dāng)救援列車。

③繪制列車救援路徑圖，如圖4 標(biāo)線所示。計(jì)算列車救援所需時(shí)間，0308 清客2 分鐘，0308 運(yùn)行到元通站6 分鐘，連掛0308 次列車用時(shí)2 分鐘，0308 次列車推送0408次運(yùn)行到奧體站5 分鐘，合計(jì)15 分鐘。0308 在奧體車站摘車后換向，投入運(yùn)營(yíng)。在救援列車接近故障列車，進(jìn)行連掛過程中，組織0707 折返后的0508 次出折返線在適當(dāng)位置等待；組織0907 進(jìn)奧體車站折返線，下客，折返，以0608 次投入運(yùn)營(yíng)，上客等待。在故障列車過渡線后，0508次和0608 次繼續(xù)運(yùn)行。

圖4 應(yīng)用案例線路示意圖

④列車運(yùn)行調(diào)整措施。

通知上行各次列車，在前方各站多停40 秒；通知下行各次列車在前方各站多停1 分鐘。下行0207 次到達(dá)小行站后清客折返開0408 次。后續(xù)0707 次奧體站折返后替開0908 次，0708 次抽線，備用車奧體站至邁皋橋站加開1702 次載客服務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在城市軌道交通列車故障救援過程中，救援工作涉及的部門和人員眾多、對(duì)在線列車運(yùn)行干擾較大、組織程序復(fù)雜等原因，當(dāng)列車故障需要救援時(shí)，能否迅速確定救援方案，及時(shí)組織并完成列車故障救援工作，是檢驗(yàn)城軌運(yùn)營(yíng)人員特別是行車調(diào)度人員業(yè)務(wù)水平的一個(gè)重要依據(jù)。應(yīng)用正確工作流程，科學(xué)地制定列車故障救援方案，能夠加快阻塞線路的開通、改善城市城市軌道交通運(yùn)營(yíng)服務(wù)的質(zhì)量、提高運(yùn)營(yíng)人員對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急處理業(yè)務(wù)能力。