闭塞系统

“闭塞”是铁路信号的专用名词，是指列车进入区间后，区间两端车站都不再向这一区间发车，使之与外界隔隔绝，以防止列车相撞和追尾。闭塞设备即为实现“一个区间（闭塞分区）内，同一时间只允许一辆列车占用”而设置的铁路区间信号设备。

铁路应用的区间闭塞类型有人工闭塞、半自动闭塞和自动闭塞三类。早期采用人工闭塞模式，随着技术和闭塞设备的发展，人工闭塞逐步更新为半自动闭塞和自动闭塞。闭塞有3种实现的方式，分别称为固定闭塞、移动闭塞和介于两者之间的准移动闭塞。

1. 固定闭塞

固定闭塞将线路划分为固定的闭塞分区，列车定位以固定区段为单位。系统只知道列车在哪个区段中，而不知道在区段中的具体位置，因此列车制动的起点和终点必然在某个区段的边界上。

图中右边为前行列车，左车为后续列车，橙线则标出了后续列车在固定区段中被允许的最高运行速度（图中上半部分）和实际行驶速度（图中下半部分）。

2. 准移动闭塞

准移动闭塞对前、后列车的定位方式是不同的。前行列车的定位仍沿用固定闭塞的方式，后续列车的定位则采用移动的方式。若前行列车不动而后续列车前进，后续列车的最大允许速度是连续变化的；而当前行列车前进，其尾部驶过固定区段的分界点时，后续列车的最大速度将按阶梯跳跃上升。

但在准移动闭塞中，后续列车的最大目标制动点仍必须在前行列车占用分区的起点（图中箭头所示），因此它并没有完全突破轨道电路的限制。

3. 移动闭塞

移动闭塞的特点是前、后列车均采用移动式的定位方式，不存在固定的闭塞分区，列车之间的安全追踪距离，随着列车的运行而不断移动、变化。移动闭塞的追踪目标点是前行列车的尾部，当然会留有一定的安全距离。后续列车的制动起始点则是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的，随线路参数和列车本身性能不同而变化。

移动闭塞目前主要采用感应环线和无线通信来实现。这种方法实现了车地间双向、大容量的信息传输，达到了连续通信的目的，在真正意义上实现了列车运行的闭环控制。一旦列车和车站开始通信，车站就能得知所有列车的位置，能够提供连续的列车安全间隔保证和超速防护，在列车控制中具有更好的精度和更大的灵活性，并能更快地检测到故障点。

上海轨道交通10号线所采用的CBTC系统，即“基于通信的列车控制系统”（Communications Based Train Control System），是实现移动闭塞制式的最佳技术手段之一。

列车自动防护系统

闭塞作为保障列车安全的核心原则，无论采用何种制式，它的目的只有一个：保证一个闭塞区段有且只有一辆列车运行。而实现这一功能，主要靠列车自动防护系统（ATP）来完成。车载ATP子系统是确保列车运行安全的关键设备，它与地面ATP设备相结合，完成速度或距离信号的接收和解析，实现超速防护、制动保证、零速检测、退行防护、无意识移动防护、列车状态监控和制动确认等。

基于通信技术的ATC系统的列车速度控制曲线如图所示。列车制动在操纵上按用途可分为“常用制动”和“紧急制动”两种。在正常情况下，为调控列车速度，包括进站停车所施行的制动称为常用制动，它的特点是作用比较缓和而且制动力可以调节。在紧急情况下为使列车尽快停住所施行的制动，称为紧急制动（也称为“非常制动”），它的特点是作用比较迅猛而且要把列车制动能力全部用上。在ATP系统的控制下，列车始终只能运行在当前可允许的闭塞区段，这样就保证了行车安全。

车载ATP系统设备是保证行车安全的基础设备，功能和电路设计都遵循“故障倒向安全”原则。当车载ATP系统设备发生故障时，可以切除；切除后不影响列车的正常驾驶。一般来说，地铁正常运营时都会采用基于ATP系统的人工驾驶或更高级别的ATO模式作为主备模式，只要ATP系统运行良好，就能充分保证行车安全。

据上海地铁运营方公布的初步调查结果，9月27日下午14:10，上海地铁10号线新天地站设备故障，原因是停电。机房一般采用2路独立电源，而且按照《城市轨道交通通信工程质量验收规范》，必须外加UPS供电。正常情况下，一路电源断电之后，第2路电源会立即供电；即使2路电源都停止供电，UPS也能够提供应急电源，就像蓄电池一样。

在三重保障下，为何断电会导致设备故障，以至于必须切换到人工调度，这是需要认真调查的一个重点。

人工电话调度

一旦信号系统像这样发生故障甚至于完全瘫痪，列车就要采用后备模式或者完全后备模式，二者均使用非限制人工驾驶模式。上海地铁10号线在信号故障之后，就采用了人工电话调度。此时，信号系统已经成为摆设，不能发挥任何作用。列车速度会被控制在25千米/时左右。

在完全后备模式下，地铁行车的组织原则应该是这样的：当CBTC系统与后备系统均发生故障，导致部分区段联锁及相关信号设备功能失效，造成道岔无法显示与远程操作时，由控制主任决定采用“站间闭塞法”组织行车。

所谓站间闭塞法，是指两个站站间区间及前方接车站接车线为一个闭塞区段。每一闭塞区段只允许一趟列车占用，行车凭证为行车许可证，又称为路票。此时，行车调度及时向有关车站及司机发布口头命令：自发令时起，XX站至XX站间采用站间闭塞法组织行车。

采用站间闭塞法组织行车期间，在故障区间内运行的列车司机应按行车调度的口头命令执行，司机应加强瞭望和广播安抚乘客。发车站与行车调度共同确认第一趟发出列车的运行前方闭塞区段空闲。相关车站行车值班员接到调度命令后，在每个需要接发列车的站台分别派站务人员负责接发列车、交收凭证。司机凭路票及站台接发车人员的“好了”信号，才能启动列车，以人工模式驾驶列车运行。

如果严格按照这种完全后备模式来运行，虽然地铁运行的速度和效率会受到严重影响，但最基本的安全是可以得到保障的，因为站与站之间的闭塞区段应该只有一列地铁列车在运行。

由此可见，此次事故应该是调度人员违规操作所致。司机完全是以调度人员的命令为准，没有调度批准，司机是不会拿乘客和自己的生命安全开玩笑的。 确定调度人员在哪一环节违规操作，是需要认真调查的另一个重点。

参考资料：

图片来源：新华网