2011年9月27日下午14:51，上海地鐵10號線發(fā)生追尾事故，導致200多人不同程度受傷。據(jù)上海地鐵運營方公布的初步調查結果，追尾是由于信號系統(tǒng)停電引發(fā)故障，改用人工調度后出現(xiàn)失誤所致。那么，正常運行的地鐵系統(tǒng)，是通過什么方式來保障安全運行的呢？

        在公路上，司機并沒有太多限制，可以前進、后退、轉彎、逆行和超車，唯一需要注意的只是與前車的距離以免追尾。司機擁有充分的主動權，可以說路是死的，車是活的。但地鐵系統(tǒng)不是這樣：列車只能在鋼軌上運行，是地面的控制對象。

        地面控制系統(tǒng)（Zone Control Center，ZCC）通過列車定位技術，結合線路情況生產移動授權（MA）發(fā)送給列車，告訴列車能以多少速度跑多遠的距離，到什么地方必須停車等等。所有的列車都處于ZCC的控制之下，作有限制的運行，這便是地鐵運行的一般場景。在整個地鐵通信系統(tǒng)中，只有地對車、車對地的通信，并無車對車的信息交換。

        閉塞系統(tǒng)

        “閉塞”是鐵路信號的專用名詞，是指列車進入?yún)^(qū)間后，區(qū)間兩端車站都不再向這一區(qū)間發(fā)車，使之與外界隔隔絕，以防止列車相撞和追尾。閉塞設備即為實現(xiàn)“一個區(qū)間（閉塞分區(qū)）內，同一時間只允許一輛列車占用”而設置的鐵路區(qū)間信號設備。

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

        1. 固定閉塞

        固定閉塞將線路劃分為固定的閉塞分區(qū)，列車定位以固定區(qū)段為單位。系統(tǒng)只知道列車在哪個區(qū)段中，而不知道在區(qū)段中的具體位置，因此列車制動的起點和終點必然在某個區(qū)段的邊界上。

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

        2. 準移動閉塞

        準移動閉塞對前、后列車的定位方式是不同的。前行列車的定位仍沿用固定閉塞的方式，后續(xù)列車的定位則采用移動的方式。若前行列車不動而后續(xù)列車前進，后續(xù)列車的最大允許速度是連續(xù)變化的；而當前行列車前進，其尾部駛過固定區(qū)段的分界點時，后續(xù)列車的最大速度將按階梯跳躍上升。

        但在準移動閉塞中，后續(xù)列車的最大目標制動點仍必須在前行列車占用分區(qū)的起點（圖中箭頭所示），因此它并沒有完全突破軌道電路的限制。

        3. 移動閉塞

        移動閉塞的特點是前、后列車均采用移動式的定位方式，不存在固定的閉塞分區(qū)，列車之間的安全追蹤距離，隨著列車的運行而不斷移動、變化。移動閉塞的追蹤目標點是前行列車的尾部，當然會留有一定的安全距離。后續(xù)列車的制動起始點則是根據(jù)目標距離、目標速度及列車本身的性能計算決定的，隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化。

        移動閉塞目前主要采用感應環(huán)線和無線通信來實現(xiàn)。這種方法實現(xiàn)了車地間雙向、大容量的信息傳輸，達到了連續(xù)通信的目的，在真正意義上實現(xiàn)了列車運行的閉環(huán)控制。一旦列車和車站開始通信，車站就能得知所有列車的位置，能夠提供連續(xù)的列車安全間隔保證和超速防護，在列車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。

        列車自動防護系統(tǒng)

        閉塞作為保障列車安全的核心原則，無論采用何種制式，它的目的只有一個：保證一個閉塞區(qū)段有且只有一輛列車運行。而實現(xiàn)這一功能，主要靠列車自動防護系統(tǒng)（ATP）來完成。車載ATP子系統(tǒng)是確保列車運行安全的關鍵設備，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，實現(xiàn)超速防護、制動保證、零速檢測、退行防護、無意識移動防護、列車狀態(tài)監(jiān)控和制動確認等。

        基于通信技術的ATC系統(tǒng)的列車速度控制曲線如圖所示。列車制動在縱上按用途可分為“常用制動”和“緊急制動”兩種。在正常情況下，為調控列車速度，包括進站停車所施行的制動稱為常用制動，它的特點是作用比較緩和而且制動力可以調節(jié)。在緊急情況下為使列車盡快停住所施行的制動，稱為緊急制動（也稱為“非常制動”），它的特點是作用比較迅猛而且要把列車制動能力全部用上。在ATP系統(tǒng)的控制下，列車始終只能運行在當前可允許的閉塞區(qū)段，這樣就保證了行車安全。

        車載ATP系統(tǒng)設備是保證行車安全的基礎設備，功能和電路設計都遵循“故障倒向安全”原則。當車載ATP系統(tǒng)設備發(fā)生故障時，可以切除；切除后不影響列車的正常駕駛。一般來說，地鐵正常運營時都會采用基于ATP系統(tǒng)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(tǒng)運行良好，就能充分保證行車安全。

        據(jù)上海地鐵運營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量驗收規(guī)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。

        人工電話調度

        一旦信號系統(tǒng)像這樣發(fā)生故障甚至于完全癱瘓，列車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號線在信號故障之后，就采用了人工電話調度。此時，信號系統(tǒng)已經成為擺設，不能發(fā)揮任何作用。列車速度會被控制在25千米/時左右。

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

        所謂站間閉塞法，是指兩個站站間區(qū)間及前方接車站接車線為一個閉塞區(qū)段。每一閉塞區(qū)段只允許一趟列車占用，行車憑證為行車許可證，又稱為路票。此時，行車調度及時向有關車站及司機發(fā)布口頭命令：自發(fā)令時起，XX站至XX站間采用站間閉塞法組織行車。

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

        由此可見，此次事故應該是調度人員違規(guī)作所致。司機完全是以調度人員的命令為準，沒有調度批準，司機是不會拿乘客和自己的生命安全開玩笑的。 確定調度人員在哪一環(huán)節(jié)違規(guī)作，是需要認真調查的另一個重點。