軌道交通全自動運行線路運營場景設計優化研究

李 冰 李春明

（1.蘇州市軌道交通集團有限公司運營二分公司，江蘇 蘇州 215001；2.交控科技股份有限公司，北京 100070）

當前全自動運行系統設計中增設了運營異常處理模式，一旦全自動運行系統判定運行場景為異常場景，則自動進入異常處理模式，觸發相關系統間的聯動，進而激活信號系統安全防護功能，保障行車安全。由于該場景下列車上缺少司機及時進行現場處置或安全保障，全自動運行系統的運行效率和運行安全將會受到較大的影響。

1 全自動運行線路場景分析

1.1 現有運營場景組成

蘇州5號線運營場景文件經過多次修訂，形成運營場景67項，分別為正常場景共36項，具體組成為確認并下發當日運營計劃、列車反向運行、出庫計劃的編制與下發、小交路運行、自動開站、更換列車、送電、列車遠程廣播、列車喚醒、回庫計劃的編制與下發、列車出庫、列車退出正線服務、軋道車運行、自動關站、列車進入正線服務、自動調車、列車進站、自動洗車、停站作業、列車清掃、車門與站臺門間異物檢測、休眠、車站發車、日檢與維修相關防護、列車在區間運行、雨雪模式、折返換端、駕駛模式轉換、清客、緊急制動及緩解、扣車、乘客票務自助服務、跳停、自動解編、遠程緊急制動、車輛基地登乘列車。

故障場景共17項，具體組成包括車門故障、車輛制動系統故障、列車狀態遠程監測及故障遠程處理、運行中車輛或信號車載信號設備故障、車載ATO設備故障、車載ATP設備故障、車地通信設備故障、列車位置信息丟失、ATS設備故障、ZC設備故障、道岔設備故障、蠕動模式、區間故障停車、站臺門故障、防淹門請求關閉、防淹門狀態丟失、接觸網失電。

應急場景共14項，周界防護報警、區間疏散、軌道障礙物/脫軌檢測、救援、登乘迫停列車、列車火災、車站火災、乘客緊急呼叫、緊急手柄、災備模式、遠程應急駕駛、區間水患、乘客異常、開啟停車庫庫中橫向通道消防門。

1.2 現有運營場景設計分析

蘇州5號線已于2021年開通試運營，市域S1線、6號線均已完成設計聯絡工作，且已形成各線路上的運營場景文件。目前，在運營場景設計上存在以下4個方面問題：

（1）場景文件的編制較難兼顧運營需求與產品設計，運營場景文件無統一標準，廠家不同，運營單位不同，對于運營場景的設計理念不同，導致無法完整地將運營場景文件中的功能需求落實到各條線路中去。

（2）部分運營場景對功能實現的方式要求太過具體，導致功能實現與場景文件要求出現較多的偏差，貼合度不高。

（3）信號系統的傳統設計理念是故障—安全，傳統理念中面對異常情況系統輸出的安全側就是停車。但在全自動運行線路上，尤其是在異常場景下，如區間水患、列車火災等，行車安全不能僅僅理解為停車，需要綜合考慮較為復雜的現場情況，選擇最優的處置方式。因此，為場景的功能設計造成了較大的困難。

（4）受限于現有的技術手段，部分故障場景下的功能設計還無法滿足高效處置的運營需求。

2 運營場景設計優化建議

2.1 促進運營場景文件的標準化設計

運營場景的編制主體應該包括運營單位、建設單位及設備供應商，場景文件的編制原則應該是功能設計充分體現運營實際的需求。在運營單位與建設單位完成場景文件編制且各系統招標工作完成時，須由一致性協調方統一組織各系統廠家針對場景文件進行細化討論，梳理差異，形成符合當前廠家產品特點和用戶需求的場景文件。

2.2 持續更新場景文件，尋求最好運營場景

從運營場景導出功能需求，并在項目中進行持續檢驗；若需要改進，再更新運營需求，經過持續更新的運營需求才是最好的運營場景。以工程案例分析如下：

（1）蘇州5號線早期的運營場景文件對例如蠕動模式下車輛的相關制動控制參數及制動重故障的設計要求過于具體，導致后期廠家進場后無法按照場景文件要求進行產品設計，最終只能修改場景文件的描述。

（2）蘇州5號線前期對控制中心新增的車輛調、乘客調的定位不夠準確，導致功能需求上針對性不強，在5號線投入運營后，隨著車輛調和乘客調投入使用，其功能需求逐步清晰，在后續的S1、6號線的場景文件中，對該方面內容進行了更新完善。

2.3 綜合考慮，完善異常場景下的功能設計

在應急場景下，有較多不可控因素會導致該場景下的功能設計較為復雜。

以區間水位為例，首先，在國內城市軌道交通線路上，區間水位監測手段較為單一，能夠提供的水位監測信息有限，很難為系統提高直接有效的判斷依據；其次，在區間存在水位異常時，列車若運行通過積水區域，可能導致因積水過高影響設備正常工作而迫停，對乘客的生命安全造成更大的威脅，若立即停車，除了有可能停車點在積水區域外，還存在停車后水勢變大、列車無法動車的問題。

以車門緊急解鎖為例，當列車迫停在區間時，有可能是因為較大的安全事故，也有可能是因為前方站臺有車列車需要在區間臨時停車，在系統設計車門緊急解鎖時，既要考慮真的遇到極端情況（如列車火災時）乘客必須具備絕對的逃生手段，也要盡量避免一些臨時停車造成乘客隨意操作緊急解鎖造成區間疏散的發生。

2.4 對于設計缺陷，制定流程與卡控措施

在故障場景下，如列車丟失定位、道岔故障、車地通信故障、ATP故障、計軸故障等信號系統常見故障，全自動運行系統功能均需提供應急處置手段，以盡量保障運營效率。但目前，在較多故障場景下，系統還不具備切實有效的手段供運營人員使用，從而導致故障場景下處置效率較低，對乘客影響較大。

以蘇州5號線為例，系統具備車地通信故障后恢復時、軌旁ATP故障時使用RSRM（遠程RM）模式的功能，該模式下列車不受聯鎖條件的約束，僅依靠車載設備保證單次運行800m后停車，雖然系統具備一鍵檢查前方是否滿足運行條件的功能，但在使用上仍存在安全風險。

3 結語

綜上所述，全自動運行線路的功能設計需要以運營場景文件為依據，在建設前期，應全面梳理運營場景文件中的各項功能需求，結合設備特點形成與之對應的設計方案；運營單位應結合設備運行及使用情況，不斷完善運營場景文件，通過不斷深入的理解明確具體的功能需求；異常場景下的功能需求須盡量兼顧安全與效率；當功能無法滿足運營需求時，運營單位應制定相關場景下的處置流程和安全卡控 措施。