2011年9月27日下午14:51，上海地鐵10號線(xiàn)發(fā)生追尾事故，導致200多人不同程度受傷。據上海地鐵運營(yíng)方公布的初步調查結果，追尾是由于信號系統停電引發(fā)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(guò)什么方式來(lái)保障安全運行的呢？

        在公路上，司機并沒(méi)有太多限制，可以前進(jìn)、后退、轉彎、逆行和超車(chē)，唯一需要注意的只是與前車(chē)的距離以免追尾。司機擁有充分的主動(dòng)權，可以說(shuō)路是死的，車(chē)是活的。但地鐵系統不是這樣：列車(chē)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(guò)列車(chē)定位技術(shù)，結合線(xiàn)路情況生產(chǎn)移動(dòng)授權（MA）發(fā)送給列車(chē)，告訴列車(chē)能以多少速度跑多遠的距離，到什么地方必須停車(chē)等等。所有的列車(chē)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(chǎng)景。在整個(gè)地鐵通信系統中，只有地對車(chē)、車(chē)對地的通信，并無(wú)車(chē)對車(chē)的信息交換。

        閉塞系統

        “閉塞”是鐵路信號的專(zhuān)用名詞，是指列車(chē)進(jìn)入區間后，區間兩端車(chē)站都不再向這一區間發(fā)車(chē)，使之與外界隔隔絕，以防止列車(chē)相撞和追尾。閉塞設備即為實(shí)現“一個(gè)區間（閉塞分區）內，同一時(shí)間只允許一輛列車(chē)占用”而設置的鐵路區間信號設備。

        鐵路應用的區間閉塞類(lèi)型有人工閉塞、半自動(dòng)閉塞和自動(dòng)閉塞三類(lèi)。早期采用人工閉塞模式，隨著(zhù)技術(shù)和閉塞設備的發(fā)展，人工閉塞逐步更新為半自動(dòng)閉塞和自動(dòng)閉塞。閉塞有3種實(shí)現的方式，分別稱(chēng)為固定閉塞、移動(dòng)閉塞和介于兩者之間的準移動(dòng)閉塞。

        1. 固定閉塞

        固定閉塞將線(xiàn)路劃分為固定的閉塞分區，列車(chē)定位以固定區段為單位。系統只知道列車(chē)在哪個(gè)區段中，而不知道在區段中的具體位置，因此列車(chē)制動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)必然在某個(gè)區段的邊界上。

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

        2. 準移動(dòng)閉塞

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

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

        3. 移動(dòng)閉塞

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

        移動(dòng)閉塞目前主要采用感應環(huán)線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信來(lái)實(shí)現。這種方法實(shí)現了車(chē)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(shí)現了列車(chē)運行的閉環(huán)控制。一旦列車(chē)和車(chē)站開(kāi)始通信，車(chē)站就能得知所有列車(chē)的位置，能夠提供連續的列車(chē)安全間隔保證和超速防護，在列車(chē)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(diǎn)。

        列車(chē)自動(dòng)防護系統

        閉塞作為保障列車(chē)安全的核心原則，無(wú)論采用何種制式，它的目的只有一個(gè)：保證一個(gè)閉塞區段有且只有一輛列車(chē)運行。而實(shí)現這一功能，主要靠列車(chē)自動(dòng)防護系統（ATP）來(lái)完成。車(chē)載ATP子系統是確保列車(chē)運行安全的關(guān)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(shí)現超速防護、制動(dòng)保證、零速檢測、退行防護、無(wú)意識移動(dòng)防護、列車(chē)狀態(tài)監控和制動(dòng)確認等。

        基于通信技術(shù)的ATC系統的列車(chē)速度控制曲線(xiàn)如圖所示。列車(chē)制動(dòng)在縱上按用途可分為“常用制動(dòng)”和“緊急制動(dòng)”兩種。在正常情況下，為調控列車(chē)速度，包括進(jìn)站停車(chē)所施行的制動(dòng)稱(chēng)為常用制動(dòng)，它的特點(diǎn)是作用比較緩和而且制動(dòng)力可以調節。在緊急情況下為使列車(chē)盡快停住所施行的制動(dòng)，稱(chēng)為緊急制動(dòng)（也稱(chēng)為“非常制動(dòng)”），它的特點(diǎn)是作用比較迅猛而且要把列車(chē)制動(dòng)能力全部用上。在A(yíng)TP系統的控制下，列車(chē)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(chē)安全。

        車(chē)載ATP系統設備是保證行車(chē)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(chē)載ATP系統設備發(fā)生故障時(shí)，可以切除；切除后不影響列車(chē)的正常駕駛。一般來(lái)說(shuō)，地鐵正常運營(yíng)時(shí)都會(huì )采用基于A(yíng)TP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(chē)安全。

        據上海地鐵運營(yíng)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(xiàn)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(zhì)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(huì )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(huà)調度

        一旦信號系統像這樣發(fā)生故障甚至于完全癱瘓，列車(chē)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(xiàn)在信號故障之后，就采用了人工電話(huà)調度。此時(shí)，信號系統已經(jīng)成為擺設，不能發(fā)揮任何作用。列車(chē)速度會(huì )被控制在25千米/時(shí)左右。

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

        所謂站間閉塞法，是指兩個(gè)站站間區間及前方接車(chē)站接車(chē)線(xiàn)為一個(gè)閉塞區段。每一閉塞區段只允許一趟列車(chē)占用，行車(chē)憑證為行車(chē)許可證，又稱(chēng)為路票。此時(shí)，行車(chē)調度及時(shí)向有關(guān)車(chē)站及司機發(fā)布口頭命令：自發(fā)令時(shí)起，XX站至XX站間采用站間閉塞法組織行車(chē)。

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

        由此可見(jiàn)，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(méi)有調度批準，司機是不會(huì )拿乘客和自己的生命安全開(kāi)玩笑的。 確定調度人員在哪一環(huán)節違規作，是需要認真調查的另一個(gè)重點(diǎn)。