地鐵運營安全重要性及運營事故策略研究

黃佳佳

（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

現階段，地鐵已經成為我國主要的交通方式之一，地鐵在各城市的運營規模十分龐大，為緩解城市交通壓力提供重要的交通條件。在維護地鐵運營的同時，受到操控技術、設備故障、運營調度不當等因素的影響，地鐵運營中潛在的風險因素正在不斷增加，并且形成足以阻礙地鐵通行的交通問題。在此基礎上，有效維護地鐵運營安全，防止地鐵運營中的風險事故，成為現階段地鐵運營與開發的重點任務。

1 落實地鐵運營安全管理的重要性

落實地鐵運營安全是地鐵交通建設的首要任務。通過全面落實地鐵運營安全管理作業，對地鐵運行階段的儀器儀表進行檢查，有效降低地鐵運營的事故發生率。

典型的案例：某地區地鐵運營事故對地鐵交通安全造成一定影響，據資料統計，該站曾出現因司控編碼器異常、開關接線異常等因素引發的列車牽引無流事故。

對此，該站嚴格按照地鐵車輛故障應急處理辦法，完善5 號線車輛的維護規程，以及打造相應的線網指揮中心系統，用于監測列車運營情況，最終使列車牽引無流、脫軌事故的發生概率大大降低，保障了地鐵運營的經濟效益以及整體安全[1]。

2 造成地鐵運營事故的因素

2.1 人為因素

人為因素是引發地鐵運營事故的主要因素之一。無論是參與地鐵運維的工作人員，還是參與地鐵交通服務的乘客，其行為都有可能在一定程度上威脅地鐵運營安全。以某地鐵站1 號線地鐵運營事故為例，分析事故原因可以了解到，引發地鐵運營事故的主要原因為331 號線的布線方式不規范。工作人員在綁扎電纜的過程中，預留的電纜線較長，造成在地鐵運營過程中，出現線纜絕緣外皮破損的情況，最終因線纜燒斷而引發地鐵運營事故。因此，在地鐵運營管理中，防控人為因素造成的地鐵運營事故是一項不可或缺的工作，排除人為因素對地鐵運營的影響，才能夠保障地鐵常態化運營[2]。

2.2 設備設施因素

設備設施因素是引發地鐵運營安全事故的主要因素。地鐵設施的零部件損傷、機動裝置故障等都會導致地鐵運營失常或停止運營。以2013 年2 月，東直門至三元橋區間的地鐵運營事故為例，從設備設施因素的表現來看，列車自身的加減速制動系統、牽引系統、PWM 值制動系統經過百米標處出現無制動的現象，盡管列車司機采取重新建立模式的方式緊急重啟制動，但列車仍然頻繁中斷于機場線位置。從中不難看出，由設備設施因素造成的地鐵運營事故普遍較為嚴重，也是影響地鐵車輛運營穩定性的關鍵性因素。

2.3 環境因素

環境因素雖然對地鐵本身運營造成的干擾較小，但在一些情況下能夠影響地鐵設施或附屬設施的正常運行。當地鐵設施運營失常時，地鐵本身的運營功能必然會受到一定限制。以西單站地鐵站臺的運營事故為例，該地鐵站臺發生的運營事故為：地鐵站臺的電梯設施的供電系統受潮，造成電梯頂部護欄門無法正常開關，最終出現乘客擁堵的事故現象。因此，預防環境因素對地鐵及附屬設施造成的干擾，是地鐵運營安全管理的工作任務之一。

3 利用信息技術維護地鐵運營安全的措施分析

3.1 開發CBTC 地鐵運營監測系統用于監測地鐵運營

CBTC 系統能夠用于地鐵運營管理，借助內部的各個子系統與處理單元，對列車的各種運行場景及功能點進行實時監測，用于評價地鐵運營期間是否存在安全隱患。如圖1 所示，通過打造類似的CBTC 地鐵運營監測系統，相關人員利用車站設備進行地鐵運營路線檢測，利用地車無線通信系統維持地鐵運營期間通信等，多種功能的同步應用能夠有效為地鐵安全管理提供技術支持。在開發CBTC 地鐵運營監測系統的過程中，相關部門需重點從兩個方面加強系統的安全運營管理效能：

圖1 CBTC 地鐵運營監測系統構架分析

首先，在仿真系統的設計上，相關人員需借助計算機軟件技術，將CI 系統、ATP 系統、列車駕駛臺全系統進行仿真處理，此時的地鐵運營系統便能夠實現自動化的車門管理、超速防護管理及自動控制管理等，從而有效預防一些不易察覺的隱患因素對地鐵運營造成的干擾。

其次，在CBTC 地鐵運營監測系統管理平臺的搭載上，相關人員應根據地鐵運營安全管理的實際工作需求，測試地鐵系統中的序列管理器及缺陷管理系統。例如，基于數據分析系統的界面框架WPF，相關人員對CBTC 地鐵運營監測系統的數據分析模塊及數據優化模塊進行搭載，使CBTC 地鐵運營監測系統能夠在列車發動前自主檢測列車網絡線路、供電系統、通信系統的功能是否正常[3]。

3.2 開發數字化平臺用于維護數據安全

數據安全是地鐵運營安全管理中需要考慮的工作因素之一。通過在地鐵運營中使用數字化平臺進行數據管理，能夠極大程度地提高地鐵運營數據的安全系數。數字化平臺的設計需要從使用有效性、交互性以及服務性出發。

首先，基于地鐵運營中的數據服務要求，相關部門可以采用Oracle 數據服務系統作為數字化平臺的核心。通過采用Oracle 數據庫中的DBMS 管理框架，能夠同時對地鐵運營過程的數據進行存儲、查詢管理以及備份，以保障地鐵運營管理數據的安全。

其次，考慮到數字化平臺需具備持久化存儲的優勢，Redis 內存數據庫能夠應用地鐵運營的數據管理。其主要的應用方式表現為：利用Redis 提供的兩項數據持久化方式，即快照方式以及AOF 處理方式，地鐵運營中獲得的設施檢查數據等便能夠以快照文件、AOF 文件等存儲到磁盤中，并且長期保障數據的完整性。

最后，考慮到地鐵運營數字化平臺需具備交互性功能，數字化平臺中應當搭配GIS 地圖技術，融合地鐵運營過程中提供的場景數據元素、界面抽象元素等，建立相應的地鐵運營映射關系，并生成相應的服務信息。這一類信息可以用于乘客獲取地鐵交通位置，幫助實施地鐵站臺人流疏通，也能夠用于地鐵運營中發布管理指令，實現各站臺之間的信息交互與傳遞，用于規避信息差造成的地鐵運營隱患問題[4]。

3.3 打造用于運營管理的線網指揮系統

線網指揮系統是實現地鐵運營調度的中樞核心，在地鐵運營中有協調列車調度、應急指揮與信息運輸等功能。為了提高地鐵運營過程的安全性，相關部門需打造最具適配性的線網指揮系統，用于輔助相關部門進行地鐵運營安全管理。為此，相關部門可以參照北京市TCC 地鐵線網系統、深圳NOCC 線網系統以及廣州COCC 線網系統的設計原理，逐步完成地鐵運營中各項通用系統的設計。例如，在線網指揮系統的安全域劃分上，將系統分為數據接收區、數據處理區、內網管理區與信息服務區，并分別用于地鐵運營管理的各個工作領域。典型的代表有：在數據接入區中，利用SIG、ISCS 等線路系統，獲取列車運行數據（位置、制動、速度狀態）、列車信號數據（通信速率、信號強度等），有效反映地鐵在運行期間的實際情況，相關人員也能夠從中觀測地鐵運行是否存在故障或安全隱患。

3.4 F5G 全光網絡用于地鐵運營管理

F5G 全光網絡是當前一種通信速率極高的通信網絡類型。將F5G 全光網絡用于地鐵運營管理中，有利于大幅度降低地鐵運營期間的通信延遲，規避信息誤差造成的運營管理風險。而F5G 全光網絡在地鐵運營中的實際應用方法有以下幾個方面：

首先，利用全光網絡當中的OPS 傳輸協議以及OTDM 傳輸協議，對地鐵運營期間的指令與信息進行高效分組，站臺及各指揮中心能夠實時獲取地鐵運行中的線路情況、設備運行情況等，為應對地鐵運營風險制定預警提示奠定基礎。

其次，在全光網絡的高速率通信功能的助推下，數字孿生應用能夠普及地鐵運行管理的多個領域中。例如，全光網絡支持對地鐵站的實時BIM 數據模型建構，寧波市軌道交通集團便采用該技術，對地鐵運營安全管理進行調整，用于幫助部門分析地鐵站臺的人員流量分布，實現對地鐵運營期間的站臺全景監控、指揮調度等，實現運營管理資源的配置最優化。

4 維護地鐵運營安全的工作辦法分析

4.1 打造地鐵運行防護設施

軌道運維工作是地鐵運營管理中的重要工作內容。為了保障地鐵列車的正常通行，相關部門需做好一般地鐵軌道的日常運維工作。以烏魯木齊地鐵3 號線制定的軌道運維舉措為例，由于該軌道線位于地震斷裂帶附近，因此，該地鐵路段時常出現軌道垮塌的情況。為了避免軌道垮塌對地鐵運行安全造成的威脅，相關部門通過對軌道進行多段防護與加固，提高軌道的支護與承載能力。具體的做法為：一般地鐵隧道設置的標準斷面面積約為35～40m2，而該部門對斷裂帶附近的地鐵隧道設置防護路段，并且將斷面面積控制在60～65m2。隧道兩側額外增加寬度為75cm 的空間，頂部增設高度為1.05m 的空間，用于降低地鐵運行路段活躍層運動對軌道及隧道穩定性造成的影響，充分保障地鐵在穿越斷裂帶時的運行安全。

4.2 設置地鐵安全監理機制

以地鐵安全事故為依據，打造切實可行的地鐵安全監理機制，才能夠有效防控地鐵運營期間存在的隱患問題。具體的做法可以參考西安地鐵制定的安全監理機制與舉措：首先，安全監理機制中根據《地鐵運營安全問題分類》的修訂內容，將地鐵行車安全、安全管理及消防等方面的問題進行歸類，最終統計出145條A 類地鐵運營問題、283 條B 類地鐵運營問題，基于對地鐵運營安全問題的原因分析，該地鐵指揮中心才能夠針對地鐵運營中的故障現象，及時制定有效的解決措施。例如，某地鐵站11408 次列車出現頻繁故障與晚點現象，通過地鐵運營管理機制中對運營安全問題的分類指導，指揮中心及時完成地鐵故障的原因分析、定責與整改工作。在及時檢修地鐵處理單元之后，使地鐵能夠正常運行，并且提高了地鐵運營的安全系數。其次，在地鐵運營安全機制的指導下，站內客流疏通、站點指揮等工作得到有效落實，最終使該地鐵站全網12 條路線在10d 內，安全運送乘客達到2300 余萬人次，保障了地鐵運營的安全性。所以，在推動地鐵運營安全建設與管理的過程中，構建完善的運營管理機制顯然具有關鍵的實施意義。

4.3 完善地鐵運營中安全設備配置

在地鐵運營的安全設備配置方面，考慮到現階段地鐵運營期間可能存在的隱患問題，相關部門需要配置最合理的安全防護設備，才能夠最大程度上保障地鐵運營安全。以地鐵軌道交通中AED 設備的配置為例，結合國內多個城市地鐵交通中的AED 設備覆蓋情況可以了解到，南京、深圳、杭州以及合肥等地區的AED 設備覆蓋率在2020 年便達到100%，且該設備在乘客急救事件中起到關鍵性作用。而在其他城市的地鐵運營建設中，相關部門仍然需要參考地鐵站配置AED 設備的做法，首先提高AED 設備在地鐵站的覆蓋率，再通過急救培訓的方式，使地鐵工作人員能夠具備使用AED 設備的能力，保障地鐵運營期間的乘客生命安全。

4.4 做好地鐵試運行管理

地鐵試運行能夠排除地鐵運營期間的絕大部分故障問題，提高地鐵運營的安全系數。在地鐵試運行的過程中，相關部門需要從以下方面對地鐵進行巡視：

首先，在供電系統的試運行中，變電所設備、環網電纜、接觸軌以及雜散電流防護系統是試運行的關鍵目標。試運行期間需要針對線纜絕緣性能下降、電纜支架脫落、供電中斷等隱患問題進行排查，才能保障地鐵運營安全。

其次，試運行期間采用的運行檢測工具必須多樣。例如，采用DM6018 規格的普通鉗形電流表進行報警系統測試，采用FMTE586 規格的線纜測試儀進行線纜測試，采用MT1210 規格的數字萬用表測試電壓電阻及線纜通斷等。利用多元化的測試工具，才能夠在試運行過程中得出精準的地鐵運營數據，為保障地鐵運營安全提供數據與信息基礎。

5 結語

總的來說，維護地鐵運營安全離不開技術條件、機制條件與人員條件的幫助，只有在制定標準的地鐵運營安全規范的同時，應用先進信息技術對地鐵運營進行監控與應用場景分析，才能夠使相關人員及時發現地鐵運營中存在的隱患因素，并予以解決。因此，相關部門需加大地鐵運營監控技術的研發力度以及地鐵運營管理機制的開發力度，構建完善的地鐵線網指揮系統，規避地鐵運營風險。