无列车自动防护（ATP）系统下城市轨道交通列车运行安全研究

高艳红

摘 要：列车自动防护（ATP）系统是保障列车运行安全的关键部分，然而多种原因都可能导致列车失去ATP的保护，这时列车运行存在极大的安全风险，很多运营事故都是发生在无ATP防护下，因此，研究无ATP防护下列车运行具有重要意义。文章首先分析了导致列车无ATP防护的主要原因及其对应的措施，然后探讨了保证列车无ATP防护下安全运行的关键控制点，最后，从管理方面和技术方面提出了提升列车无ATP防护下运行安全水平的对策，以期为城市轨道运营单位的安全运营提供借鉴。

关键词：城市轨道交通；列车自动防护系统；运行安全；措施

列车自动防护（ATP）系统是列车自动控制系统的核心组成部分，能够提供超速防护，保证列车之间的安全间距，是实现列车安全运行的关键部分。然而，ATP系统组成复杂，且根据“故障导向安全”信号系统设计原则，如果ATP某一组成部分出现故障，就会导致列车ATP系统无法使用，但是有时为了维持正常运营，减少对运营秩序的干扰，仍需要列车在无ATP防护下运行，这时就会存在较大的安全隐患，如果司机出现失误或相关因素影响使司机无法实现安全操作，就很有可能出现安全事故，干扰正常的运营秩序，甚至造成生命、财产的损失。2011年9月27日，上海轨道交通追尾事故；2014年某地铁运营单位发生了由于列车无ATP防护的冒进信号和撞击车档的事故；且国内外发生的列车撞车事故，多发生在列车无ATP防护的情况下。另一方面，在日常的运营中，列车出现在无ATP防护下运行的次数很多，据统计，上海地铁1至8月份平均每月发生184.9次列车切除ATP[7]。所以，列车无ATP防护下的运行是重要的危险源，应该成为城市轨道交通运营单位安全管理的重点，加大对无ATP防护下列车运行安全的研究具有重要意义。

1 列车无ATP防护的原因及应对措施分析

1.1 没有安装ATP系统或系统未投入使用

车辆段与正线相比，由于对于运行要求的不同，为了节约建设成本，一般不安装列车自动防护系统。但与正线相比，车辆段内线路多且复杂，分布着数量众多的道岔和信号机，列车进行出入段、调车等作业过程中，常常会经过多个道岔和多次倒台，所以司机面对的驾驶环境较为复杂，所以车辆段一直是运行事故的高发区域，2014年5月3日，京港地铁4号线发生列车在洗车后，冲出铁轨的事故；某地铁运营公司也发生了因司机操作不当导致的撞击车档的事故。因此，运营单位必须高度重视车辆段区域的行车安全，首先，完善车辆段的各种作业规范，查漏补缺，从管理制度上防止出现安全漏洞。其次，要强化对司机的管理，使其从思想上重视对车辆段区域的驾驶，从行动上严格遵守操作规范。另外，车辆段信号楼行车值班员要加强车辆段区域的行车监控，发现问题及时处理。

在新线开通前需要进行冷滑和热滑实验，这时ATP系统未投入使用。这种情况下，首先要制定科学合理的试验方案，保证试验过程的安全性。现地人员和司机要严格执行试验方案，重视安全细节，确保试验方案的安全顺利进行。

1.2 列车ATP设备故障

列车ATP设备故障或列车其他部分故障，但为运营需要切除ATP，这些情况下，故障列车的ATP都无法使用。这时的主要应对措施是将故障列车的闭塞方式由移动闭塞降级为自动站间闭塞，闭塞区间至少为一站一区间，作为故障列车的防护范围。如果信号系统具有后备模式的功能，可以通过设置后备模式，来实现故障列车的降级运营。同时，控制中心行车调度员要加强对故障列车的监控，车站值班员记录故障列车的到发情况，并及时向邻站报点。另外，如果车站工作人员具备跟车监护和协助司机 望的能力，可就近安排车站人员进入故障列车的司机室，协助司机完成驾驶工作，减少司机出错。故障列车的司机要严格遵守故障情况下列车驾驶要求，精神要更加集中，确认行车条件，按照要求运行。最后，行车调度员要适时、尽早安排故障列车下线，运用备用车替换；如果要继续维持运行，考虑安排双人值乘。

1.3 信号设备故障

信号系统包含的信号设备众多，多种故障情况都可以导致列车的ATP系统失效，按照故障情况分类，主要有以下信号设备故障情况可以导致列车无法在ATP防护下运行。

（1）轨旁ATP设备故障，导致车地通信中断。这种情况下，进入到故障列车会丧失车地通信，列车无法使用ATP。这种故障情况下的处理方式，与列车原因导致的车地通信故障的处理方式类似。故障区间应该由移动闭塞降级为自动站间闭塞，闭塞区间至少为一站一区间，列车驶离故障区间后，恢复移动闭塞法行车。

（2）单个站间区间信号设备故障。单个站间区间信号机、计轴设备（或轨道电路）、道岔、屏蔽门、紧急停车按钮等故障，采取各个设备对应的应急处置，如屏蔽门隔离、紧急停车按钮复位等无效后，开采用“一车一令法”行车，列车凭借行车调度员调令进出故障区域，故障区域由移动闭塞降级为自动站间闭塞，闭塞区间至少为一站一区间。同时，行车调度员可根据信号设备的故障时间情况，将“一车一令法”降级为电话联系法行车，列车凭借值班员手信号发车。

（3）设备集中站信号设备故障。这种情况下，故障的设备集中站所管轄的区间列车无法使用ATP。这时，故障区域应由移动闭塞法降级为电话联系法或电话闭塞法行车。如果通过列车自动监控（ATS）可以观测列车的相对位置，可降级为电话联系法行车；如果通过ATS无法检测到列车的相对位置，则降级为电话闭塞法行车。在故障区段范围前后各增加一个防护区间及车站，作为电话联系法或电话闭塞法行车的起始与终止范围。

1.4 其他原因

列车退行、列车连挂救援等情况下，列车都无法使用ATP。这时，司机应该严格遵守列车退行、连挂运行的限速规定，加强 望，安全驾驶。行车调度员高度关注切除ATP列车的运行情况，遇到突发情况，及时处理。

2 列车无ATP防护下安全运行的关键控制点分析

列车自动防护（ATP）系统主要通过对列车速度的控制来实现列车的运行安全，失去ATP后，列车的安全运行主要由司机负责，如果司机出现误操作，或者某些客观原因的影响下，如视野被遮挡、列车漏定位使司机无法执行正确的操作，就很有可能出现冒进信号、列车追尾、列车出轨等严重事故，要避免这些事故的发生，就需要对列车无ATP防护情况下的存在的主要危险源进行分析和管理，对涉及行车安全的关键控制点进行管理，将管理成果反映和贯彻到各种原因导致的列车ATP失效情况下的常规和应急管理措施中，不断完善应急管理制度，确保行车安全。其中，列车无ATP防护下安全运行的关键控制点主要包括以下几个方面：

2.1 安全限速

安全限速是为了列车的运行安全，对列车能够允许的最高运行速度的强制规定。主要可以分为两类，第一类限速为线路限速，主要由线路条件和列车的性能决定的，通过列车的牵引计算获得，并将限速值存储在列车的ATP系统中，并以限制速度标的形式在轨道旁给出。第二类限速为运行限速，通常为运营单位根据安全需要，对某种情境下的列车运行速度进行强制的规定，以规章制度的形式给出，运行现场通常没有限制速度标，执行人员需要通过记忆来获取限速信息，运行限速的项目主要包括列车退行、连挂、通过车站、尽头调车、出入段场等。不同的运营单位对列车运行限速规定的项目和具体的限速值存在一定的差异。其中需要特别强调的是列车无ATP防护下的曲线限速，司机在弯道线路，视野会被隧道壁遮挡，曲线半径越大，司机的最大视野越短，当司机发现前方有列车时，难以保证有足够的制动距离，存在追尾的风险，上海轨道交通中对无ATP防护下的曲线区段限速做了规定。（1）曲线半径R≤300 M时，列车运行限速25km/h。（2）300M

安全限速是保障列车安全运行的重要措施，在无ATP防护的情况下尤其如此，它能够帮助列车减少制动距离，保障列车的运行安全。在限速项目和具体限速值的制定过程中，城市轨道交通运营单位要相互借鉴管理经验，根据自身的运营环境和科学的列车牵引计算来决策。并随着条件的变化，对限速项目和限速值做合理的更新，使满足自身的运营安全需要。

2.2 列车之间安全间距

要防止列车相撞事故的发生，列车之间必须保持足够的安全距离，在有ATP系统防护下，列车之间的安全间隔的控制主要有ATP系统实现。无ATP防护条件下，列车之间的安全间隔就需要人为控制。为了保障列车的安全，列车之间的防护距离至少为一站一区间，行车调度员和车站值班员必须保证具备防护距离条件后，才能给出发车信号。特别是在电话闭塞法的执行过程中，要坚决杜绝列车的漏定位，具备电话闭塞的启动条件后，才能启动电话闭塞。在办理电话闭塞时，车站值班员一定要认真确认闭塞条件，必备闭塞条件后，才能给出电话记录号码，确保列车之间的安全间距。

2.3 列车进出站

车站区域是安全事故的多发区域，列车在无ATP防护下，无法检测到屏蔽门（或安全门）和紧急停车按钮的状态，存在较大的安全隱患。所以，列车在无ATP防护下进站时，司机一定要加强 望，严格遵守限速规定，降低运行速度，遇到异常情况，及时停车。站台人员要加强巡视和客流疏导，防护人员误入轨行区及屏蔽门、车门夹人夹物的事情发生。行车调度员加强对列车进出站的监控。列车出站时，司机一定要认真确认是否具备发车条件，具备发车条件后，才能发车。

2.4 尽头线

尽头线是列车驾驶的危险区域，也是安全事故的高发区域，在无ATP防护情况下，如果司机出现操作不当，列车很有可能出现冒进信号、撞击车档甚至冲出轨道的事故发生。所以必须重视尽头线区域立车的运行安全管理，尽头线区域的调车应规定较低的限速，北京地铁规定尽头线调车的限速为5km/h。尽头线区域的运行安全主要由司机负责，所以司机在尽头线附近驾驶时，一定要注意力高度集中，严格遵守操作规范，防止出现操作不当。

3 对策与建议

无ATP防护下的列车运行存在较大的安全风险，以往的运营实践也充分证明了这一点，所以城市轨道交通运营单位必须将无ATP防护下的列车运行作为安全运营管理的重点，采取科学的管理措施和技术措施来保障列车的运行安全，以安全管理为核心，以技术保障为辅助，全面筹划，系统管理，提高无ATP防护下列车运行安全水平。

3.1 管理措施

随着各种高新技术在城市轨道交通中的应用，城市轨道交通运营的自动化程度越来越高，大大提高了城市轨道交通的运行效率。但是我们必须认识到任何技术都具有不可靠性，会出现故障，而无法实现其应有的功能，这时就需要科学的管理来应对各种突发的事件，只有提高管理水平，才能利用技术而不依赖技术，使技术为生产服务，而不演变成技术灾难。对无ATP防护列车运行管理而言，首先应该完善相关的管理规章和规范，使各岗位明白自己应该干什么，怎样干。在实际的规章制定过车中，要正确处理安全与效率的管理，不能照搬相关行业和运营单位的规章，要充分结合考虑自身的运营状况，紧贴实际工作是定相应的规章，不应该使规章制度在理论上很完美，无安全漏洞，而在实际工作中却无法适用，实践起来非常困难。特别是在突发情况下，处理人员都处在紧张的状态中，就有可能出现每个规定的步骤都执行了，但是关键步骤执行不到位或者有偏差，造成极大的安全隐患，例如上海轨道交通10号线“9.27”追尾事故中出现的漏定位的情况。其次，要加强关键岗位的培训和管理。列车司机和行车调度员是行车安全的关键岗位，他们的业务素质和在突发事件中的表现直接关系到事件的影响程度。在实际的管理中，运营单位往往有明确的“犯错惩罚”机制，而缺乏正激励制度，所以造成关键岗位人员的工作积极性不高，不敢勇于承担责任，导致对突发事件的处理能力不足。因此，强化对关键岗位的正激励制度是很有必要的。最后，要强化应急演练工作。应急演练是检验规章制度合理性和工作人员处理水平的关键工作，同时，也有助于关键岗位人员积累实际的处理经验。演练不是“演戏”，演练工作从设计到执行都要接近实际，演练结束后要认真总结和学习，真正达到演练的效果和目标。

3.2 技术措施

怎样通过技术措施减少在无ATP防护下人工控制列车运行的出错率，降低人工劳动强度，一直是相关单位研究和开发的重点。在已有的开发实践中，基于射频技术（RFID）的列车自动计点系统和列车辅助追踪预警系统是比较成熟的。列车自动计点系统独立列车信号系统，可对列车进行粗略的定位，已在上海轨道交通全网推广使用，可以有效防止电话闭塞中列车的漏定位，帮助行车调度人员更准确的掌握信号系统故障情况下列车的位置。列车辅助追踪预警系统同样运用RFID技术，能够实时测量无ATP防护的列车与同一轨道、同一运行方向前车之间的距离，根据测量的距离，对列车司机及时发出预警信息，上海地铁7号线已经开展了系统的试验工作，试验结果表明该系统能够很好的满足设计需要，很好的保障列车之间的安全距离[7]。运营单位可以根據自己的运营需要，研制、开发、引用相关的技术手段，提高无ATP模式下列车的运行安全水平。

4 结束语

在现有的技术条件下，无ATP防护下的列车运行安全问题将长期存在，也会是运营事故发生的主要原因之一，所以运营单位必须高度重视无ATP防护下的列车运营安全问题，加强对关键点的管理，不断完善各种原因导致的列车无ATP防护运行的处理措施和规章制度，重视对关键岗位的培训和管理，根据自身情况，引进先进技术，减少人工控制的风险，对出现的事故进行认真的总结和反省，借鉴相关运营单位的经验，提高列车无ATP防护下的运行安全水平和效率。

参考文献

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