浅谈地铁列车紧急制动的原因及处理措施

浅谈地铁列车紧急制动的原因及处理措施

摘要：介绍了深圳地铁五号线ATP系统的组成，分析了地铁列车紧制的主要原因，并提出了相对措施。

关键词： ATP设备；紧急制动；措施

自从1969年1月北京第一条地铁线路建成通车以来，目前全国有近３０个城市和地区都在进行轨道交通的建设、规划，涉及的线路项目达１１０多条，地铁建设进入一个大跨越时期。作为地铁列车运行的“大脑”——ATP（列车自动防护）系统，对列车的安全运行起着决定性的作用，在出现不安全因素的情况下通过列车实施紧急制动的方式来保证列车安全稳定的运行；但如果列车频繁出现紧急制动的情况，可能引起大面积晚点，必将给地铁运营效率带来严重的影响。这里以深圳地铁五号线为例，详细的阐述列车车载信号系统产生紧急制动的原因及处理措施。

1.ATP设备介绍

深圳地铁五号线采用的URBALISTM系统，它是一套基于无线通信的移动闭塞系统（CBTC），它包括ATP/ATO（列车自动防护/驾驶）、CBI（计算机联锁）、ATS（列车自动监督）和MSS（维护支持系统），该系统可以实现全线有人/无人自动驾驶。其系统结构如下图所示

图1系统结构图

其中车载信号系统采用的是阿尔斯通的MASTRIATMATP/ATO（列车自动防护/列车

自动驾驶）系统，包括轨旁ATP设备和车载ATP设备：

1.1轨旁ATP设备

安装在设备室内的轨旁ATP设备主要包括：

ZC：区域控制器，处理线路占用信息、自动防护和进路等信息，根据CC（车载计算机）设备发送的列车精确位置信息，为每列列车计算保护区域，即AP（自动防护区域），并通过无线传输向每列车发送其EOA（移动授权终点，列车可安全运行到的最远的位置）。

LC：线路控制器；LC设备管理整个线路的临时限速，负责存储、更新ATS（列车自动监控）发送的TSR（临时限速）请求。

DSU：数据存储单元，用于向CC设备上传新版本的应用软件和静态线路描述（SGD），同时也可对这些文件的升级进行管理和控制。

安装在轨道上的轨旁ATP设备主要包括：

信标：用于移动闭塞列车定位，当列车经过连续两个信标时列车实现定位，其中一个信标用于确定位置，一个用于确定方向；当CC通过一个信标时，CC捕获该信标识别号和位置参数，然后根据该信标计算它在线路上的位置并报告给ZC，由ZC计算授权终点EOA。

1.2列车车载ATP设备

列车车载ATP设备由两个车载控制器（CC）、两个司机显示单元、两个调制解调器（每端安装两个天线）、两套编码里程计和两个信标天线组成，两个CC之间通过DCS网络进

行通信，网络是冗余的。（如图2，其中ATC1、ATC2即为CC）

CC：车载机柜，列车车载ATP设备重要核心，对各种信息进行处理。

DMI：司机显示单元,辅助司机驾驶列车

编码里程计：用于测试列车的速度及行走距离，车头和车尾均设有编码里程计，如果一个编码里程计失效，列车将启用另一端的CC以对应另一端有效的编码里程计。

信标天线：它用于轨旁信标和CC核心处理部分之间的数据传输。该功能主要用于列车在线路上的定位。

DCS天线：用于与轨旁波导管进行通信，从而实现车地双向通信。

图2 车载ATP设备

2.列车紧急制动原因分析

深圳地铁五号线有3种信号驾驶模式，包括AMC模式（自动驾驶模式）、MCS模式（具有ATP监督的人工驾驶模式）、RM模式（具备部分ATP监督的人工驾驶模式）。此外，深圳地铁五号线采用的车地双向无线通信，通过DCS无线网络用于实现车辆与地面系统的无线通信，它由位于轨旁的无线接入点（AP）、耦合单元、波导管、车载无线天线、车载无线调制解调器组成。以下是信号模式下列车产生紧急制动的原因：

2.1轨旁设备影响

轨旁设备引起紧急制动的原因很多，主要有以下几种：

（1）紧急停车按钮：若站台紧急停车按钮被按下，位于过于接近的相关区域的列车立即实施紧急制动。ZC设备给每列列车的CC设备持续地发送紧急停车区域（ESA）的信息，紧急停车按钮只使用于AMC模式与MCS模式，RM模式不监督。

（2）屏蔽门：当屏蔽门被检测到未关闭或未锁闭状态等，位于过于接近的相关区域的列车必须立即实施紧急制动。ZC设备给每列列车的CC设备持续地发送紧急停车区域（ESA）的信息，紧急停车按钮只使用于AMC模式与MCS模式，RM模式不监督。

（3）信标：列车通过两个连续的信标完成列车初始化定位，定位之后CC自动计算自己的位置，并通过车地无线通信把位置报告发送给轨旁的ZC，ZC综合位置报告以及轨旁联锁系统、中央控制中心等发送给ZC的信息，最终计算出列车移动授权点（EOA），当列车连续丢失两个信标信息后，列车由于失去了列车定位，从而导致列车产生紧急制动，只使用于AMC模式与MCS模式，RM模式不监督。

（4）DCS车地通信轨旁设备：列车通过DCS无线网络实现车地信息交换，当车地通信轨旁设备无线接入点（AP）、耦合单元、波导管等设备故障，导致通信中断5秒以上，使列车产生紧急制动，只使用于AMC模式与MCS模式，RM模式不监督。

（5）ZC：ZC计算列车的移动授权终点（EOA），当ZC设备故障时，必然导致列车移动授权终点无法计算，使列车产生紧急制动，只使用于AMC模式与MCS模式，RM模式不监督。

（6）道岔及信号机：由于移动授权终点（EOA）是由ZC计算并发送给车载CC的，

而移动授权终点（EOA）由于由ZC综合CC发送的位置信息、信号联锁系统发送的信息（信号机、道岔等状态）及中央控制中心的信息计算的，当道岔、信号机突然出现问题时，使ZC立即计算出新的授权终点，把原来较远的授权终点替换，导致列车产生紧急制动。适用于AMC模式及MCS模式。

（7）LC：LC设备管理整个线路的临时限速，当列车5分钟内临时限速信息未得到更新，将会造成全线列车产生紧急制动，只适用于AMC模式与MCS模式，RM模式不监督。

2.2列车相关设备影响

列车上ATP设备引起紧急制动的原因很多，主要有以下几种：

（1）信标天线：它与信标相对应，当它与信标相对时接收信标识别号和位置参数，然后CC根据该信标计算它在线路上的位置并报告给ZC，由ZC计算授权终点EOA；当列车信标天线故障时，使列车失去定位信息，从而导致列车产生紧急制动，只适用于AMC模式与MCS模式，RM模式不监督。

（2）DCS天线：列车通过DCS无线网络实现车地信息交换，当天线故障时，导致列车车地通信无法进行，从而使列车产生紧急制动，只适用于AMC模式与MCS模式，RM模式不监督。

（3）CC：CC是列车安全稳定运行的大脑，当CC故障时，所有安全相关信息无法得到及时的处理，列车必然会产生紧急制动，适用于RM模式、MCS模式AMC模式。

2.3 人为操作影响

(1) 误动驾驶模式开关：当列车运行时，司机将驾驶模式开关切换至未授权位置，或司机室激活信息丢失（任何驾驶模式），此时列车将产生紧急制动。

（2）手动超速：当列车处于手动驾驶模式（RM模式、MCS模式）时，司机推牵引力过大，导致速度超过规定的速度，产生紧急制动。RM模式列车速度超过25km/h以及MCS模式下列车速度超过速度码，导致列车产生紧急制动。

（3）倒退距离过长及倒退速度过大：深圳地铁环中线列车要倒退时只能采用RMR模式，当采用其它模式倒退或倒退距离超过8米或倒退速度大于5km/h时，列车产生紧急制动。

（4）中央控制中心、车站误操作：中央控制中心与车站人员对相应设备误操作，导致已排列好的进路取消等导致列车产生紧急制动。

当然，产生紧急制动的原因还有很多，例如车门未锁闭，导致产生紧急制动等等。

3.减少列车产生紧急制动的措施

列车紧急制动的发生对地铁运营的效率产生了极为不利影响，为减少紧急制动对运营的影响，深圳地铁运营分公司自动监控部主要采取了以下几个措施，实行有效的管理。

3.1加强检修力度，责任到人并做好设备检修检查

针对轨旁及列车上设备故障导致列车产生紧急制动的情况，自动监控部严格把好检修质量关，确定了以下措施：（1）制定检修工艺卡及相关检修表格，当对设备进行检修时，

严格按照检修工艺卡，对检修表格中的项目一项一项的进行检查，当设备有问题时，立即进行检查并做相应的处理，并且设备检修负责人都必须在检修表格里签字，当设备在检修保质期内出现问题，对相关责任人追究相应责任。（2）部门、车间组织工程师对设备进行抽查，当检查出设备存在检修问题时，对设备检修负责人进行考核，并对设备存在的问题进行处理。

3.2加强培训，严防误操作

针对误操作引起的列车产生的紧急制动，自动监控部制定了以下措施：（1）组织工程师及工班技术骨干，对行车调度、车站人员及司机进行培训，确保培训人员能正确操作相应设备；（2）收集行车调度、车站人员及司机操作中出现的问题，进行疑难解答及培训，保培训人员能正确操作相应设备；（3）将工程师及工班技术骨干电话通讯录留给相应的设备操作人员，当对设备操作出现问题时，可以及时的通过电话给予援助。

3.3迅速响应，确保将故障影响减到最小

自动监控部除做到以上措施外，还专门成立了从上到下的抢修队，对故障进行积极响应，当列车产生紧急制动对运营影响较大，立即通知相应工班及抢修队对设备进行检查，及时将设备故障排除，确保将影响减到最小。

4总结

深圳地铁运营分公司自动监控部通过上述措施，大大减少了由设备检修质量、人为误操作等引起的列车紧急制动，并且当列车紧急制动故障发生后，积极进行响应，对故障进行有效的跟踪处理，将列车产生紧急制动后对地铁运营的影响减到最小，保障了深圳市民

出行的方便快捷。