地铁供电系统故障的调度应急指挥

李跃

［摘 要］列车故障调度应急指挥是地铁线路运营中对运营有较大影响的突发事件，会导致运营中断、列车取消、大面积晚点、乘客滞留等问题，因此快速、有效的列车故障调度方案对城市轨道交通线路的安全高效运营尤为重要。本文在分析列车故障调度的影响因素的基础上，总结列车故障调度过程中需遵守的基本原则，并明确列车故障救援流程中五个阶段（故障接报阶段、救援准备阶段、救援处置阶段、退出正线阶段和救援结束阶段）的处置要点。此外，本文分析了列车故障调度的几种方案及其适用性，并在综述已有研究的基础上提出六种常见的列车故障调度典型场景。

［关键词］地铁供电系统；列车故障调度；调度应急指挥

［中图分类号］U48文献标志码：A

我国城市轨道交通正处于蓬勃发展阶段，在满足交通出行需求和缓解城市交通拥堵等方面发挥着重要作用。随着城市轨道交通路网的不断扩张、客流量的持续增加、列车运行间隔的逐渐缩短，影响轨道交通正常运营的各种不确定因素急剧增加，突发事件的发生会导致运营中断、乘客滞留等问题，对单条线路甚至整个路网的运营秩序带来严重冲击，极大地影响了乘客的出行及安全。在线路运营过程中，列车一旦发生牵引、制动或其他故障，都可能造成列车失去自身动力，特别是当故障短时间内无法排除时，需根据故障情况进行紧急调度。列车调度过程会影响后续列车的运行，且会威胁故障车和救援车上乘客的出行安全。因此，高效、合理的列车调度方式和行车组织方案有利于提高故障处置效率和可靠性，降低故障列车对正线运营和乘客出行的影响。

1 地铁供电系统故障

列车供电系统主要为空气压缩机、蓄电池组件、空调系统、照明系统和通风机等提供电源。供电方式有交叉供电、扩展供电和并网供电，其中并网供电采用多台辅助逆变器，有较好的冗余性，只需任意一臺辅助逆变器正常工作即可，但当多个辅助逆变器均发生严重故障时，则会导致列车无法正常运行，需要组织列车调度。

2 地铁故障调度的处置流程与方案

2.1 地铁故障调度的处置流程

故障调度的处置流程主要分为故障接报、调度准备、调度处置、退出正线和调度结束五个阶段，下面将针对各阶段的处置要点展开论述。

2.1.1 故障接报阶段

在故障发生时，故障车司机应当及时将故障情况上报行车调度员，并自主进行故障判断与应急处理。司机按照行调令进行三方通话，与行车调度员、检修调度员进行沟通。若确定故障无法排除，则上报行车调度员，准备开展列车救援。在故障接报阶段，各个城市的地铁运营公司对于司机故障处理时间有不同的规定，如表1所示。各城市地铁的故障处置时间一般在5～10min内，处置时间过长对全线运行影响较大，时间过短则可能导致不必要的救援，同时各城市根据应急预案的需要，将处置时间分为一个、两个或三个阶段来进行。

2.1.2 调度应急指挥准备阶段

此阶段故障列车应做好调度应急指挥的准备，同时由行车调度员选取合适的列车，确定调度方案。调度列车根据情况可进行清客并运行到故障发生点。在调度列车赶到故障发生点前，调度列车司机应与故障列车司机保持实时通信，保证调度过程中不出现误差。在条件允许的情况下，调度列车在故障接报时可预先清客，以节省调度时间，提高调度效率。

2.1.3 调度处置阶段

调度列车运行到故障列车附近后，行车调度员应尽快组织两列车连挂，并进行试拉。试拉成功后列车采取牵引或推进的运行方式驶离正线。此阶段应考虑故障列车清客问题，若故障发生点在车站，则可以在前两阶段将故障车清客；若故障发生点在区间内，则需调度列车连挂故障列车运行至既定车站进行清客。

2.1.4 退出正线阶段

调度列车连挂故障列车后沿既定线路退出正线，运行至既定的辅助线或车辆段。在调度列车与故障列车退出正线时，两列列车同时运行，不确定因素增加，出现风险的可能性相较于其他阶段明显增大。如在推进时调度列车无法瞭望进路导致意外、通信不畅和意外脱钩等风险，救援人员需在此阶段格外留意。

2.1.5 调度结束阶段

调度列车将故障列车牵引或推进到指定位置，列车运行秩序恢复，救援过程结束，列车按既定运行图运行。在此阶段，故障列车与调度列车即将到达指定位置，需要进行制动使列车停靠。但由于调度列车与故障车连挂，制动的实际情况与单列车相比有较大变化，此阶段制动距离需要重新进行计算，防止因制动发生意外。

2.2 地铁故障调度应急指挥方案

有学者根据牵引、推进、回车辆段、进辅助线、正向和反向等因素将常见调度方案划分为以下八种，即正向牵引回车辆段、正向牵引进辅助线、正向推进回车辆段、正向推进进辅助线、反向牵引回车辆段、反向牵引进辅助线、反向推进回车辆段和反向推进进辅助线，如表2所示。在这八种调度方案中，以正向推进的调度方案为主，其对线路上列车运行干扰较小，安全系数较高，且适用场景较为普遍，因而成为实际救援方案中最常使用的调度方案。然而，还有学者等指出正向推进可能会造成原线路的二次延误，因此在某些情况应优先考虑采用其他调度方案。

对于其他六种故障列车调度方案，可以划分为反向调度和正向牵引调度两类。反向调度主要适用于故障列车刚从车辆段发出不久并在客流低峰时段。反向推进虽然操作复杂，但是能够有效避免二次救援，调度列车在调度结束后仍可投入正线运营。反向调度的缺点在于安全性较低，易扩大延误影响的范围。对于正向牵引救援，有学者认为调度时调度司机需进行三次换端作业和重启列车，延长了调度时间，因此不建议使用正向牵引调度。在故障调度的实际应用中，还有学者提出实际调度要对车辆段位置、配线类型、救援车与故障车的位置等诸多实际因素进行全面考虑，部分情况下也可使用牵引调度方案。

3 地铁供电故障调度场景分类及调度方案分析

为保证列车在故障发生后能够得到快速有效的救援，需要离线对列车故障救援场景进行分类，并针对各类场景进行救援流程、组织方案等的细节优化，做出相应的应急预案，以确保救援过程的安全高效。虽然实际发生的列车故障救援存在细微的差别，但在应急预案的指导下，行车调度员可根据其专业素养和丰富经验，在有限的时间内根据具体故障情况对应急预案作出细微调整，从而降低调度员的工作量，提高故障救援的效率和质量。

3.1 列车故障场景分类

根据故障车故障地点、与车辆段和存车线的距离、救援车的选取及折返线的配置等，列车故障救援场景大致分为以下六种情况（如图1所示）。

场景A：存车线在故障车前方，且故障车与存车线在不同的车站区间，即沿运行方向依次顺序为故障车、车站和存车线。

场景B：存车线在故障车前方，且故障车与存车线在同一车站区间，即沿运行方向依次顺序为故障车、存车线和车站。

场景C：车辆段在故障点前方，故障车附近没有存车线或故障地点距离前方车辆段较近。

场景D：存车线在故障点后方，且故障点前方有折返线，即故障点附近有折返线时可利用折返线至对向轨道进行救援，以避免救援时逆向运行。

场景E：车辆段在故障点后方，且在故障点前方有折返线，一般在故障车附近没有存车线，且故障车距离后方的车辆段较近。

场景F：车辆段在故障点后方，一般在列车刚出车辆段后发生故障。

3.2 调度方案分析

针对上述六种场景，已有文献中主要采用的列车调度方式如下：

场景A是最为常见的场景，以广州地铁广佛线为例，在该场景下一般选取后续列车作为调度列车，在车站1清客后采用正向推进方式将故障车推至存车线。为减少故障救援时间，故障车与存车线之间的距离应该控制在5个区间或5～7km之内［1］。场景B是一种比较特殊的情况，以郑州地铁一号线的救援组织为例，指出需先正向推进故障车使其在车站2清客，再换端反向牵引故障车进存车线［2］。这种救援方式可使运营秩序快速恢复，但线路中断时间较长。对于场景C，主要组织后续列车担任调度列车，将故障车推进至车站2清客后推进回段。以西安地铁一号线列车故障救援行车组织为例，指出可采用后续列车推进故障车运行时段的方法进行救援［3］。另外，在对广州地铁四号线南延段的研究中，指出可利用车辆段内的备用车出段担任救援任务，将故障车正向牵引进车辆段。针对场景D，以广州地铁广佛线为例，提出可选取前行列车（在其清客后）为救援列车，或组织对向列车经折返线进行救援［4］。对于场景E，可组织后续列车连挂故障车后经折返线换端，然后正向牵引回段［5］。对于场景F，提出在西安地铁一号线的救援行车组织中，可组织后续列车将故障车反向牵引回段，也可由车辆段出备用车牵引故障车回段［6］。

3.3 场景A的调度方案分析

本小节以场景A为例，对列车调度方案进行详细分析。该场景下主要采用正向推进进辅助线的救援方式，救援流程示意如圖2所示。2号车为故障车，选取后续列车作为调度列车进行救援，即3号车。调度车在车站1进行清客，随后运行至故障点处，与故障车连挂后将故障车推进至车站2进行清客。清客作业完成后，调度车推进故障车至前方存车线。解钩后，调度车退出存车线并重新投入运营。若遇特殊情况，亦可选取1号车作为调度列车，则1号车首先需进行换端操作，逆向行驶到车站2进行清客后与故障车连挂，然后再换端正向牵引故障车到车站2清客后进存车线。此种调度方式需要两次换端，会浪费较多时间且操作不便，故一般不采用。

4 结语

本文通过对已有文献的分析整理，总结了列车供电故障调度的致因，给出了列车调度的处置流程，提出了六种典型的列车故障调度场景，并针对各场景对已有的调度方案进行了解析。现有关于列车调度的文献主要是从定性的角度来分析的，并针对各个典型场景制订列车故障调度的应急预案，为调度员的决策提供支撑。与此同时，列车故障调度过程中的站台滞留乘客人数与乘客等待时间对地铁的服务质量来说至关重要，需制订以服务乘客为中心的应急预案，并充分考虑网络化运营条件下列车故障调度的灵活性及其对相关线路的影响。

参考文献

［1］许建成. 浅谈地铁正线客车救援组织策略［J］. 科技风，2017（11）：295-296.

［2］窦亮. 特殊场景下列车救援组织优化研究［J］. 郑州铁路职业技术学院学报，2020，32（2）：11-14，20.

［3］韩乾. 西安地铁一号线列车故障救援行车组织方案研究［D］. 西安：长安大学，2015.

［4］胡军. 四号线南延段列车故障救援方式研究［J］. 科技风，2019（20）：189-190.

［5］张泽勇，唐飞佳. 广州地铁六号线二期开通后列车救援方式研究［J］. 科技风，2017（12）：282-284.

［6］田威毅. 西安地铁二号线列车救援行车组织研究［D］. 广州：华南理工大学，2012.