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        地鐵追尾,調度失誤才是問題所在

        • 發布時間:2015-11-27
        • 信息來源:果殼網科學人
        • 作者:wsabc
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                2011年9月27日下午14:51,上海地鐵10號線發生追尾事故,導致200多人不同程度受傷。據上海地鐵運營方公布的初步調查結果,追尾是由于信號系統停電引發故障,改用人工調度后出現失誤所致。那么,正常運行的地鐵系統,是通過什么方式來保障安全運行的呢?

                在公路上,司機并沒有太多限制,可以前進、后退、轉彎、逆行和超車,唯一需要注意的只是與前車的距離以免追尾。司機擁有充分的主動權,可以說路是死的,車是活的。但地鐵系統不是這樣:列車只能在鋼軌上運行,是地面的控制對象。

                地面控制系統(Zone Control Center,ZCC)通過列車定位技術,結合線路情況生產移動授權(MA)發送給列車,告訴列車能以多少速度跑多遠的距離,到什么地方必須停車等等。所有的列車都處于ZCC的控制之下,作有限制的運行,這便是地鐵運行的一般場景。在整個地鐵通信系統中,只有地對車、車對地的通信,并無車對車的信息交換。

                閉塞系統

                “閉塞”是鐵路信號的專用名詞,是指列車進入區間后,區間兩端車站都不再向這一區間發車,使之與外界隔隔絕,以防止列車相撞和追尾。閉塞設備即為實現“一個區間(閉塞分區)內,同一時間只允許一輛列車占用”而設置的鐵路區間信號設備。

                鐵路應用的區間閉塞類型有人工閉塞、半自動閉塞和自動閉塞三類。早期采用人工閉塞模式,隨著技術和閉塞設備的發展,人工閉塞逐步更新為半自動閉塞和自動閉塞。閉塞有3種實現的方式,分別稱為固定閉塞、移動閉塞和介于兩者之間的準移動閉塞。

                1. 固定閉塞

                固定閉塞將線路劃分為固定的閉塞分區,列車定位以固定區段為單位。系統只知道列車在哪個區段中,而不知道在區段中的具體位置,因此列車制動的起點和終點必然在某個區段的邊界上。


                圖中右邊為前行列車,左車為后續列車,橙線則標出了后續列車在固定區段中被允許的最高運行速度(圖中上半部分)和實際行駛速度(圖中下半部分)。

                2. 準移動閉塞

                準移動閉塞對前、后列車的定位方式是不同的。前行列車的定位仍沿用固定閉塞的方式,后續列車的定位則采用移動的方式。若前行列車不動而后續列車前進,后續列車的最大允許速度是連續變化的;而當前行列車前進,其尾部駛過固定區段的分界點時,后續列車的最大速度將按階梯跳躍上升。




                但在準移動閉塞中,后續列車的最大目標制動點仍必須在前行列車占用分區的起點(圖中箭頭所示),因此它并沒有完全突破軌道電路的限制。

                3. 移動閉塞

                移動閉塞的特點是前、后列車均采用移動式的定位方式,不存在固定的閉塞分區,列車之間的安全追蹤距離,隨著列車的運行而不斷移動、變化。移動閉塞的追蹤目標點是前行列車的尾部,當然會留有一定的安全距離。后續列車的制動起始點則是根據目標距離、目標速度及列車本身的性能計算決定的,隨線路參數和列車本身性能不同而變化。


                移動閉塞目前主要采用感應環線和無線通信來實現。這種方法實現了車地間雙向、大容量的信息傳輸,達到了連續通信的目的,在真正意義上實現了列車運行的閉環控制。一旦列車和車站開始通信,車站就能得知所有列車的位置,能夠提供連續的列車安全間隔保證和超速防護,在列車控制中具有更好的精度和更大的靈活性,并能更快地檢測到故障點。

                列車自動防護系統

                閉塞作為保障列車安全的核心原則,無論采用何種制式,它的目的只有一個:保證一個閉塞區段有且只有一輛列車運行。而實現這一功能,主要靠列車自動防護系統(ATP)來完成。車載ATP子系統是確保列車運行安全的關鍵設備,它與地面ATP設備相結合,完成速度或距離信號的接收和解析,實現超速防護、制動保證、零速檢測、退行防護、無意識移動防護、列車狀態監控和制動確認等。


                基于通信技術的ATC系統的列車速度控制曲線如圖所示。列車制動在縱上按用途可分為“常用制動”和“緊急制動”兩種。在正常情況下,為調控列車速度,包括進站停車所施行的制動稱為常用制動,它的特點是作用比較緩和而且制動力可以調節。在緊急情況下為使列車盡快停住所施行的制動,稱為緊急制動(也稱為“非常制動”),它的特點是作用比較迅猛而且要把列車制動能力全部用上。在ATP系統的控制下,列車始終只能運行在當前可允許的閉塞區段,這樣就保證了行車安全。

                車載ATP系統設備是保證行車安全的基礎設備,功能和電路設計都遵循“故障倒向安全”原則。當車載ATP系統設備發生故障時,可以切除;切除后不影響列車的正常駕駛。一般來說,地鐵正常運營時都會采用基于ATP系統的人工駕駛或更高級別的ATO模式作為主備模式,只要ATP系統運行良好,就能充分保證行車安全。

                據上海地鐵運營方公布的初步調查結果,9月27日下午14:10,上海地鐵10號線新天地站設備故障,原因是停電。機房一般采用2路獨立電源,而且按照《城市軌道交通通信工程質量驗收規范》,必須外加UPS供電。正常情況下,一路電源斷電之后,第2路電源會立即供電;即使2路電源都停止供電,UPS也能夠提供應急電源,就像蓄電池一樣。

                人工電話調度

                一旦信號系統像這樣發生故障甚至于完全癱瘓,列車就要采用后備模式或者完全后備模式,二者均使用非限制人工駕駛模式。上海地鐵10號線在信號故障之后,就采用了人工電話調度。此時,信號系統已經成為擺設,不能發揮任何作用。列車速度會被控制在25千米/時左右。

                在完全后備模式下,地鐵行車的組織原則應該是這樣的:當CBTC系統與后備系統均發生故障,導致部分區段聯鎖及相關信號設備功能失效,造成道岔無法顯示與遠程作時,由控制主任決定采用“站間閉塞法”組織行車。

                所謂站間閉塞法,是指兩個站站間區間及前方接車站接車線為一個閉塞區段。每一閉塞區段只允許一趟列車占用,行車憑證為行車許可證,又稱為路票。此時,行車調度及時向有關車站及司機發布口頭命令:自發令時起,XX站至XX站間采用站間閉塞法組織行車。

                采用站間閉塞法組織行車期間,在故障區間內運行的列車司機應按行車調度的口頭命令執行,司機應加強瞭望和廣播安撫乘客。發車站與行車調度共同確認第一趟發出列車的運行前方閉塞區段空閑。相關車站行車值班員接到調度命令后,在每個需要接發列車的站臺分別派站務人員負責接發列車、交收憑證。司機憑路票及站臺接發車人員的“好了”信號,才能啟動列車,以人工模式駕駛列車運行。

                由此可見,此次事故應該是調度人員違規作所致。司機完全是以調度人員的命令為準,沒有調度批準,司機是不會拿乘客和自己的生命安全開玩笑的。 確定調度人員在哪一環節違規作,是需要認真調查的另一個重點。


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