主頁（http://www.130131.com）：工控專家解讀城市地鐵信號(hào)系統(tǒng)頻故障六大根源

近年來，世界各地地鐵信號(hào)系統(tǒng)故障不時(shí)出現(xiàn)。媒體報(bào)道，12月28日，北京地鐵進(jìn)行全面調(diào)價(jià)，但此次漲價(jià)前的地鐵故障造成早高峰“全城遲到”，造成這種現(xiàn)象的原因是什么，應(yīng)該如何改進(jìn)？近日，中國軟件評(píng)測(cè)中心的信息物理系統(tǒng)測(cè)評(píng)北京市工程實(shí)驗(yàn)室工控專家陳淥萍、陳曦對(duì)頻頻出現(xiàn)的城市地鐵信號(hào)系統(tǒng)原因進(jìn)行了分析。

問題1

設(shè)計(jì)不完善

部分地鐵采用的是移動(dòng)閉塞列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（CBTC），是一種基于無線通信技術(shù)的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)。據(jù)陳淥萍介紹，基于中國軟件評(píng)測(cè)中心多年來對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的研究，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)不完善導(dǎo)致的通信問題會(huì)直接影響正常運(yùn)營秩序。另外，也要考慮通信容量余量、故障情況下設(shè)備切換等設(shè)計(jì)問題。

問題2

信號(hào)升級(jí)調(diào)試故障

而陳曦表示，CBTC系統(tǒng)發(fā)展很快，在信號(hào)不斷升級(jí)和調(diào)試的過程中會(huì)不穩(wěn)定，以致影響正常運(yùn)營。如2011年7月28日，一列滿載乘客、本應(yīng)開往航中路方向的上海地鐵10號(hào)線列車，反常地朝虹橋火車站方向開出，正是因?yàn)镃BTC信號(hào)升級(jí)調(diào)試時(shí)，發(fā)生信息阻塞故障，致使后一列車重復(fù)使用前一列開往虹橋火車站列車的行進(jìn)信號(hào)。

問題3

車載及地面設(shè)備故障

陳淥萍介紹，無論地鐵廠家采用的是通用工控平臺(tái)，還是專用硬件平臺(tái)，都會(huì)存在升級(jí)導(dǎo)致的兼容維護(hù)問題。另外，中繼設(shè)備配置不當(dāng)，也會(huì)影響通信質(zhì)量。如2014年12月4日，西安地鐵2號(hào)線10502次(由南向北)列車車載信號(hào)發(fā)生故障，全程造成延誤。

問題4

配套系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定

陳曦還表示，由于部分地鐵線路分時(shí)分段開通，存在不同時(shí)期建設(shè)的供電系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行的問題，數(shù)據(jù)接口的串聯(lián)和銜接容易造成不穩(wěn)定，或引發(fā)信號(hào)系統(tǒng)故障。如2012年5月31日，因信號(hào)系統(tǒng)電源運(yùn)行不穩(wěn)定，西安地鐵二號(hào)線兩次停車致使列車大面積晚點(diǎn)近40分鐘。

問題5

應(yīng)急管理體系不健全

陳淥萍還表示，當(dāng)自動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)信號(hào)故障時(shí)，需要改為人工調(diào)度，也就是電話調(diào)度，這樣就容易出現(xiàn)人為事故。如“9.27”上海地鐵10號(hào)線追尾事故，地鐵行車調(diào)度員在未準(zhǔn)確定位故障區(qū)間內(nèi)全部列車位置的情況下，違規(guī)發(fā)布電話調(diào)度命令；接車站值班員在未嚴(yán)格確認(rèn)區(qū)間線路是否空閑的情況下，違規(guī)同意發(fā)車站的電話調(diào)度要求，導(dǎo)致地鐵10號(hào)線1005號(hào)列車與1016號(hào)列車追尾碰撞。

問題6

國內(nèi)地鐵運(yùn)行壓力大

陳曦還介紹，北京地鐵人流量大，需要采用列車之間追蹤間隔比較小的CBTC系統(tǒng)，以保障運(yùn)力。但是，一旦某列車出現(xiàn)故障，由于安全設(shè)計(jì)原則，將會(huì)導(dǎo)致后續(xù)列車出現(xiàn)連鎖性的保護(hù)性動(dòng)作，造成大面積的延誤。

如何保障信號(hào)系統(tǒng)安全運(yùn)行

兩位專家表示，地鐵系統(tǒng)通常包含行車信號(hào)系統(tǒng)ATS（CBTC系統(tǒng)是其中一種）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)SCADA、環(huán)境控制系統(tǒng)BAS、綜合監(jiān)控系統(tǒng)ISCS、通信系統(tǒng)、消防系統(tǒng)FAS、售檢票系統(tǒng)AFC等等系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都采用了不同廠家的產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，系統(tǒng)間交互頻繁，相互影響，部分地鐵系統(tǒng)在頂層建立了綜合監(jiān)控信息共享平臺(tái)，實(shí)時(shí)采集監(jiān)控各個(gè)系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)。信號(hào)系統(tǒng)是地鐵系統(tǒng)的核心，是由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)ATP、列車自動(dòng)駕駛ATO、列車自動(dòng)監(jiān)督ATS等子系統(tǒng)組成，具備前端感知、數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算處理以及控制反饋的工業(yè)控制典型特征，是關(guān)乎我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要工業(yè)控制系統(tǒng)。

針對(duì)目前我國地鐵系統(tǒng)的分布“廣”、系統(tǒng)“雜”和日客流量“多”的客觀苛刻條件，為保障鐵路系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，他們建議：

措施1

應(yīng)組織產(chǎn)學(xué)研用各部門建立圈子，針對(duì)核心系統(tǒng)的故障發(fā)生幾率，建立合理規(guī)劃、精細(xì)設(shè)計(jì)、嚴(yán)謹(jǐn)開發(fā)、嚴(yán)格評(píng)價(jià)、專業(yè)運(yùn)維的要求和規(guī)則，在系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)維方面將核心系統(tǒng)間的影響規(guī)避到最小。

措施2

科學(xué)有效的安全技術(shù)和測(cè)評(píng)技術(shù)是很好的輔助管理手段，要將測(cè)評(píng)工作置前置深，在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)、評(píng)價(jià)、運(yùn)維等階段引入質(zhì)量測(cè)評(píng)和安全風(fēng)險(xiǎn)分析，通過測(cè)試與評(píng)估有效地發(fā)現(xiàn)地鐵系統(tǒng)如代碼缺陷、邏輯錯(cuò)誤、電源波動(dòng)、車載設(shè)備故障、控制中斷、冗余故障等逐層、跨層、共性的缺陷和風(fēng)險(xiǎn)。

措施3

建立滿足我國地鐵系統(tǒng)要求的測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則，建立安全可靠保障專業(yè)力量和機(jī)制，通過對(duì)于地鐵系統(tǒng)進(jìn)行功能、協(xié)議、性能、安全的質(zhì)量測(cè)評(píng)和安全風(fēng)險(xiǎn)分析，最大程度的抑制事故的發(fā)生。