轨道交通全自动运行线路运营场景设计优化研究

李 冰 李春明

（1.苏州市轨道交通集团有限公司运营二分公司，江苏 苏州 215001；2.交控科技股份有限公司，北京 100070）

当前全自动运行系统设计中增设了运营异常处理模式，一旦全自动运行系统判定运行场景为异常场景，则自动进入异常处理模式，触发相关系统间的联动，进而激活信号系统安全防护功能，保障行车安全。由于该场景下列车上缺少司机及时进行现场处置或安全保障，全自动运行系统的运行效率和运行安全将会受到较大的影响。

1 全自动运行线路场景分析

1.1 现有运营场景组成

苏州5号线运营场景文件经过多次修订，形成运营场景67项，分别为正常场景共36项，具体组成为确认并下发当日运营计划、列车反向运行、出库计划的编制与下发、小交路运行、自动开站、更换列车、送电、列车远程广播、列车唤醒、回库计划的编制与下发、列车出库、列车退出正线服务、轧道车运行、自动关站、列车进入正线服务、自动调车、列车进站、自动洗车、停站作业、列车清扫、车门与站台门间异物检测、休眠、车站发车、日检与维修相关防护、列车在区间运行、雨雪模式、折返换端、驾驶模式转换、清客、紧急制动及缓解、扣车、乘客票务自助服务、跳停、自动解编、远程紧急制动、车辆基地登乘列车。

故障场景共17项，具体组成包括车门故障、车辆制动系统故障、列车状态远程监测及故障远程处理、运行中车辆或信号车载信号设备故障、车载ATO设备故障、车载ATP设备故障、车地通信设备故障、列车位置信息丢失、ATS设备故障、ZC设备故障、道岔设备故障、蠕动模式、区间故障停车、站台门故障、防淹门请求关闭、防淹门状态丢失、接触网失电。

应急场景共14项，周界防护报警、区间疏散、轨道障碍物/脱轨检测、救援、登乘迫停列车、列车火灾、车站火灾、乘客紧急呼叫、紧急手柄、灾备模式、远程应急驾驶、区间水患、乘客异常、开启停车库库中横向通道消防门。

1.2 现有运营场景设计分析

苏州5号线已于2021年开通试运营，市域S1线、6号线均已完成设计联络工作，且已形成各线路上的运营场景文件。目前，在运营场景设计上存在以下4个方面问题：

（1）场景文件的编制较难兼顾运营需求与产品设计，运营场景文件无统一标准，厂家不同，运营单位不同，对于运营场景的设计理念不同，导致无法完整地将运营场景文件中的功能需求落实到各条线路中去。

（2）部分运营场景对功能实现的方式要求太过具体，导致功能实现与场景文件要求出现较多的偏差，贴合度不高。

（3）信号系统的传统设计理念是故障—安全，传统理念中面对异常情况系统输出的安全侧就是停车。但在全自动运行线路上，尤其是在异常场景下，如区间水患、列车火灾等，行车安全不能仅仅理解为停车，需要综合考虑较为复杂的现场情况，选择最优的处置方式。因此，为场景的功能设计造成了较大的困难。

（4）受限于现有的技术手段，部分故障场景下的功能设计还无法满足高效处置的运营需求。

2 运营场景设计优化建议

2.1 促进运营场景文件的标准化设计

运营场景的编制主体应该包括运营单位、建设单位及设备供应商，场景文件的编制原则应该是功能设计充分体现运营实际的需求。在运营单位与建设单位完成场景文件编制且各系统招标工作完成时，须由一致性协调方统一组织各系统厂家针对场景文件进行细化讨论，梳理差异，形成符合当前厂家产品特点和用户需求的场景文件。

2.2 持续更新场景文件，寻求最好运营场景

从运营场景导出功能需求，并在项目中进行持续检验；若需要改进，再更新运营需求，经过持续更新的运营需求才是最好的运营场景。以工程案例分析如下：

（1）苏州5号线早期的运营场景文件对例如蠕动模式下车辆的相关制动控制参数及制动重故障的设计要求过于具体，导致后期厂家进场后无法按照场景文件要求进行产品设计，最终只能修改场景文件的描述。

（2）苏州5号线前期对控制中心新增的车辆调、乘客调的定位不够准确，导致功能需求上针对性不强，在5号线投入运营后，随着车辆调和乘客调投入使用，其功能需求逐步清晰，在后续的S1、6号线的场景文件中，对该方面内容进行了更新完善。

2.3 综合考虑，完善异常场景下的功能设计

在应急场景下，有较多不可控因素会导致该场景下的功能设计较为复杂。

以区间水位为例，首先，在国内城市轨道交通线路上，区间水位监测手段较为单一，能够提供的水位监测信息有限，很难为系统提高直接有效的判断依据；其次，在区间存在水位异常时，列车若运行通过积水区域，可能导致因积水过高影响设备正常工作而迫停，对乘客的生命安全造成更大的威胁，若立即停车，除了有可能停车点在积水区域外，还存在停车后水势变大、列车无法动车的问题。

以车门紧急解锁为例，当列车迫停在区间时，有可能是因为较大的安全事故，也有可能是因为前方站台有车列车需要在区间临时停车，在系统设计车门紧急解锁时，既要考虑真的遇到极端情况（如列车火灾时）乘客必须具备绝对的逃生手段，也要尽量避免一些临时停车造成乘客随意操作紧急解锁造成区间疏散的发生。

2.4 对于设计缺陷，制定流程与卡控措施

在故障场景下，如列车丢失定位、道岔故障、车地通信故障、ATP故障、计轴故障等信号系统常见故障，全自动运行系统功能均需提供应急处置手段，以尽量保障运营效率。但目前，在较多故障场景下，系统还不具备切实有效的手段供运营人员使用，从而导致故障场景下处置效率较低，对乘客影响较大。

以苏州5号线为例，系统具备车地通信故障后恢复时、轨旁ATP故障时使用RSRM（远程RM）模式的功能，该模式下列车不受联锁条件的约束，仅依靠车载设备保证单次运行800m后停车，虽然系统具备一键检查前方是否满足运行条件的功能，但在使用上仍存在安全风险。

3 结语

综上所述，全自动运行线路的功能设计需要以运营场景文件为依据，在建设前期，应全面梳理运营场景文件中的各项功能需求，结合设备特点形成与之对应的设计方案；运营单位应结合设备运行及使用情况，不断完善运营场景文件，通过不断深入的理解明确具体的功能需求；异常场景下的功能需求须尽量兼顾安全与效率；当功能无法满足运营需求时，运营单位应制定相关场景下的处置流程和安全卡控 措施。