全自动运行系统安全保证

FAO应用介绍1FAO安全保证2总结3CONTENTS«1FAO应用介绍1.1FAO发展历程基于UITP（国际公共交通协会）的数据，截止至2017年3月-国际上已有38个城市开通运营56条，850公里，890个车站全自动运行线路。-国外75%新线将采用FAO技术，40%的既有线改造时将采用FAO技术。-预计2025年全球2300公里的全自动运行线路。前25年最近10年未来FAO发展趋势FAO发展趋势图（2017年国际公共交通协会）1.2FAO系统的优势•列车休眠/唤醒•控制列车秒级运行，实现列车合理交会，避免集中负载•调整空调、照明等参数•兼容常规驾驶模式•节约司机操作时间，提高站台有效停站时间，缩短列车折返间隔•无需司机值守，从而摆脱司机配置和周转的制约•实现24小时不间断运输服务•关键系统冗余•全自动停车场，车库门联动、全自动洗车、人员防护、乘客防护、障碍物脱轨检测、应急联动•静动态测试，自诊断•信号车辆运行及故障信息实时上传，加强运营功能灵活运营«2FAO安全保证2安全管理体系—全生命周期、全方位2安全管理体系—透明厨房理论用户需求快速的捕捉和挖掘符合行业技术发展的用户和客户的需求以最快的速度、最低的成本，按照规范，把需求转化为安全可靠的产品并推向市场2.1行为安全—人员的错误年份相撞脱轨人员事故平交道口列车火灾其他事故总数人员事故百分比2014365230898172713173951.64%2013350262799158537162949.05%2012396239798176649168247.44%20113072896701786612152244.02%20104013216432216016166238.69%2014年，德国铁路共发生事故1739起，其中人员事故为898起，占总比例的51.6%，且在2010至2014年间，人员事故百分比呈逐年上升趋势。人在应对日趋复杂的轨道交通系统时，越来越容易出错。乘客死亡人数占比32%社会人员死亡人数占比17%职工死亡人数占比51%2.1行为安全—系统替代人工根据人因工程研究，即使是经过良好培训的有经验的操作人员，其失误概率也高达10-3到10-4，而全自动运行系统关键安全控制设备的故障概率均小于等于10-8到10-9。全自动运行系统通过自动化技术和智能化运行，大量通过设备或技术手段替代人员操作、固化人员经验，不仅提高相关操作的可靠性，同时也大大提升了整体系统的安全性。突发场景处理依靠调度经验每个司机具有不同的驾驶习惯司机长时间工作后的疲劳计划运行图与实际存在偏差更少的人为错误，更安全更准时的到达和旅行的时间统一的用户体验，全局调度，节约能源精准的应急处理，更好的客户服务2.1行为安全—自检唤醒列车1.1FAO定义«全自动运行系统可根据运行图自主的从休眠状态自动唤醒，自动完成列车上电自检、设备自检、静态测试、动态测试30余项的全面列车检查，包括以往人工不进行的测试项和无法实现检查的测试项，如：车辆设备自检、车载设备自检、网络通信自检、照明测试、开门测试等。列车自动唤醒功能运营前列车将检查结果自动上报给控制中心，控制中心根据上报的检查结果，自动决定是否唤醒备用列车，大大提高上线列车的安全性，降低列车在正线运营故障发生的概率，保证运营效率。2.1行为安全—智能回库洗车1.1FAO定义«全自动运行系统列车按照预先设定的计划，实现全自动洗车，整个洗车过程无需人工参与。人工洗车事故2010年某线在洗车过程中，司机在未知原因下，把驾驶舱的窗户摇下来，并将头和身体探出窗外。随后，他的头部被机房内的钢铁设备击中，头被撞得喷出鲜血。事发后，该司机失去意识，被甩出驾驶舱，落在铁轨上。经一个多小时的抢救，男子最终不幸死亡。危险！«运营后洗车库示意图2.2运营安全—换乘防护1.1FAO定义«车站站台门故障或被人工锁闭隔离后，列车在该站台时，该侧站台的所有列车相对应的车门也保持锁闭，不参与停站的开、关门作业，并对乘客进行指示灯提示和车门隔离故障广播提示，确保乘客的安全乘降功能。对位隔离功能优点：u隔离车门/站台门上方亮红色指示灯u车门/站台门整体控制变为单个控制u联动车内广播、车载CCTV站台门防夹功能优点：在乘客换乘时间段内，持续对站台门与车门间隙进行扫描，防止乘客或物品被车门夹住，实现安全防护。2.2运营安全—与乘客互动«列车上安装紧急停车按钮（紧急刹车手柄）供乘客使用，紧急停车需求激活时应告知控制中心。列车上安装紧急呼叫设备，该设备可保证乘客和控制中心之间的通信。紧急呼叫和紧急停车按钮优点：联动CCTV、语音识别，快速定位突发点，快速处理。使系统可以快速、有效的应对运营过程中乘客的需求，具备更强调整能力。进一步提升城市轨道交通运行系统的安全与效率。乘客晕倒打架斗殴2.3功能安全—充分的冗余配置功能安全旨在确保列车存在系统故障时也可以安全运行。全自动运行系统建立了系统层和设备层的备用和冗余关系来应对意外状况。信号在既有设备冗余的基础上，增强了冗余配置。包括：头尾终端设备冗余、ATO冗余配置、与车辆接口冗余配置、二乘二取二，三取二，控制中心和备用控制中心等。2.3功能安全—完全兼容UTO等级建设的线路具备完整的驾驶模式，即使由于意外情况系统无法继续进行全自动运行，系统还能够通过一系列安全操作，使列车停留在站台，等待站务人员处理后自动运行或降级为传统的CBTC列车继续运行。2.4应急安全—设置雨雪模式雨雪天气二次确认取消雨雪模式天气转好设置雨雪模式降低车速加大安全距离在运营过程中，全自动运行系统能够响应各种突发紧急事故，发出告警信息并及时采取措施，快速恢复正常运营，将乘客风险和事故影响范围控制在最小。2.4应急安全—障碍物/脱轨检测通知控制中心接近故障列车紧急制动远离故障列车继续运行紧急制动切除牵引自动形成安全防护区域联动CCTV人员到场处理远程缓解紧急制动系统安装有障碍物检测装置，即使出现这样的异常情况，仍可使列车安全停车，将伤害降低至最低的程度，实时通知中心，指导乘客安全撤离。2.4应急安全—火灾处理信号通用HMI电力数据单元机电数据单元信号数据单元电力设备FAS设备信号历史数据库车站甲车站乙车站丙火灾信息人工确认为火灾执行火灾联动信号命令立即发车扣车全自动运行系统提供了一系列措施和方法去协助解决在监控列车运行过程中的运营故障。2.5环境安全—远程紧急制动乘客跌落控制中心远程紧急制动站台紧急停车按钮异物入侵解决方案全自动运行系统保证可能与车辆有相互作用人员的人身安全。系统在设计过程中，不仅考虑了乘客的安全，同样对维修人员、闯入轨道的人员的安全进行了防护。2.5环境安全—人工作业03ü区域控制，不影响运营效率ü系统自动建立，保证防护区域建立的正确性ü区域内列车紧急制动，快速保证环境安全ü列车与人员相对位置静止，保证人员安全ü物理隔离人员与列车，保证人员安全ü区域外列车不降级，不影响运营效率0102SPKS（StaffProtectionKeySwitch）：插入特殊钥匙并旋转一定的角度后，封锁相应区域在车辆段和区间，设置有SPKS开关用于人员进入轨道区域进行临时作业的防护，确保列车无法进入作业区域。2.6传统CBTC与FAO的安全对比危险事件CBTCFAO正线车辆段正线车辆段碰撞列车追尾√×√√列车侧面相撞√×√√列车迎面相撞√×√√列车与轨道上的物体相撞××√√列车与系统结构物相撞√×√√脱轨列车超速√√√√未确保安全时列车进入道岔区域/不安全的道岔移动√×√√人身伤害人员受困××√√人员摔倒跌落√×√√人员被设备撞伤×√√√火灾 站台/停车场/区间火灾××√√列车火灾××√√触电 ××√√恶劣天气 ××√√2.6传统CBTC与FAO的安全对比列车远程广播以场景和运营规则为主线基于引导词的危害识别正常场景：18个异常场景：23个早间上电列车唤醒唤醒列车休眠自动调车洗车日检与维修清扫回库进入正线服务停止正线服务0102031817161514130412清客折返换端紧急手柄紧急手柄车辆火灾站台火灾障碍物脱轨检测远程紧急制动故障复位控制雨雪模式其他远程控制功能运行中车辆或信号故障区间疏散救援车上设备工作状态远程监督扣车跳停紧急制动缓解蠕动模式运行FAM/CAM模式转换车辆制动系统故障车门状态丢失站台发车再关门控制车门故障隔离站台门站台门故障隔离车门进站停车轨道车运行3736293839404135343332313028100908060705272625242321201922站台门状态丢失112.6基于场景的风险识别方式示例：停车保证功能不安全控制行为致因因素致因场景安全需求H1:对应进路前的第一辆CBTC列车不能保证在当前MA终点前停车的情况下，CI错误认为列车可以停车。S1:对应进路前的第一辆CBTC列车不能保证在当前MA终点前停车的情况下，ZC给CI发送对应进路前可以保证停车信息2.6基于引导词的风险模式识别技术010203üFAO系统包含所有系统及外部接口ü基本不同场景的危害分析üFAO信号系统：包含信号系统所有子系统ü基本不同子系统的危害分析ü丰富的实践经验开始确定引导词分析模版设计确定危害模式危害识别危险源审核生成危害日志安全经理多功能小组危险源审核委员会GMHIT2.7多层次、全覆盖的测试验证确认体系燕房线稳定性测试预期指标与实际指标对比测试项休眠唤醒车库门开关站台门开关车门隔离站台门站台门隔离车门紧急呼叫洗车机紧急拉手折返成功率运营图兑现率运营图正点率预期99.79%99.72%100%99.99%99.99%98.14%98.77%98.14%99.98%99.94%99.94%实际99.80%99.78%100%100.00%100.00%100%100%100%100.00%100.00%100.00%«3总结3总结—FAO安全保证专业作用基础设施基础行车及运营组织心脏车辆身体信号大脑通信嘴巴、耳朵、眼睛、神经中枢综合监控家庭医生车辆段、停车场家信号系统作为全自动运行系统的核心，与车辆、通信（含PIS）、站台门、综合监控、车辆基地等综合协调，通过系统性、综合性、多层次的安全场景分析和专项安全设计、全覆盖的测试、验证与确认，有效保障全自动运行系统提供比既有系统更安全的服务。FAO安全保证行为安全运营安全应急安全功能安全环境安全