正常情况下的行车指挥

任务3　正常情况下的行车指挥

【活动场景】利用多媒体设备进行学习或在地铁控制中心结合地铁信号系统，了解正常情况时的行车指挥工作，并进行现场学习。

【任务要求】掌握地铁运营正常情况下的行车指挥工作，了解行车指挥的基本条件、要求和内容，重点掌握行车指挥的基本控制方式。

【知识准备】

正常情况下的行车组织是指地铁信号系统功能正常，控制中心、车站、列车能按照信号系统所提供的功能、运行条件、列车运行模式及运行图中的运行计划开行列车，并组织列车正常运行。

1　正常情况下的行车组织基本条件

（1）信号系统功能

信号系统功能正常时：列车自动监控系统（ATS）能够监控列车的运行情况，对全线列车进行自动管理；列车自动防护系统（ATP）能够监督及控制列车在安全状态下运行，并满足故障—安全的原则；列车自动运行系统（ATO）能够自动控制列车运行，实现自动驾驶功能，并能够自动根据运行条件和要求完成列车启动、牵引、加减速、制动及开关门等的控制；计算机联锁（CBI）能够实现道岔、信号机、计轴设备或轨道电路之间正确的联锁逻辑关系。

在以上四个子系统部分功能暂不能实现时，会导致地铁信号系统处于不同的控制模式。以某地铁信号系统为例，有三种基本列车控制等级，如图5．5所示。

图5．5　列车控制等级

①移动闭塞级别（CBTC）Communications-Based Train Control：信号系统在该级别时，所有列车控制的子系统，如ATS、ATO、ATP、CBI子系统都功能正常且工作，能够实现移动闭塞功能及列车自动驾驶等。

②点式ATP级别（ITAP）Intermittent ATP：信号系统在该级别时，仅要求ATP及CBI子系统功能正常且工作；该级别下，信号系统能够提供超速防护、信号灯冒进防护和240 s的运行间隔，列车需要司机人工驾驶操作。

③联锁级别CBI Modes：最低等级的信号系统，仅需要CBI子系统功能正常且工作，能够提供固定闭塞列车间隔、联锁防护和25 km/h限速，无ATC系统的其他功能，此级别一般为CBTC及IATP级别故障后的应急级别。

（2）运行条件

运行条件是根据正线线路的条件、车辆自身限制、线路客流量大小、列车全运转时间等各因素综合而成，运行条件不同会影响正线列车的数量、列车的运行速度、交路运行情况等，因此不同线路或区段的运行条件不同会导致不同的行车组织方案。

（3）列车驾驶模式

列车是指在正线上拥有车次号且正常运行、按规定辆数编组、有明显列车标志的车组，不同用途的列车用不同的车次来进行标识。列车运行的基本模式有6种，其功能及特性如下：

1）列车全自动驾驶模式（AM）Full Automatic Train Operation

列车在该模式下由ATS及列车ATO控制，并受到ATP系统的监督和限制。列车能够自动进行驾驶，车门和屏蔽门的开关则由列车司机或ATO系统进行控制。当列车准备发车时，列车司机仅按发车按钮即可启动列车的自动驾驶。

2）有ATP防护的人工驾驶模式（ATPM）Manual with Automatic Train Protection Mode

该模式为AM模式下列车ATO系统故障时的降级驾驶模式。在该模式下列车由司机人工驾驶列车，列车的最高速度受到ATP系统的限制，当列车超过限制速度时，会报警提示，同时会导致列车紧急制动。

3）点式列车驾驶模式（iATP）Intermittent Automatic Train Protection Mode

列车在该模式下，通过获取信号机处的动态应答器的信息，得到移动授权及相关速度信息。此时列车受到ATP系统的强制超速防护限制，在ATP系统的监督下，司机人工驾驶列车安全运行。

4）限制人工驾驶模式（RM）Restricted Manual

该模式是正线列车降级的驾驶模式，列车运行具有最高限速25 km/h。在这种模式下，列车司机进行人工驾驶，按照信号机的显示运行，同时不能超过最高限速；但该模式在车辆段和转换轨内是正常驾驶模式。

5）非限制人工驾驶模式（NRM）Non-Restricted Manual（NRM）

列车在该模式下，列车车载信号系统的相关信息均被旁路，列车驾驶完全由司机负责，没有ATP系统的监督和防护，列车的运行速度可以达到80 km/h及以上。

6）自动折返模式（ATB）Automatic Turnback

列车在该模式下，终点折返站的折返作业过程，由车载信号负责安全和自动运行，不需要司机任何操作，在列车自动完成折返后，车门打开且保持，直至司机关闭后，即可投入载客运行。

以国内某城市的地铁信号系统为例，以上6种驾驶模式的使用特性和适用范围如表5．4所示。

表5．4　6种驾驶模式的使用特性和适用范围

2　行车组织的基本要求

（1）CBTC级别下的行车组织基本要求

①电客车采用AM、ATPM模式自动或人工驾驶，司机需在电客车出库时或交接班时输入司机代号。在ATS有计划运行图时，电客车出车辆段到转换轨时自动接收行车信息；但在没有ATS计划运行图时，电客车在出车辆段及正线运行车次变更时，需行车调度员输入或通知司机人工输入服务号和目的地号。

②正线上司机凭车载信号显示或行车调度员命令行车，按运营时刻表和PDI显示时分掌握运行及停站时间。

③电客车在运行中司机应在前端驾驶，对于自动驾驶的列车应做好监控工作，遇紧急或特殊情况时人工介入列车驾驶。

④对于采用AM驾驶模式的列车，信号系统可根据列车的运行情况，自动对早、晚点的列车进行调整，确保全线列车运行有序正点；对于采用ATPM模式驾驶的列车，行车调度员应根据列车的运行情况，及时对早、晚点的列车进行调整。

（2）点式ATP级别下的行车组织基本要求

①电客车采用iATP模式人工驾驶，司机需在电客车出库时或交接班时输入司机代号。在ATS有计划运行图时，电客车出车辆段到转换轨时自动接收行车信息；但在没有ATS计划运行图时，电客车在出车辆段及正线运行车次变更时，需行车调度员输入或通知司机人工输入服务号和目的地号。

②正线上司机凭车载及地面信号或行车调度员命令行车，按运营时刻表掌握运行及停站时间。

③司机应严格掌握进出站、过岔、线路限制等特殊运行速度；运行中司机应在前端驾驶，如推进运行，应有副司机或引导员在前端驾驶室引导和监控电客车运行。

④当列车发生早、晚点时，行车调度员应根据列车早、晚点情况及时采取措施，调整列车运行。

（3）联锁级别下的行车组织基本要求

当信号系统级别为联锁级别时，信号系统仅具备基本的联锁逻辑，可提供固定闭塞列车间隔和联锁防护，但不提供其他的ATC功能。

①电客车采用NRM或RM模式人工驾驶，司机需在电客车出库时或交接班时输入司机代号；电客车在出车辆段及正线运行车次变更时，需司机人工输入列车服务号。

②正线上司机凭地面信号或行车调度员命令行车，按运营时刻表掌握运行及停站时间。

③正线运营秩序紊乱时，只能靠行车调度员人工进行行车组织调整，根据列车早、晚点情况逐步调整列车按运行图运行。

3　行车指挥的基本控制方式

地铁的基本行车控制方式主要有行车指挥自动化、设备人工控制、电话闭塞控制等几种，其中行车指挥自动化无需调度员进行太多操作，仅需进行监控即可，其余两种均需调度人工介入进行行车指挥工作。现代地铁的行车组织控制方式多以行车指挥自动化为主，本书将重点介绍行车指挥自动化的行车组织控制方式。

（1）行车指挥自动化

行车指挥自动化是利用现代信息化的电子计算机设备进行集中调度控制、指挥列车自动运行的一种远程自动化指挥的行车组织控制方式，以移动闭塞为基本闭塞法。行车指挥自动化控制方式主要的系统功能有：根据计划运行图和列车的运行情况自动绘制实际的运行图并进行比较，对早晚点列车进行重点标识；自动控制全线的道岔、信号机、轨道电路（计轴设备）及相关的联锁设备，并可以自动排列列车进路；自动追踪正线列车的运行，在ATS上正确显示正线线路占用情况、列车运行情况（列车车次、驾驶模式、运行状态）等；自动进行列车的运行调整；自动生成运营统计报告等。

行车指挥自动化的行车组织控制方式的主要内容有：

1）控制中心ATS

ATS系统是行车指挥自动化设备的重要集成系统，实现中央、车站均可视的行车指挥自动化，能够全面的监控正线列车运行，并进行自动调整。ATS系统通常包括中央ATS子系统、车站ATS子系统及车载ATS子系统三部分，相关设备均通过ATS服务器实时的接受相关数据信息。

中央ATS子系统由设备、电缆、计算机、计算机外设、网络、计算机软件等构成，通过数据网络与其他ATC子系统交换数据和命令。主要设备包括：ATS主机服务器，运行ATS集中运行控制应用软件；ATS数据库服务器，运行数据库报表生成应用软件；ATS通信服务器，运行和非ATS子系统通信的通信应用软件，通过ATS接口服务器和外部系统通信；ATS接口服务器，处理ATS通讯服务器和外部系统之间的通信。

车站ATS子系统由列车与地面间数据传输设备及电气集中联锁或微机联锁等设备构成，通过中央ATS子系统及ATS服务器实时映射相关数据信息，提供列车运行的本地显示，在取得中央ATS的授权后，可实现对本地联锁区域的控制功能，同时为中央ATS服务器提供第三级备份服务。

车载ATS子系统能够实现列车与地面间的不间断信息传输，实时接受中央ATS子系统的相关信息，实现列车的定位、移动授权、推荐速度、驾驶模式等信息，并将列车的相关信息反馈至中央ATS，使中央ATS能够全面准确掌握正线各列车的位置、速度、驾驶模式、运行时间、运行等级等信息。

2）列车在正线的运行及驾驶模式

列车在行车指挥自动化控制模式下，可采用自动或者人工驾驶模式。

①列车自动驾驶ATO模式（AM模式）

在ATP和联锁系统的安全保护下，根据ATS系统的指令，AM模式实现列车的自动驾驶运行和列车在区间运行的自动调整功能，确保达到要求的设计间隔及旅行速度，并实现列车的节能运行控制等；同时列车在车站、区间正方向、折返线、出入段线、存车线等能够自动运行，控制列车按运行图规定的区间走行时分行车，自动完成对列车的启动、加速、巡航、惰行、减速和停车的合理控制，其站台停车精度为±0．3m，正确率为99．995%。AM模式是一种高效、经济、合理地控制列车牵引和制动的模式，达到节能要求，同时它具有自诊断功能，记录和分析自检测、故障报警信息，并能将报警信息传至中央ATS和信号维护监测子系统设备。在AM模式下，列车根据接收到的速度码，自动控制列车加速、巡航、惰性、制动等，控制列车按要求停车，并自动控制车门、屏蔽门的开启。列车司机主要是监督车载ATS设备的相关信息状态，并在必要时进行人工干预，以确保列车的行车安全。

②列车人工驾驶模式（ATPM模式）

列车人工驾驶模式是列车的ATO故障，但车载和轨旁的ATP设备良好，司机根据车载设备接受到的ATS数据和指令，在ATP系统监督下的人工驾驶模式，当列车接近ATP限制速度时，车载ATS子系统会对司机发出文字、声、光等报警信息，提醒司机注意，一旦列车速度超过限制速度，司机未采取紧急措施，ATP系统会自动根据“紧急制动曲线”对列车实施紧急制动。

AM模式与人工驾驶模式（ATP模式）的功能区别见表5．5。

表5．5　AM模式与人工驾驶模式（ATPM模式）的功能区别

续表

3）列车运行组织

在行车指挥自动化的控制方式下，由中央计算机通过ATC设备实现当日的列车运行图加载、列车进路自动排列及列车运行自动调整的功能，指挥列车安全运行，中央ATS可以集中反映正线列车的运行情况。行车调度员通过监控设备，能够准确掌握线路上的列车运行情况和分布情况、区间和站内线路的占用情况、联锁设备（信号机、计轴/轨道电路、道岔）的工作情况等。同时，行车调度员也可以通过人工介入，干预自动控制功能，人工调整列车运行，排列列车进路等。

在该控制方式下，列车占用区间的行车凭证为列车收到的速度码或移动授权，凭车载信号的指示动车或凭行车调度员的指令动车，列车运行的安全间隔由中央ATS负责。

4）列车运行自动调整

列车运行自动调整是行车指挥自动化的重要功能。启用该功能时，ATS系统能够根据列车运行图中的运行计划，实时对早、晚点时间在一定范围内的图内列车自动进行列车运行调整。一般有两种：按时刻表调整及按运行间隔调整。按时刻表调整能够自动控制列车运行，将列车与时刻表（预先设定）之间的偏差降至最低，如果列车运行时分落后于时刻表，列车就会发出报警，系统进行自动调整，这是通常的正线列车运行模式；按运行间隔调整能自动管理列车运行，平衡正线上列车到达各个车站的时间间隔，这是线路故障或应急时的后备运行模式。列车运行自动调整最主要是通过控制列车的停站时间和列车运行等级来实现。一般列车等级分为7级，如表5．6所示。列车运行等级的自动升高或降低可实现列车运行速度的自动控制。列车运行等级是列车车载信号系统从ATS接收到运行等级，进而调整车辆速度、加速度和预定减速度等。

表5．6　列车运行等级

（2）设备人工控制

设备人工控制是在行车调度员的统一指挥下，由车站行车值班员人工操做微机联锁设备，排列进路，控制列车运行，基本闭塞法为固定闭塞，列车占用区间的行车凭证为出站信号机的绿灯显示。

设备人工控制的主要功能有：利用车站信号控制系统具有的联锁功能，车站行车值班员可以进行进路排列、道岔转换及信号放开的人工操作；车站可根据中央指令对列车运行进行调整；控制中心可以监控或部分监控正线进路占用、信号及道岔的工作状态等，对正线列车进行监护。

（3）电话闭塞控制

电话闭塞控制是行车调度员将行车控制权下发给车站，由车站值班员人工操做微机联锁设备或组织人员下线路准备进路，控制列车运行，基本闭塞法为固定闭塞，列车占用区间的行车凭证为路票。

电话闭塞控制的主要功能有：利用车站信号控制系统具有的联锁功能，车站行车值班员可以单独转动道岔，如果无法在信号系统单独转动道岔组织人员下线路人工办理进路，按照电话闭塞法组织列车运行；正常情况下，控制中心不再指挥列车运行，但在应急情况下，车站可根据中央指令对列车运行进行调整。

【任务实施】

收集、了解广州、北京、西安等地铁线路的信号系统行车控制级别、正常情况下的行车组织方式，并进行对比。

【效果评价】

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