在初步確定北京地鐵昌平線追尾事故原因後,業內圍繞訊號系統等技術問題的討論開始增加。
北京市交通委員會15日中午12時許報告:12月14日18時57分,兩列火車在昌平地鐵西二旗至生命科學園上行段相撞,造成部分乘客受傷。
根據上述報告,根據初步調查,事故原因是由於軌道在雪地中打滑導致前車訊號下降,緊急制動停車,而後車位於下坡路段,積雪導致列車打滑, 並且未能有效制動,導致與前車發生追尾碰撞。
這與第一財經記者14日晚在事故現場看到的情況更為吻合,部分車廂被擠壓變形,兩節車廂斷裂脫落。 在這次事故中,兩輛車之間發生了車廂分離和追尾碰撞,但兩輛車之間的關係尚不清楚。
被擠壓的隔間。 攝影:馬晨晨。
什麼是訊號衰減?一旦出現訊號衰減,車輛緊急制動停止,線路上的車輛排程安排將如何避免上述追尾事故的發生?除了積雪因素外,在這次事故中,後車是否與前車保持了適當的距離?
對此,第一財經採訪了一些相關領域的技術專家,試圖從技術層面做一些分析,他們對事故的分析是不同的。 有專家認為,問題可能出在制動和車輛本身,也有專家認為,事故應該是訊號系統的排程和控制問題。 另一位專家指出,“國際上普遍存在特別惡劣的天氣,地面車輛需要停止,因為它們超出了設計時的容量和條件。
此次事故的具體原因將在有關部門詳細調查後確定。
15日上午,北京市委書記尹力在全市應對極寒天氣工作部署會議上強調,要全力做好地鐵昌平線事故善後工作。 我們將全力救治傷員,嚴格追究事故責任,深入分析原因,提出針對性、具體的措施,做好問題的整治工作。 進一步完善應急預案,預防事故發生,快速、有效、妥善、有序地處理情況。
訊號衰減和雪地濕滑的軌道。
根據該報告,前車訊號的降級成為事故的觸發因素之一。
北京昌平線地鐵訊號系統以交通控制技術為主。 2024年,北京新聞廣播在接受交控科技董事長高春海專訪時表示,2024年12月,交控科技正式成立。 2024年12月30日,北京地鐵亦莊線和昌平線CBTC示範工程成功開通,我國自主研發的CBTC訊號系統成功應用於這兩條地鐵線路,使我國成為全球第四個擁有該核心技術並成功開通運營的國家。
看到新聞後,我們才發現車出了問題,現在我們還在等待官方調查結果。 15日下午,**交控技術部經理張女士告訴第一財經網。
張女士表示,所謂“訊號衰減”,本質上是遵循“故障導向安全”原則的操作。 如果車輛在行駛過程中處於不良狀態,則需要減速或剎車,以避免因高速行駛而產生不可預知的結果,這並不意味著訊號系統已經失效和效能下降。 “這就像你在冬天開車或騎自行車,走在路上,很容易滑倒。 軌道交通是道理,在這種天氣下,你不能再高速行駛,需要保持安全距離,慢慢剎車。 ”
不過,另一位訊號處理專家告訴記者,“訊號衰減”可以通俗地理解為訊號故障,通訊鏈路的可靠性並不好。 “一般情況下,列車在出現情況時會向控制中心傳送訊號,控制中心有幾條通訊鏈路,如果中間有幾條故障,事故車的制動資訊就不會被傳送。 專家表示,可靠性問題的可能性很多,具體情況取決於事故的最終調查報告。
在昌平線地鐵車廂斷裂處,工程人員調研現場情況。 攝影:馬晨晨。
雪成為事件的另乙個重要因素。
14日17時,北京市氣象局發布黃色預警,稱當天夜間有小雪或分散性小雪,最低氣溫零下7度。 在結冰道路黃色預警和寒潮藍色預警中,路面上有冰雪,所以要注意交通安全。 當日傍晚,記者從西二旗地鐵站出口騎車前往事發兩公里外的事發區段時,出現數處輪胎打滑。 走在事發地路段的枕木和石頭上,有時腳下會打滑。
第一財經注意到,事發前兩天,為應對低溫降雪天氣,北京地鐵組織工作人員對車輛裝置及高架線路設施進行檢修維護。 據北京通報,降雪期間,北京地鐵將開啟252套道岔融雪裝置,防止道岔結冰;地面和高架線路將採用人工駕駛模式執行,並根據降雪情況及時降低列車速度,並安排技術骨幹額外乘坐列車對線路進行檢查,確保行車安全。
北京交通大學經濟管理學院教授趙健告訴第一財經記者,這起事故令人費解的是,從理論上講,前車已經退化,被緊急制動停止,當它沒有離開制動區時,後車應該無法進入間隔。 即使存在下坡路段、下雪天路面濕滑等客觀因素,也應在前期認真評估和考慮,並盡可能採取有效措施,避免多重不利因素疊加,可能導致事故的發生。
北京地鐵昌平線訊號系統是否會根據極端天氣、下坡等特殊情況預留足夠的制動距離和時間?
張女士表示,在現實中,訊號系統的執行會受到多種因素的影響,很難一概而論。 例如,如果將列車間隔設定在 90 秒到 180 秒之間,則制動距離將不同。 如果間隔設定為 6 分鐘,則制動距離可以更長。 訊號系統根據既定的間隔設計出相對合理的制動距離和速度,這在很大程度上取決於二傳手將人群運送出去所需的容量。 此外,鋼結構在雨雪天氣下的冷卻和收縮等因素也會影響車輛和軌道的滑移係數,這些複雜的因素也會干擾最終的結果。
中國城市規劃設計研究院城市交通研究分院院長、教授級高階工程師趙一新在接受第一財經採訪時表示,地鐵撞尾並不常見。 由於列車執行主要依靠訊號控制系統進行排程和指揮,如大雪等極端天氣,訊號控制系統應有效保持安全要求,確保列車執行安全。 在我國,由於軌道交通多在地下,北方地區的地上軌道里程相對較短,因此在極端天氣下發生地鐵追尾事故的情況更為罕見。
針對地鐵昌平線兩列火車發生追尾事故,趙一新認為,執行速度應該考慮到平時的雨雪天氣,正常情況下是安全的。 但在極端情況下,由於軌道積雪,手動制動器的制動距離延長,緊急制動時間延遲,可能導致兩列行駛中的列車之間的距離縮短,甚至發生追尾事故。
在趙一新看來,這起事故給北方非地下、封閉作業軌道的城市敲響了警鐘。 首先,由於地鐵追尾事故極為罕見,因此在智慧型軌道上,包括數字監控在內的類似安全風險規劃中往往存在差距。 更重要的是,地鐵排程指揮中心應針對極端天氣採取相應的應急預案,可以考慮提高安全等級,增加列車間距,降低運力,加強通訊及相關裝置部件的安全可靠性。
如何平衡運營安全與容量需求?
事故發生後,不少網友對地鐵在雨雪天氣下的安全性表示擔憂。 對此,趙健表示,地鐵事故總體上仍是極不可能發生的事件,但道路交通在同等天氣條件下容易出現安全隱患,人們已經習以為常。他認為,在這次事故中,最簡單的解決辦法是增加車輛之間的間隔,這樣可以在很大程度上避免危險情況的發生。
第一財經記者查詢到北京地鐵官方**,昌平線下二七站列車時刻表顯示,列車間隔時間從2分鐘到10分鐘不等,如工作日17:49和51、18:54和56、20:49和51到昌平西山口,相鄰兩條地鐵之間的間隔時間較短, 只需 2 分鐘。
上海一位軌道交通領域的技術人員告訴記者,軌道交通資訊系統要增加更多的場景,包括極端惡劣天氣下的場景,資訊系統要針對不同場景設定不同的制動引數,將前車和後車的間隔距離提高到1公里以上, 並適當放寬發車時間,將得到改善。
未來,面對類似極端惡劣條件下的列車執行,可以採用人工干預,除了增加列車執行的時間間隔外,乘客候車和安全保障也應制定相應的預案。 借鑑國際經驗,可以設定軌道加熱裝置,使用融雪劑等清潔軌道,幫助提高軌道在極端惡劣氣候條件下的粘附係數。 該技術人士表示。
根據《交通運輸部關於印發〈城市軌道交通組織管理辦法〉的通知》(交運規2024年第14號)第三十二條規定,遇惡劣天氣,相關人員可根據情況及時採取加強瞭望、限速、停運、停站、封站等措施, 並應當按照下列要求組織行車調整:
對於地面和高架線路,風影響段風力達到7級時列車速度不應超過60 km h,風力達到8級時列車速度不應超過25 km h,風力達到9級及以上時應暫停列車速度。
如遇霧霾、雨、雪、沙等惡劣天氣時難以看清,地面和高架線路列車應開啟大燈,限速執行,並及時鳴喇叭。 當瞭望距離小於100公尺、50公尺和30公尺時,列車執行速度不應分別超過50公里/小時、30公里/小時和15公里/小時當瞭望距離小於5公尺時,駕駛員應立即停車。 當駕駛員看不到訊號顯示和道岔位置時,應停車確認,嚴禁推測駕駛。
圖為14日西二旗地鐵站臺,乘客在雪地裡從地鐵軌道上撤離。 攝影:馬晨晨。
追尾事故發生後,北京地鐵15日上午表示,為保障地面和高架線列車在極端天氣下執行安全,所有地面和高架線路均採用人工駕駛方式,採取降速執行措施,發車間隔將適當拓寬,沿線公交將增加連線能力, 乘客可以按需選擇乘坐巴士旅行。
適當拓寬發車間隔有助於保證車輛執行安全,但雨雪天氣地面交通不便,群眾地鐵出行需求會更多,形成矛盾。
經歷過事故地鐵危險的當事人張先生告訴記者,他平時從西土城乘坐昌平線到朱莘莊站上下班,通常在傍晚5點發車,地鐵進入高峰時段。 如果下雨或下雪,騎行中會有更多的人。 特別是西二旗站周邊網際網絡公司眾多,一到車站,地鐵車廂門口總排長隊。 “在雨雪天氣裡,經常要排隊上百個號碼才能打網上網約車,等乙個小時可能上不了車。 還是坐地鐵比較好,火車很多,時間有保障,車站也不冷。 ”
趙健認為,雨雪天氣對地鐵通關提出了更長的要求,而出行人群的真正需求需要在這樣的天氣下乘坐更頻繁的地鐵,這兩者之間存在矛盾。 要解決這個問題,就必須回到城市和軌道交通規劃問題上來。 “東京都市圈人口約4000萬,比北京小,2024年的軌道交通里程為2700公里。 北京目前城軌里程不足1000公里,與高品質軌道交通需求相差甚遠。 ”
2024年發布的《北京市“十四五”重大基礎設施發展規劃》提出,到2024年,城市軌道交通運營總里程力爭達到1000公里,中心城區軌道交通出行佔比達到187%以上。 除了擴大軌道交通規模外,趙健還認為,各地要將城市規劃與軌道交通建設緊密結合,讓更多人選擇這種高效集約的出行方式,減輕城市道路交通壓力。
行業中的潛在問題。
公開資料顯示,全球其他城市也時有發生地鐵追尾事故。
2024年6月22日,華盛頓特區兩列地鐵列車在高峰時段在華盛頓東北部相撞,事故導致前列列車後車廂嚴重變形,後續車廂損壞的車廂爬上前一列列車的頂部,造成華盛頓地鐵系統30多年來執行中最嚴重的事故。
華盛頓地鐵事故的調查人員發現,計算機系統中的訊號故障和人為錯誤可能是地鐵事故的兩個主要原因。
中科院軟體研究所綜合資訊系統技術實驗室副研究員鄭剛曾撰文談到華盛頓列車追尾事件,稱21世紀初以來,我國城市軌道交通也進入了大發展時期。 隨著地鐵列車運力和運輸效率的不斷提高,運輸密度的不斷提高,列車速度的加快,需要列車執行控制自動化程度的不斷提高,地鐵列車自控系統的安全性和穩定性顯得尤為重要。
鄭剛認為,一方面,人是保障行車安全的第一要素。 我國城市軌道交通的後發優勢決定了大量先進的自動化裝置(如ATC系統)的啟用,並利用其列車超速保護(ATP)、自動駕駛(ATO)等功能來保障行車安全,但人的作用往往被忽視。
另一方面,從技術層面來看,目前國內地鐵列控系統產品來自不同廠家,在訊號傳輸形式和標準、調速方式、通訊網路等方面都存在差異,甚至在同一城市的地鐵車輛系統也不盡相同,因此需要積極推進相關技術裝置安全標準化;加強產品的檢測、檢測和認證工作。
此外,由於我國部分地鐵列車已經執行多年,需要對列車的執行控制系統進行公升級,從訊號傳輸等多方面提高地鐵列車速度執行的自動控制水平和列車對執行狀態的實時監測、診斷和控制能力, 執行控制、指揮排程、通訊網路等 鄭剛建議,要加快對舊地鐵列車控制系統進行公升級改造。
去年,北京地鐵運營***等研究者在《軌道交通》上發表的一篇文章稱,傳統的以線路為指揮單元劃分的排程指揮模式已經無法滿足網路運營的發展需求,結合北京線路指揮中心現狀,建議優化排程指揮模式的開發建設方案。
根據本文的分析,隨著線路網路規模的提高,當前線路運營逐漸呈現出與單線運營不同的特徵,具有四個特點:一是線路間關聯性增強導致突發事件影響更廣;二是換乘節點增加和客流交換量增加導致的客流時空變化分析發展規律日趨複雜第三,作為城市的核心交通載體,能否保障地鐵的正常執行和應急響應,將對城市安全產生更為深遠的影響第四,多個經營主體的運輸增加了經營管理協調的難度。